民国:王牌飞行员 第1121节
他拿起盖格计数器,探头缓缓贴近第一枚收集器表面,仪器只发出零星的“咔哒”声,间隔漫长,表盘指针几乎纹丝不动,始终停留在背景辐射的基准刻度线附近;随后他移动探头,对准第二枚收集器,情况依旧,没有任何密集的脉冲声响,指针偶尔轻微晃动,却始终未达到铀 235富集后的辐射阈值。
他反复调整探头角度、更换检测位置,又核对了盖格计数器的校准参数,确认仪器正常无误后,才抬头面向劳伦斯汇报:
“劳伦斯先生,检测结果不理想。盖格计数器读数持续处于背景辐射水平,计数速率极低,两枚收集器检测到的电离辐射强度,均未达到铀 235富集后的标准辐照特征,与空白对照组的检测数据基本一致。
可以确定,本次铀 235同位素分离实验未成功,收集器内未富集到有效浓度的铀 235组分,推测是加速束流稳定性、磁场均匀度或分离参数设置出现偏差,导致同位素分离未达到预期效果。”
劳伦斯眉头瞬间拧紧,身旁的研究员们也纷纷返回各自操作岗位,立刻开始检查回旋加速器的各项运行参数,排查实验失败的原因。
他看向方文:“这次实验我们又失败了,成功率不到百分之十。我希望你的到来能够带给我们好运。”
处于疲倦状态的方文强打起精神道:“会好起来的。下一次实验,我要参与其中。”
劳伦斯想了下:“你可以做监测记录员,下一轮实验在后天开始,我们的实验需要消耗大量电能,无法每天都进行。你在这段时间里,就跟着米利肯·怀特学习能量监测记录。”
随即,方文便被安排到和辐射检测与核化学专家米利肯·怀特一组,一同工作。
..........
两天时间过去。
方文使用异能进入微观观察的消耗恢复,也向米利肯·怀特学会了如何使用实验室设备进行能量监测。
新一轮实验开始。
这次,方文作为能量监测员,进入工作位,一边监测各种数据,一边用异能观察着。
回旋加速器通电后。
首先启动的是真空系统,真空泵持续运转,将加速腔与偏转室内的空气彻底抽出,仪表盘上的真空度指针缓缓攀升,最终稳定在预设数值。
紧接着,离子源开始工作,热阴极被持续加热,电子被剥离,铀原子失去电子后形成带正电的铀离子,这些微小的粒子在电场的作用下,被从离子源中引出,朝着D形盒的中心注入。
又到了这个节点。
方文深吸一口气,逐渐分散注意力,将微观观察的消耗降低,好维持到后续观察。
离子进入D形盒后,做回旋运动。
两个D形盒之间的狭缝中,交变电场不断变换方向,每当离子穿过狭缝,就会被电场加速一次,获得额外的能量;
而D形盒外部的强磁场,则如同无形的大手,将加速后的离子牢牢束缚在螺旋轨道上。
随着能量不断增加,离子的回旋轨道半径也逐渐变大,从中心的微小圆圈,慢慢向外扩展,形成一道看不见的螺旋轨迹,如同绽放的银色光晕。
“离子束流强稳定在24mA左右,能量逐步提升,目前已达到6MeV。”方文实时汇报着数据,将数据记录。
这一短暂分神报告数据后,他再度启动异能,进入那种微观观察状态。
他看到了一种极为奇特的变化。
那些离子光点,在加速过程中,因能量提升而产生的微小质量变化。
对了!方文顿时明白了劳伦斯团队为什么精密计算过的结果,总是会出错。
这是相对论效应。
在粒子加速过程中,当粒子速度接近光速的过程中,其运动质量会不断增加,这是狭义相对论的核心预测之一,又称为“质增效应”。
正是这个效应导致的离子轨迹偏移。
他抬头看向劳伦斯,问道:“问题出在相对论效应?”
