by THỬ BOM HẠT NHÂN TRÊN MÁY TÍNH
Lê Thanh Hải
(Trường đại học bách khoa Warszawa - Ba Lan)
(Trường đại học bách khoa Warszawa - Ba Lan)
Đây là một hướng mới trong cuộc chạy đua vũ trang của các cường quốc hạt nhân trên thế giới. Vụ nổ hạt nhân vừa qua của Pháp tại Thái Bình Dương là một trong những thử nghiệm cuối cùng với bom thật. Toàn bộ dữ liệu ghi lại từ vụ nổ được xử dụng để hoàn tất giai đoạn nghiên cứu, đưa vào hoạt động chương trình gây nổ hạt nhân trong phòng thí nghiệm, mô phỏng những vụ nổ thật qua hệ thống máy tính, gọi là PALEN(Préparation à la limitation des essais nucléaires). Chính phủ Pháp đã chi hơn 10 tỷ Franc với hy vọng dẫn đầu lãnh vực nầy. Không chịu thua kém, nước Nga cũng đang nghiên cứu cãi tiến hệ máy tính Elbrus - 3-1 của mình theo hướng trên.
Ở bên kia Đại Tây Dương, công cuộc nghiên cứu còn rầm rộ hơn. Ông John D Immele, giám đốc trung tâm kỷ thuật vũ khí hạt nhân, giải thích: "Chúng tôi phải đổi hướng để không bị thất nghiệp sau khi các nước ký kết hiệp ước ngừng thử vũ khí hạt nhân. Không có gì lạ, nếu chính phủ Mỹ ngưng chi tiền cho chương trình nghiên cứu bom nguyên tử thì hơn 1500 chuyên viên nghiên cứu tại Los Alamos và Sandia sẽ bị mất việc đầu tiên, kéo theo sự sụp đổ của nhiều nhà máy, cùng các trung tâm nghiên cứu khác. Để cứu vãn tình thế, bộ quốc phòng Mỹ đã tài trợ 4 tỷ(USD) trong năm qua và thêm 40 tỷ USD trong vòng 10 năm tới cho chương trình SSMP (Stockpile Starwardship & Management Program), với mục tiêu nghiên cứu rộng hơn chương trình PALEN của Pháp. Một trong những vấn đề nóng bỏng, theo Victo Reis, bộ trưởng bộ năng lượng nguyên tử Mỹ, là nghiên cứu quá trình lão hóa của bom nguyên tử. Hơn 10 trung tâm nghiên cứu của Mỹ đang tập trung vào vấn đề nầy, trong đó nổi bật nhứt là trung tâm máy tính và mô phỏng (Simulation & Computer Center) của viện nghiên cứu quốc gia Sandia, cùng với nhóm NIF (National Igmition Facility) của viện nghiên cứu Lawrence Livermoore, California. Tuy nhiên, phần quan trọng của chương trình SSMP lại nằm ở Los Alamos bang (New Mexico). Ngân sách của bang nam 1995 đã cung cấp một số tiền khổng lồ cho chương trình nghiên cứu cãi tiến các đầu đạn hạt nhân và phác thảo các phương án mới trong khai thác và xử dụng năng lượng hạt nhân tại trung tâm nghiên cứu quốc gia Los Alamos.
Để mô phỏng vụ nổ thật, trong phòng thí nghiệm, một lượng nguyên tố Pluton nhất định được kích nổ bởi nguồn hạt neutron và hệ thống đầu được bố trí thích hợp. Quanh đó, người ta đặc các máy đo tia gamma, máy chụp X quang cùng với các đầu cảm ứng nhiệt độ, áp suất... Sau vụ nổ cực ngắn, hệ thống máy tính bắt đầu tính toán, xử lý các dữ liệu cụ thể đến từng hạt nguyên tố. Hiện tại, với sự giúp đỡ của hệ máy tính Connetion Machine 5, tại Los Alamos, người ta đã thành công trong việc gây nổ cùng lúc khoảng 100000 nguyên tố với vài chục triệu bước tính toán. Công việc trên được các siêu máy tính thực hiện liên tục trong vài ngày mới cho ra kết quả. Các nhà nghiên cứu nóng lòng đợi hảng IBM hoàn tất việc lắp đặt siêu máy tính Intel Paragon, giá 46 triệu USD, chứa 9000 bộ xử lý trung tâm(CPU), loại Pentium Pro vào cuối năm nay. Các máy tính cá nhân mà bạn đang xử dụng, chỉ với một CPU bên trong, có thể đạt được tốc độ tính toán 100 MHz; hệ máy tính của trung tâm Sandia thì hiện đang ở mức giga (281 tỷ phép tính trong một giây), còn với Inter Paragon thì phải đo khả năng xử lý của nó bằng Teraflop (vài nghìn tỷ - 10 lủy thừa 22 phép tính trên giây). Người ta dự đoán Inter Paragon sẽ đạt danh hiệu siêu máy tính, tính toán nhanh nhất thế giới.
Ông Marcin Kalinowski, nhà vật lý gốc Ba Lan thành viên của nhóm IANUS, phụ trách các nghiên cứu về bom hạt nhân của trung tâm nghiên cứu quốc gia Mỹ tại Los Alamos, cho biết: "Sự tiến bộ của các siêu máy tính cùng với việc sử dụng các chương trình thích hợp và vật lý năng lượng cao cấp hiện nay đủ để mô phỏng chính xác các vụ nổ hạt nhân. Mỗi giai đoạn nghiên cứu đều được một chương trình máy tính đảm nhận. Chúng có thể liên quan lẫn nhau, tất cả bắt đầu từ việc kích nổ các đầu nổ hóa chất; chính xác hơn, là từ phần mềm bảo đảm cho các đầu nổ cùng phát nổ đồng thời. Các phần khác theo dõi quá trình vật lý của các hạt neutron trong phản ứng dây chuyền, hay kiểm tra nguồn năng lượng phát ra từ vụ nổ. Trong số các chương trình được viết ra, có những phần mềm chuyên về ảnh hưởng phóng xạ lên người và vật".
