核爆炸模擬圖

美國的“黎明”超級計算機

美國的科學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，一組核武器設計師和科學家在勞倫斯·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、物理、數學、材料學等科學手段對其進行仔細檢查，然后從早期核爆炸試驗中查找數據進行對比。而這次，科學家們完全通過超級計算機建模，然后進行大量的運算。計算結果表明，這種武器會在某種情況下出現“災難性的失效”。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。

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)現了核武庫的多種缺陷。2003年的常規(guī)檢查發(fā)現一個廣泛存在的問題。為了應對這一問題，利弗莫爾實驗室的科學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十億美元。而在以前，得到這一結論的唯一辦法或許只有重啟核試驗了。

探究核爆奧秘

據稱，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。科學家還將嘗試制作在核爆炸內部發(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?？梢?“讓核武器設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。”據稱，利弗莫爾實驗室的物理學家戰(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，爆炸中的核彈表現出很多與物理學原理相沖突的現象，比如一些測試結果似乎違背“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家利用了1945年到1992年美國進行的1054次核試驗獲取的數據，他們還利用實驗室狀態(tài)下的亞臨界試驗來驗證計算結果。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遠非英、法、中等國能夠比擬，其計算機模擬技術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，科學家說這個計劃非常有用。但一位科學家告訴我，它會產生好消息和壞消息。好消息是它告訴我們很多關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。我們現在不進行核試驗，但是我們不應該放棄核試驗的合法權利。”