[摘要]当年设计制造原子弹时耗费了大量时间来计算,为什么会有那么大的计算量?因为放这吗大个炮仗需要算个好日子,哪能随便什么日子都可以,所以需要仔细推算下良辰吉日,为了万...
当年设计制造原子弹时耗费了大量时间来计算,为什么会有那么大的计算量?
因为放这吗大个炮仗需要算个好日子,哪能随便什么日子都可以,所以需要仔细推算下良辰吉日,为了万无一失,所以要仔细推算下,
当年设计制造原子弹时耗费了大量时间来计算,为什么会有那么大的计算量?
当年设计制造原子弹时耗费了大量时间来计算,为什么会有那么大的计算量?
原子弹设计之初,的确是有大量的计算任务。为什么需要这么大的计算量?
实际上当时的计算,大部分是拟合运算。
举一个例子说明。
比如,U-235作为核材料,如果是裸球,其临界质量是52公斤左右,如果周围加上中子反射材料,则临界质量可以降到15公斤左右,达到这个质量的U-235,才可以引发持续的链式反应,形成核爆炸。通常,原子弹的核心是将U-235分为几块,引爆的时候,使用合适的炸药将几块U-235瞬间聚集,达到临界质量,从而引发核爆炸。
这里边就有一个很现实的问题:原子弹的外壳和炸药的数量需要精密控制。如果外壳强度不够,炸药装药过大,则爆炸的时候会直接将U235炸飞,只是一个普通的炸弹,而外壳强度过大,又会造成原子弹体积重量超标不易投送,炸药数量不足,则不能达到在规定时间将U-235达到临界质量引发核爆炸,也就是成了一枚哑弹。

原子弹

原子弹
原子弹造价极其昂贵(一枚核心就需要1000万左右),决不能像手榴弹一样反复试爆炸实验测试取得关键数据,因此需要进行模拟计算,所谓模拟计算就是根据相关的原理设定公式,不断调整各个参数求得最优解,有点和解多元多次方程组类似。
当然了,这只是一个小例子,实际上需要拟合的地方非常多,计算量也非常大。
这样的问题,现在拥有大型计算机和比较好的专用软件的前提下,模拟这种问题当中的一个,可能也就是几分钟的时间,可是当时最高级的计算设备就是前苏联进口的电动计算机,有几百斤重,这种机器需要手工输入数据然后启动用电动机带动复杂的齿轮进行加减乘除乘方开方运算,并且每次操作只是运算一次,结果还需要人工记录,其效率连目前学生用的函数计算器都远远不及,因此模拟一个问题需要很多人合作,旷日持久加班才能得出结果就不难理解了。