劳伦斯点头,“你这么快就看出来了。是这样的,可我们缺乏精密调整的方法。”
说着,他出声道:“磁场强度微调,增加0.05T,修正离子轨迹偏移,确保束流稳定。”
研究员立刻转动旋钮,调整电磁铁的励磁电流,仪表盘上的磁场强度指针微微跳动,重新稳定在1.05T。
方文能清晰地感知到,磁场变化的瞬间,离子的回旋轨道发生了细微的偏移,原本有些散乱的离子束,重新变得集中起来,这便是劳伦斯团队一直在摸索的调整技巧,通过精准控制磁场强度,弥补相对论效应带来的影响。
几分钟后,离子束的能量达到了实验预设的10MeV,速度接近光速的12%,此时的螺旋轨迹已经扩展到D形盒的边缘,如同一个巨大的银色漩涡。
“离子束加速完成,准备引入偏转室,进行电磁分离。”劳伦斯沉声下令,研究员按下切换按钮,加速后的铀离子束被引入旁边的强磁场区域,正式进入分离环节。
方文的目光紧紧锁住偏转室,借助异能,他能清晰地看到,原本整齐的离子束,在强磁场的作用下,逐渐分裂成两束。
质量较轻的离子,偏转半径较小,朝着左侧的收集器运动;质量较重的离子,偏转半径较大,朝着右侧的收集器偏移,两束离子如同两条分叉的溪流,沿着不同的轨迹,缓缓流向各自的收集容器。
“分离开始,收集器已开始捕获离子,质谱仪实时监测纯度。”研究员汇报着,质谱仪的屏幕上,出现了两条清晰的峰值曲线,分别对应铀-235与铀-238,峰值的高度代表着离子的含量。
劳伦斯走上前,盯着屏幕,神色略显凝重:“束流还是不够稳定,铀-235的纯度只有8%,离我们的目标还有差距。”
方文没有说话,只是静静感知着设备的每一处运转细节。
他发现了离子束不稳定的根源,一方面是交变电场的频率波动,导致离子加速时的能量不均衡;另一方面,磁场的均匀度不足,部分区域的磁场强度存在微小偏差,使得离子的偏转轨迹出现偏移。
这些细微的问题,肉眼无法察觉,即便是经验丰富的研究员,也只能通过数据判断大概,却无法精准定位症结所在,但在方文的机械感知异能下,一切都无所遁形。
第832章 改进回旋加速器,德国向苏联开战了
异能探查下,回旋加速器内的问题被方文发现。
他在脑中有了一套解决问题的初步方案。
只要把三处电场相位补偿、五处磁场均匀度修正、两处偏转区轨迹校准,这台60英寸回旋加速器的铀235收集效率,就能立刻从不足8%飙升到40%以上,直接跨过实验室验证门坎,迈入可工程化量产的阶段。
曼哈顿计划的同位素分离进度,也会大幅提前,甚至达到战后几年的设备效果。
可方文心底没有半分要和盘托出的念头。
现在是什么时候?
珍珠港的硝烟还没有燃起,美国还站在战争之外隔岸观火。
泰山自己却没有掌握核武器这张王牌。
如果美国提前造出了原子弹,并且被日本知道,让小日本知难而退,不再实施珍珠港计划,那样的后果将会非常糟糕。
这绝对不行。
方文要的从来不是帮美国提前造出原子弹,而是借着这个全球最顶尖的核物理平台,吃透整套铀同位素分离、加速器设计、核产物提纯的全部核心技术,把这个时代最顶尖的工业与科研成果,完完全全握在自己手里。
想通这一层,方文神色平静地看向神色凝重的劳伦斯:
“劳伦斯先生,我能优化。我可以把束流稳定性、收集效率提上来,解决现在轨迹散乱、纯度不达标的问题,但这套设备的先天结构有上限,可能无法实现你的目标效果。”
劳伦斯眼睛一亮,团队折腾了大半年,无数次实验失败,能稳定拿到8%的纯度已经是极限,方文一开口就能优化提升,还能稳定运行,这已经是他们求之不得的突破。
做科学研究的从来不是一步到位,能有所进步,他已经很满意了。
“你有把握?”
