于敏,是“两弹一星”元勋群体当中几乎唯一没有海外留学经历的核物理学家,他独立摸索出一套完全区别于美国T-U构型的氢弹设计方案,这套方案后来被命名为于敏构型,这件事在很长一段时间,都让美国从事核研究的科研人员感到难以理解。
于敏1926年出生于河北宁河,1944年考入北京大学工学院机电系,之后转到理学院物理系专攻理论物理。他所有的学业全部在国内完成,从来没有踏出国门留学或者进修。同期参与核武器研制的专家里,邓稼先、朱光亚曾在美国求学,彭桓武、程开甲在英国留学,王淦昌有德国留学经历,对比之下,于敏的求学经历显得格外特殊。但他的理论功底,在国内同行里面得到广泛认可,钱三强、彭桓武很早就看中他的天赋,把他调到中科院近代物理研究所,从事原子核理论基础研究。丹麦物理学家玻尔来华访问的时候,和于敏交流学术,称赞于敏是出类拔萃的学者,主动邀请他前往哥本哈根继续研究,于敏最后婉拒了这次机会。
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1964年10月,我国第一颗原子弹爆炸试验成功,但是原子弹不等于氢弹。氢弹依靠核聚变释放能量,引爆条件和设计逻辑远比原子弹复杂。美国当年研发氢弹,动用大量资源、超级计算设备,花费七年多时间,才完成从原子弹到氢弹的跨越。当时国内科研条件十分简陋,研究所里面只有黑板、计算尺,国内华东计算所拥有J501计算机,运算速度每秒五万次,这台机器要承担大量科研任务,分配给氢弹项目的使用时长仅有百分之五。大量的计算工作,只能依靠人工读取纸带,一点点核对数据。
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1965年9月,于敏带领团队前往上海华东计算技术研究所,开启后来被称作百日会战的集中攻关。一百多个日夜,团队人员昼夜不停,处理海量的计算纸带,反复核对每一组物理参数。计算过程里多次出现结果异常,于敏和大家一起排查,曾经查出是计算机内部元件故障造成数据偏差。在大量演算之后,于敏跳出美国T-U构型的设计思路,从基础物理原理出发,找到了氢弹自持热核燃烧的关键,搭建起一套从原理、材料到整体构型完整的氢弹物理设计方案。发现关键突破口之后,于敏用隐语给在北京的邓稼先打电话,邓稼先接到消息,第二天就赶往上海,听完整套方案的汇报。
1966年12月28日,我国完成氢弹原理试验,试验结果验证整套理论方案成立。1967年6月17日,新疆罗布泊上空,我国第一颗空投氢弹爆炸试验取得圆满成功。从第一颗原子弹爆炸,到氢弹试验成功,中国只用两年零八个月,这个速度远远超过美国、英国、法国。美国研发氢弹采用T-U构型,这套方案需要庞大的算力支撑,早期装置体积巨大,很难直接投入实战。而于敏设计的构型结构更加紧凑,我国首爆的氢弹,就是可以空投的实战化装置,不需要经过漫长的改造阶段,构型本身的维护难度也更低。
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很多国外科研人员的固有认知里,想要突破氢弹这种顶级核技术,科研人员必须接受海外顶尖院校的系统训练,还要有充足的算力、海量的试验资源作为支撑。于敏没有海外求学经历,在基础资料被完全封锁、计算设备不足的条件下,走出一条完全独立的技术路线。很长一段时间,国外并不清楚这套氢弹构型出自于敏,因为这项任务属于国家绝密,于敏的名字,在此后28年里面一直隐去,家人只知道他在从事保密科研,不清楚具体研究方向。
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氢弹试验成功之后,于敏没有停下工作,继续带领团队优化核装置设计,提升核武器的生存性能与比威力,完成多轮试验验证,推动第一代核武器定型,装备部队。1999年,国家授予二十三名为两弹一星做出贡献的科学家功勋奖章,隐姓埋名数十年的于敏,这才正式出现在公众视野。2014年,于敏获得国家最高科学技术奖。2019年,于敏在北京逝世,终年九十三岁。
当年国外的科研体系认为,重大核物理突破离不开海外学术积累与高端硬件支撑,而于敏依靠国内培养打下的理论基础,依靠团队日复一日的演算,在严密的技术封锁之下,独立完成氢弹构型设计。在物资短缺、外部封锁的年代,这套独创的构型,快速补齐我国核威慑短板,撑起国家的战略安全屏障。
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