核爆炸模擬圖

美國的“黎明”超級計算機

美國的科學(xué)家正在借助超級計算機幫助美國排查核彈的安全隱患，并利用它解決很多核試驗無法解決的問題。報道稱，目前美國在超級計算機模擬方面已經(jīng)達到了相當高的水平，甚至可以精細探究熱核武器爆炸的原理。

排查核彈缺陷

《華盛頓郵報》報道稱，幾年前，一組核武器設(shè)計師和科學(xué)家在勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室進行了一項試驗，利用超級計算機模擬檢查一件核武器從離開儲存?zhèn)}庫到命中目標之間可能發(fā)生的各種情況。這種檢測以往通常需要將炸彈和彈頭分開，通過化學(xué)、物理、數(shù)學(xué)、材料學(xué)等科學(xué)手段對其進行仔細檢查，然后從早期核爆炸試驗中查找數(shù)據(jù)進行對比。而這次，科學(xué)家們完全通過超級計算機建模，然后進行大量的運算。計算結(jié)果表明，這種武器會在某種情況下出現(xiàn)“災(zāi)難性的失效”。利弗莫爾實驗室武器項目的主管布魯斯·T·古德溫說，這種失效將意味著這種武器要么根本不會爆炸，要么就是和要求的完全命中目標大不相同。經(jīng)過幾年的努力，美核武庫中威力最大的B-83核彈和軍方的處理程序得到了修復(fù)。

報道稱，除加利福尼亞的利弗莫爾實驗室，新墨西哥的洛斯·阿拉莫斯國家實驗室和圣地亞國家實驗室也負責(zé)向總統(tǒng)證明美國核武器的安全和可靠性，它們是通過能源部的一項核武器儲備管理計劃進行的，該計劃由國家核安全部運作。過去幾年，這個項目發(fā)現(xiàn)了核武庫的多種缺陷。2003年的常規(guī)檢查發(fā)現(xiàn)一個廣泛存在的問題。為了應(yīng)對這一問題，利弗莫爾實驗室的科學(xué)家進行了一系列的計算機模擬，然后在洛斯·阿拉莫斯實驗室進行了高能非核爆炸試驗，結(jié)果表明接受試驗的武器不需要大修，如果大修的話則需要耗資數(shù)十億美元。而在以前，得到這一結(jié)論的唯一辦法或許只有重啟核試驗了。

探究核爆奧秘

據(jù)稱，核儲備管理計劃開始于20世紀90年代，首先要做的是研制每秒運行100萬億次的超級計算機。實際上新型計算機遠遠超過這一速度。明年5月或者6月，利弗莫爾實驗室計劃投入使用一種名為“美洲杉”的超級計算機，其浮點運算能力達到每秒2億億次，要比現(xiàn)在最快的計算機快20倍。相比之下，目前利弗莫爾實驗室的總運算能力為2.5千萬億次。通過“這個星球上最快的計算機”，美國的武器實驗室正在深入研究熱核爆炸是如何發(fā)生的，這些研究獲得了一些超出早期核試驗所得到的成果。科學(xué)家還將嘗試制作在核爆炸內(nèi)部發(fā)生的真實的模型。

超級計算機模擬實驗還能用來研究核爆炸無法解決的問題。報道稱，計算機建模可以 “讓核武器設(shè)計師第一次理解熱核武器是如何工作以及為什么這樣工作的。”據(jù)稱，利弗莫爾實驗室的物理學(xué)家戰(zhàn)勝了一個最古老也最困難的挑戰(zhàn)。在很多核武器爆炸試驗中，爆炸中的核彈表現(xiàn)出很多與物理學(xué)原理相沖突的現(xiàn)象，比如一些測試結(jié)果似乎違背“能量守恒定律”。

當然，只有超級計算機還不能完成這項工作?？茖W(xué)家利用了1945年到1992年美國進行的1054次核試驗獲取的數(shù)據(jù)，他們還利用實驗室狀態(tài)下的亞臨界試驗來驗證計算結(jié)果。此外，大型實驗裝置也不可或缺。最具雄心的計劃則是利弗莫爾的國家點火裝置，科學(xué)家希望利用192個激光束，在實驗室狀態(tài)下獲取微型核聚變，用來驗證模擬的結(jié)果。按照計劃，這一裝置將于明年秋天進行點火。

計算機模擬的優(yōu)勢與劣勢

盡管美國進行核試驗次數(shù)遠非英、法、中等國能夠比擬，其計算機模擬技術(shù)和實驗室手段也遠超其他國家，但仍有不少美國人反對簽署《全面禁止核武器條約》。

美國國內(nèi)的反對者認為，美國政府或許有一天需要重啟核試驗。6名前國防部長曾在1999年向參議院寫信，說計劃中的儲備管理計劃“至少在10年內(nèi)不會成熟。”而長期反對這一條約的參議員喬恩則說，“計算機模擬是儲備管理計劃的一部分，科學(xué)家說這個計劃非常有用。但一位科學(xué)家告訴我，它會產(chǎn)生好消息和壞消息。好消息是它告訴我們很多關(guān)于核武器以前不知道的信息，壞消息是它告訴我們這種武器存在很大的問題。盡管計算機非常有幫助，但是它們不是核試驗的替代品。我們現(xiàn)在不進行核試驗，但是我們不應(yīng)該放棄核試驗的合法權(quán)利。”