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第202章 鋰-6同位素分離的方法

  兩個小時後,梁啟明推開實驗室的門,錢忠國跟在他後面走進來。

  錢忠國手裡拿著那份匯報材料,走到長桌前坐下,把材料攤開,從口袋裡掏出一支紅鉛筆,在二十七項指標旁邊逐一做記號。

  打鉤的十九個,畫圈的五個,畫問號的三個。

  他做標記的速度不快,每一項都停留了幾秒鐘,有的還翻回前面的頁碼對照了一下。

  陳序年站在桌對面看著他的筆尖移動,注意到他在第十四項上猶豫了一會兒,最終還是畫了一個圈。

  「十九項跟我的理論預估吻合度在百分之八十五到百分之九十八之間。」

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  錢忠國把紅鉛筆擱在桌上。

  「五項偏差較大,我認為是簡化理論本身忽略了二維效應導致的系統性偏差,這五項偏的方向跟我預想的一致,只是幅度比我預想的大了一些。」

  他手指點在畫問號的三項上。

  「這三項,我沒有把握,有可能是狀態方程在極端高溫區的精度不夠。」

  實驗室里安靜了幾秒。

  「錢老,狀態方程高溫區的修正,需要實驗資料支撐。」

  陳序年開口。

  「我們現在用的是理論公式外推,沒有直接的實驗驗證。」

  「我知道。」

  錢忠國拿起那份材料,又從頭掃了一遍,他翻頁的動作很慢,偶爾用紅鉛筆在某一行下面點一下,但沒有再做新的標記。

  「網格密度的問題呢?現在是徑向二十格、軸向三十格,如果加密到四十乘六十,結果會不會變?」

  「會有變化,但變化的方向可以預判。」

  梁啟明接過話。

  「加密網格需要四倍的儲存空間,現在四千字的記憶體裝不下,只能分塊計算,把大網格切成小塊,算完一塊存到紙帶上,再算下一塊,最後拼接,這個方案可行,但開發和除錯至少要一個月,算起來的時間會延長到一個月以上。」

  「時間步長呢?」

  錢忠國又問。

  「關鍵物理過程有沒有被充分捕捉到?」

  「時間步長的自適應演算法在小規模算例上驗證過,但極端時刻的行為確實沒有充分測試。」

  梁啟明坦誠的說。

  錢忠國沉默了很久,他把紅鉛筆拿起來又放下,手指在桌面上無意識的敲了幾下,梁啟明和陳序年都沒有出聲,小周站在角落裡也屏著氣。

  「現在的結果已經能說明方案在物理上是自洽的。」

  錢忠國終於開口,聲音很平穩。

  「二維效應的方向也符合預期,網格加密是錦上添花,不是決策依據,但狀態方程必須有實驗支撐,至少要在我們能達到的溫度壓力範圍內做幾組標定實驗,驗證公式在已知區間的可靠性,再談外推。」

  他轉頭看著陳序年。

  「方案在理論和數值層面可行,準備材料實驗和工程樣件,但全尺寸工程實施要等狀態方程標定完成。」

  陳序年點頭。

  「明白。」

  錢忠國拿起材料,夾在腋下,走出了實驗室,他走到門口的時候頓了一下腳步,回頭掃了一眼那台占據半間屋子的計算機,沒有說話,拉開門出去了。

  等錢忠國的腳步聲在走廊上消失了,梁啟明才鬆開一直攥著的拳頭,長長的呼了一口氣。

  「錢老沒說不行。」

  小周小聲說。

  「他也沒說行。」

  梁啟明搖頭。

  「他說的是可行,但要等實驗,這意思就是,方向對了,但現在還不能拍板。」

  「已經很好了。」

  陳序年說。

  他看著桌上那堆翻譯好的資料,心裡清楚的很,錢忠國的審慎是對的,在關鍵物理引數未經實驗確認之前,貿然進入工程化,一旦出了偏差,付出的代價不只是時間和材料,還有人命。

