MHD机器
这些机器将拯救我们
或毁灭我们
2006年6月11日
我想给你们讲述一个正在我们眼前书写的故事。一些东西刚刚诞生,在新墨西哥州桑迪亚实验室的Z-机器中发出啼哭。这个孩子在2005年5月发出第一声哭喊,突然从虚无中诞生。
人类追逐核聚变的幻象已经半个世纪了。当裂变的恶魔相对容易被驯服时,早在40年代初,就诞生了第一颗原子弹,它在美国内华达州阿拉莫戈多爆炸。
第一颗原子弹在阿拉莫戈多爆炸
人类的第二个孩子,普罗米修斯之子,直到第一个孩子出现后才显现出来。一旦人类意识到他们可以释放物质内部隐藏的惊人能量,他们就开始考虑实施聚变反应,而不是裂变反应。
起初,“原子学家”、“核物理学家”(后来这样称呼他们)只是化学家(如原子的发现者新西兰人欧内斯特·卢瑟福)。对化学家来说,裂变不过是分解反应,一种高度放能的自催化过程。铀-235很容易分解成质量相近的碎片,同时释放出一些中子。这些中子撞击邻近的原子核,从而引发“链式反应”,前提是聚集的原子数量足够多,使得这些中子能够与另一个铀-235原子核发生碰撞。与其说临界质量,不如说临界体积。参见
http://www.savoir-sans-frontieres.com/JPP/telechargeables/Francais/energetiquement_votre.htm
在利用铀-235的不稳定性后(天然铀矿中仅占0.7%),人类又利用了钚-239这一同位素,这种元素在自然界中并不存在,但可以通过用铀-238捕获铀-235裂变时释放的“快中子”来制造。钚也是可裂变的,具有“临界质量”,可以用于制造炸弹。这是第二次试验的炸弹,于日本长崎爆炸。
从化学家的角度来看,聚变更像我们熟悉的普通化学反应。左边是“反应产物”,右边是反应结果。简而言之:
A与B结合产生C并释放能量。
在最低温度下发生的聚变反应是涉及氢的两种同位素:氘和氚(称为重氢),后者有缺陷,是“放射性的”(半衰期:12年)。这种温度是1亿度。美国人试图通过使用裂变炸弹产生的X射线来引发这种反应,只是简单地将氘氚混合物放在“A”型裂变炸弹旁边。这次实验被称为“Greenhouse”(温室)。氢需要以液态形式存在,也就是极低温。因此,第一颗“氢弹”配备了一个庞大的低温装置,因此并不实用。
还有一种反应可以使用固体炸药:锂氢化物LiH。但需要的温度是五倍高:5亿度而不是1亿度。在俄罗斯,年轻的安德烈·萨哈罗夫想到将(小型)裂变炸弹放在一个椭球形的蛋状腔体内,一个空心壳体作为X射线的反射器。世界上所有光学专家都知道这一点。将辐射源放在这种椭球反射面的第一个焦点上,就会将辐射集中在第二个焦点上。因此只需在那放置一个“糖块”形状的锂氢化物装药。
&&&
萨哈罗夫-泰勒-乌拉姆装置
在美国,两位年轻的犹太科学家,一位是乌克兰裔的斯坦尼斯拉夫·乌拉姆:

斯坦尼斯拉夫·乌拉姆
另一位是匈牙利裔的爱德华·泰勒,他们同时想到了这个想法,被盎格鲁-撒克逊人称为“技术上很甜”。

1958年的爱德华·泰勒,他为“疯狂博士”角色提供了原型,他亲切地称氢弹为“我的宝宝”
(仅举一例,说明某些撰写这类武器诞生著作的科学家的幽默感相当可疑,其中一位名叫安托万·施韦勒的科学家给自己的书取名为《在我炸弹旁边》,1990年出版(120页))

安托万·施韦勒:《在我炸弹旁边》……
美国人首先尝试了在1亿度下运行的“氢弹”,使用氘氚混合物。但出乎意料的是,苏联人跳过了这一步,通过安德烈·萨哈罗夫的计算,成功研制出第一颗“干式”炸弹,其装药为固体:锂氢化物。这种炸弹可以立即投入使用。这种“东方集团”突然的进展引发了疯狂的军备竞赛。
此时,读者应记住这种“奇迹混合物”:锂-6加上氢-1,产生两个氦-4核,以及……没有中子。这种“氢弹”因此是“无污染”的。不幸的是,如果有一天地球人遭受其影响,他们可能没有时间享受这种效果。如果“氢弹”如此“污染”,主要是因为它们的裂变装药作为引爆器,以及“贫铀”反射器的“活化”,由铀-238组成。这种铀吸收聚变反应释放的中子,转化为钚-239,然后发生裂变。这样就产生了人类想象中最可怕的武器,即“裂变-聚变-裂变”炸弹(FFF),放射性沉降物最多。
当军方忙于开发他们的炸弹时,平民则尝试在环形腔室中点燃氘氚混合物,这些环形腔室被称为“托卡马克”,由俄罗斯人阿季莫维奇发明(这些俄罗斯人真是想象力丰富……)。
大多数读者现在都了解这种机器的结构,其中气体混合物被加热到极高温度并被“磁约束”,即位于一个环形线圈的中心(或今天更准确地说,是字母“D”形状,围绕一个轴旋转)。这个想法是这一工程师圣殿的中心,它被称为“ITER”。
ITER机器
在上面的插图中,我们看到……