如何实现多幅闪光照相?核大国数十年来一直为之殚精竭虑。由于无法解决几百万赫兹、数十亿瓦量级的高压多脉冲产生难题,英国计划用数台单脉冲加速器从不同的角度实现多幅照相。这样的路线技术风险低,但所获得的多幅闪光照相数据不是同轴的,无法满足武器研制需要。上世纪90年代,美国正在研制的DARHT-II装置则用加速一个2微秒的长脉冲来规避多脉冲产生难题,因为这样加速器的开关只需工作在单脉冲状态,这实际上是一台单脉冲加速器。其设计思想是先产生和加速长脉宽的单脉冲,在打靶前通过将90%的电子束偏转掉,剩下四个约50纳秒短脉冲分别打靶,实现多幅照相。其缺点是效费比低、造价高;同时,这几束短脉冲的时间间隔完全受限于单脉冲的总脉宽,间隔几乎不可调整。
在进行总体技术路线论证时,经过综合考虑,项目负责人邓建军独创性地提出了基于单脉冲开关产生高功率多脉冲以及感应加速腔磁芯“多次励磁、一次复位”的设计思想,产生三个脉冲间隔独立可调的短脉冲分别聚焦打靶,在不同时刻产生高能量的X光进行同轴多幅闪光照相。该方案能够圆满解决同轴多幅和脉冲间隔可调的精密闪光照相难题,得到时任中物院副院长丁伯南院士的大力支持。
与美国DARHT-II相比,我国神龙二号设计方案突出的优越性在于:三个短脉冲是完全独立产生的,脉冲间隔独立可调,实验中可以根据具体的武器物理需求,获得不同时刻的内爆实验物理图像;同时,其束流利用效率高,几乎达到100%,造价只是DARHT-II的约五分之一。
曾有某些专家质疑:“美国都没采用这种方法,说明它可能不行。”对此,邓建军自信地回答:“美国人想不到,不代表我们也想不到;我们想到的,美国人不一定想得到!”
这一巧妙大胆、卓越先进的创新设计思想,是中国人智慧火花的灵光乍现,更是理论与实践的厚积薄发。
紧张的计算