  這一點他在甘肅就領教過,一個小數點後第四位的偏差,放到工程尺度上,就可能變成不可逆的災難。

  梁啟明收好材料,帶著小周和老李出去了,他走的時候步子比來的時候輕了不少,出門前還回頭沖陳序年點了一下頭。

  陳序年一個人留在實驗室里。

  他蹲在機箱前,用手電筒往裡照了照,檢查了幾處焊點,確認沒有虛焊和氧化的跡象,然後拉過一把椅子坐下來,拿出筆記本,翻到一頁空白的地方。

  他在紙上畫了一張進度表。

  計算機升級,從四千字擴充套件到一萬六千字,加硬體乘法器,預計兩個月。

  這一項他已經跟梁啟明商量過初步方案,磁芯儲存器的材料清單也列好了,還沒有提交採購。

  狀態方程實驗裝置準備和標定實驗,這個他管不了,得徐博文和鄧長清牽頭,他在這一項後面打了個括號,寫了需協調三個字。

  鋰-6同位素分離。

  這才是整個專案中最棘手,也最沒有把握的部分。

  天然鋰中鋰-6含量只有百分之七點五,要富集到能用的程度,國內沒有任何先例,也沒有現成的工藝流程可以參考。

  陳序年合上筆記本,靠在椅背上,盯著天花板看了一會兒,他腦子裡把三件事排了個優先順序,鋰-6分離必須儘早啟動,因為它的周期最長,也最不可控。

  晚上回到宿舍,林晚秋已經做好了飯。

  小方桌上擺著兩個窩頭、一碟醃蘿蔔條和一碗白菜湯,湯上面浮著幾顆油星,是食堂王師傅給的,林晚秋把碗筷擺好,正在用抹布擦桌子邊緣粘著的麵粉。

  「今天你臉色好了不少。」

  林晚秋把筷子遞給他,在對面坐下。

  「是不是那個大事有眉目了?」

  「差不多。」

  陳序年咬了一口窩頭。

  「什麼叫差不多?」

  「就是走了一大步,但後面還有好幾步要走。」

  林晚秋沒再問,低頭喝湯,她知道陳序年的工作不能多打聽,問到這個程度已經夠了,陳序年能說差不多,說明今天的事情進展順利,她心裡踏實了。

  吃到一半,陳序年忽然放下筷子。

  「晚秋,後院那塊地的蘿蔔長成了沒有?」

  「長了。」

  林晚秋笑了笑。

  「昨天我拔了兩顆,水靈靈的,個頭不大,但脆的很。」

  「那蘿蔔燉粉條什麼時候做?」

  「等我明天去供銷社看看有沒有粉條,有的話,後天就給你做。」

  「行。」

  陳序年重新拿起筷子,把碗裡的白菜湯喝的底朝天。

  飯後,林晚秋去外面洗碗。

  陳序年坐在書桌前,拿出一張空白的紙。

  他要做的下一件事,比造計算機更複雜,也更危險。

  鋰-6同位素分離。

  天然鋰里鋰-6的豐度只有百分之七點五,必須富集到百分之八十以上才能用於氫彈,國內從來沒有做過這個工作,他在所里翻遍了能找到的參考資料,中文的、俄文的,加起來也只有零散的幾段關於鋰同位素的理論描述,沒有任何工藝層面的資訊。

  當晚十一點半,林晚秋睡著之後,陳序年確認門窗都關嚴了,才從床板下的暗格里取出了膝上型電腦。

  螢幕亮起來,他在輸入框裡打了一行字。

  AI給出了三條路線,電磁法、鋰汞齊化學交換法、真空蒸餾法。

  電磁法需要大型電磁裝置,不現實,真空蒸餾法理論上可行但工程實現困難,只有鋰汞齊化學交換法,裝置簡單,用的都是常規化工裝置,雖然效率低且汞劇毒,但至少能做。

  他又追問了幾個細節問題,包括單級分離係數的取值範圍、汞齊反應的溫度條件、鹼液濃度的合理區間,AI的回答覆蓋了他需要的大部分資訊,但有些資料標註了估算值或文獻範圍,精確的引數必須透過實驗驗證。

  陳序年在紙上抄下了反應原理和化學平衡常數,沒有抄完整的工藝引數。

  他關掉電腦,用油布包好,重新塞回了暗格。

  紙上寫的東西他看了兩遍,確認沒有超出理論化學的範圍,明天拿去給謝長風看,只要說是從化學熱力學教材上推匯出來的,謝長風不會起疑。

  ……

  第二天上午,陳序年找到了謝長風。

  謝長風正在化工車間裡檢查六氟化鈾產線的管路密封,蹲在一根管道的法蘭接頭旁邊,手上沾著密封脂,甘肅那邊的離心機已經不需要他了,他回到BJ後一直在做產線維護。

  「謝工。」

  陳序年走到他身後。

  謝長風回過頭,放下手裡的扳手。

  「陳工,找我有事?」

  「有個新任務。」

  陳序年把那張紙遞給他。

  「鋰-6同位素分離,鋰汞齊化學交換法,你看看。」

  謝長風接過紙,站在管路旁邊就看了起來,他看的很快,手指在紙上的化學方程式上滑過,嘴唇微微翕動,他的閱讀習慣陳序年見過多次,遇到關鍵資料會用指甲在紙面上掐出一個小印。