“有。”方文点头,语气笃定,“我需要看全套设备的工程图纸,所有部件的尺寸、材质、线圈参数、电路设计,我要完整的资料。有了那些资料,我才能做出调整方案和部件优化细节。”
劳伦斯在犹豫。
作为发明回旋加速器的科学家,只有他才能接触设备的工程图纸,那也属于项目的核心秘密。
可他也清楚,如果没有图纸,外人根本不可能做出针对性的修改。
“你确定可以优化?”他问道。
方文非常自信道:“确定,我发现了一些问题,只要看过工程图纸,就能做出相应优化。至于我的工程设计能力,你不用怀疑,泰山军工的战机,坦克都是我主持设计的。”
是啊,除了飞行员和商人的身份,他还是一个杰出的工程师。
当即,劳伦斯带着方文回到他的办公室,用钥匙打开壁柜,取出一大堆资料。
“这是回旋加速器的工程图纸、历次实验的全部数据记录。你可以看,但只能在这里看,不可以带出去。”
“没问题。”
方文坐下,拿起图纸和资料仔细阅读。
强大的记忆力,让他拥有过目不忘的能力,在阅读的过程中,强行记下了上面的内容。
..........
一连两天,方文都在劳伦斯的办公室内查阅资料。
到了傍晚,他就会离开学校前往校门口附近的宾馆。
这个临时温馨的家里,妻子会为他脱去外套,准备可口的中式晚餐。
“爸爸!”
两个孩子立刻丢下手里的玩具,迈着小短腿扑了过来。
儿子抱着他的腿,仰着小脸笑;女儿怯生生地拽着他的衣角,眼睛亮晶晶地看着他怀里还没有画完的图纸。
方文将图纸放在旁边的桌上,弯腰把两个孩子一起抱起来,亲了亲儿女的额头,语气温柔。
“你们俩在家乖不乖啊?”
“乖,我和妹妹很听妈妈的话。”儿子回道。
女儿则摆弄着方文的衣角。
妻子邝明珠拿来家里穿的衣物,轻声道:“饭菜热着呢,先吃饭吧。孩子们等你好久了。”
在这个临时的小家里,她从来不多打探方文的工作,有着自己的分寸。她知道自己的丈夫是做大事的,从不拖他的后腿,只会守好这个家,护好他们的孩子。
晚饭过后,方文陪着儿女玩了小半个时辰,看着两个孩子靠在沙发上睡着了,才轻手轻脚把他们抱回卧室,掖好被角。
等他回到书房,关上房门,铺开巨大的绘图纸,拿出铅笔和标尺,原本温和的眼神瞬间恢复了冷静。
他要做的,是留下后手的优化。
他修正交变电场的频率同步偏差,补上相位延迟的漏洞,让离子加速时的能量更均匀,束流不再散乱。
这是明面上的优化,能直接提升收集纯度,让所有人都能看到效果。
他微调磁极边缘的补正线圈参数,优化磁场均匀度,修正相对论质增带来的轨迹偏移,让离子束的偏转轨迹更精准,大幅减少无效轰击的损耗。
这是核心优化,能让设备稳定运行,纯度稳定提升到18%-20%,远超团队之前的极限,足够让劳伦斯把他当成团队不可或缺的核心。
但与此同时,他在图纸最核心的偏转区收集口结构、高频电源闭环补偿、磁极深层磁场校准这三个关键位置,原本该优化的地方,却不做改变。
他没有改坏设备,没有留下隐患,只是完美贴合现有部件的加工精度、材料极限、电源负载能力,把设备的上限,牢牢卡在了效率大幅提升,却又达不到高效收集的门槛上。
效率大幅提升,足够惊艳所有人,足够让他牢牢掌握核心话语权,吃透所有技术细节;但达不到武器级铀提纯需要的量产效率、超高纯度,哪怕劳伦斯团队换再多零件、调再多参数,没有他手里完整的、突破材料与结构限制的最终方案,永远迈不过那道最后的门槛。
铅笔在图纸上划过细密的线条,标注着精准到毫米的尺寸、小数点后两位的参数、一步步的调试顺序。
书房里只有笔尖划过纸张的沙沙声,灯光落在他专注的侧脸上。
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