  看到平衡常數的時候,他停了一下。

  「這個平衡常數是實測的還是理論計算的?」

  「理論推導。」

  陳序年說。

  「基於鋰-6和鋰-7跟汞形成汞齊時自由能的微小差異,具體數值需要你自己驗證。」

  謝長風把紙翻了個面,背面是空白的,他從口袋裡掏出一支鉛筆,在紙背上飛快的畫了一張流程示意圖。

  「如果用單級操作,一次交換隻能把豐度提高一兩個百分點,要從百分之七點五提到百分之八十以上,至少要十級串聯。」

  謝長風說著,在流程圖上畫了十根豎線代表十個萃取段。

  「我在六氟化鈾產線上做過多級逆流萃取,原理是一樣的,用萃取塔,鹼液從塔頂流下,汞從塔底向上流動,級數越多,豐度越高。」

  陳序年看著他畫的流程圖,謝長風畫的很快,物料流向標的清清楚楚,每一級的進料和出料口都標了編號,畫完之後他又在旁邊補了一列數字,是每一級的理論豐度估算。

  「我算了一下,如果做十二級串聯,理論上可以達到百分之八十五以上。」

  謝長風放下鉛筆,抬頭看陳序年。

  「但有兩個問題。」

  「說。」

  「第一,汞在多級迴圈中的累積損失怎麼補償,汞蒸氣壓不算低,在塔體接頭和閥門處會有泄漏,時間一長,汞的總量會越來越少。第二,各級的溫度和流量怎麼精確控制,分離係數跟溫度和流速都有關,任何一級的引數波動都會影響最終豐度。」

  「這兩個問題你打算怎麼解決?」

  陳序年問。

  謝長風沉默了幾秒,他把鉛筆在手指間轉了兩圈,低頭又看了一遍自己畫的流程圖。

  「先做三級小試裝置,驗證原理和引數,等小試資料出來了,再設計十二級全尺寸的。」

  「好,你列個物資清單,我去找周幹事調撥。」

  「材料倒不難搞,氯化鋰、氫氧化鈉、汞,這些都是常規化學品。」

  謝長風把鉛筆別在耳朵後面。

  「麻煩的是汞,咱們需要多少汞?」

  「至少二十公斤。」

  「二十公斤水銀。」

  謝長風咂了咂嘴。

  「這玩意兒劇毒,吸進去傷肺傷腎,弄到皮膚上也不行,操作的人必須全程穿防護服,戴防毒面罩。」

  「我知道,安全防護的事你跟林大夫對接,她負責所里的職業健康。」

  「行。」

  謝長風當天下午就開始列物資清單,清單寫了三頁紙,大項小項加起來六十多條,從玻璃管、瓷環、汞泵到聚四氟乙烯墊圈,每一條後面都注了規格和數量。

  三天後,清單上的東西全部到位,堆在地下室的一間空房間裡,周幹事調撥物資的效率很高,只有汞泵多花了一天,從兄弟單位借調過來的。

  小試裝置用了一個星期搭建,三根一米高的玻璃管串聯,內填瓷環,底部是汞泵,頂部是鹼液進料口,謝長風在六氟化鈾產線上積累的管路經驗在這裡派上了大用場,接頭、閥門、密封墊圈,每一處都做的滴水不漏。

  他對每一個螺栓的扭矩都有要求,自己拿著扭力扳手一個一個檢查,化工組的人都說他太較真,他不理會。

  林晚秋來地下室看過一次,主要是檢查防護措施,她在每個操作位旁邊放了一隻碘化鉀澱粉試紙條,用來監測汞蒸氣濃度,還給化工組的五個人每人量了血壓,建了健康檔案。

  她檢查的比謝長風還細,通風管道的出口朝向、防護手套的材質、緊急沖洗水龍頭的水壓,每一條都記在本子上。

  「每兩周查一次尿汞。」