55年前的今天,中國第一顆原子彈爆炸:這個“大炮仗”是怎么炸響的?


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55年前的今天,1964年10月16日下午3時整,中國自行研制的第一顆原子彈爆炸成功。1960年,蘇聯撤走專家,反而激勵中國的科研工作者自力更生,成功地繼美國、蘇聯、英國、法國之后自行研制出原子彈。短短4年,我們是如何做到的?



原子彈爆炸時產生的蘑菇云
 
毛澤東:什么奇跡都可以創造出來


1955年1月14日,地質專家李四光、地質部副部長劉杰、負責第一個五年計劃156項工程的建設委員會主任薄一波與錢三強一起被請進了周總理的辦公室。

周總理先請李四光介紹了中國鈾礦的儲量和勘探情況,隨后又請錢三強介紹了原子核科學技術研究狀況,并詳細詢問了原子反應堆、原子武器的基本原理,以及發展核武器的必要條件。最后,周總理向兩位科學家布置了“作業”:明天毛澤東和中央其他領導要聽取相關情況,請二人做些準備,簡明扼要,可以帶上鈾礦石標本以及相關儀器用于現場演示。

1955年1月15日下午,中南海豐澤園的一處會議室內群英薈萃:毛澤東、劉少奇、周恩來、朱德、陳云、鄧小平、彭德懷、彭真、李富春、陳毅、聶榮臻、薄一波等圍坐在一起,傳看李四光帶來一小塊黃黑色鈾礦標本。主持會議的毛澤東幽默地說:“今天,我們這些人當小學生,就原子能有關問題,請你們來上一課。”

在這次專門研究發展我國原子能事業的中共中央書記處擴大會議上,毛澤東一錘定音:“現在蘇聯對我們有援助,我們一定要搞好。我們自己干,也一定能干好!我們只要有人,又有資源,什么奇跡都可以創造出來。”

毛澤東的大膽論斷,是建立在對我國情況的充分了解上。舊中國并沒有留下一個強大的科研系統,雖然1949年前大批中國青年在歐美的研究所里展現出令人贊嘆的聰明才智,但我們不得不承認,直到1949年中國的科研體系仍然是非常落后的。1949年11月,新中國在接收原中央研究院和北平研究院的基礎上,成立了中國科學院。此時的科學院僅有22個研究機構和200多名研究人員。

1954年在軍委分管軍工和軍隊武器裝備工作的聶榮臻元帥帶隊到昆明、重慶等國民政府兵工署建立的西南軍工基地考察,卻大失所望。多年后聶帥回憶:“在重慶,我看到那里只有一些破窯洞,說不上什么兵工廠。到了昆明,那里的光學儀器工廠也只能搞些低倍率望遠鏡,連瞄準鏡都不能生產。”
 
赫魯曉夫曾經相當大方


既然起點低,那么就要一方面自力更生,另一方面爭取外援。中國在兩彈一星上的指導思想始終是自力更生為主,爭取外援為輔。當然蘇聯援助對于中國在短期內建立自身的人才隊伍,掌握研制核武器的基礎,起到關鍵性的作用。

實際上我們可以簡單算一筆賬,1947年-1949年蘇聯在核武器研發上花費了145億盧布,而我國的第一個五年計劃期間全部工業投資實際完成總額為250.26億元,相當于56.4億盧布,僅為蘇聯核武器研制費用的幾分之一。因此1955年1月31日,國務院正式做出《關于蘇聯建議幫助中國研究和平利用原子能問題的決議》,正式接受蘇聯援助。


1955年4月,錢三強作為中國原子能代表團成員,赴蘇聯談判和簽訂蘇聯援助中國和平利用原子能協議。4月27日中蘇約定由蘇聯援助中國建造一座7000千瓦功率的重水反應堆;一座12.5兆電子伏回旋加速器,這就是中國核工業發展史上重要的“一堆一器”。此外,蘇方無償提供有關科學技術資料,以及能夠維持反應堆運轉的數量充足的核燃料和放射性同位素,培訓中國的核技術專家和技術人員。應該說,與1949年拒絕劉少奇參觀蘇聯反應堆要求的斯大林相比,1957年以前的赫魯曉夫是相當大方的。


1957年錢三強又參加了中蘇新技術合作協定的談判,在此協定中蘇聯同意全面援助中國的原子彈研制,并提供原子彈教學模型和設計圖紙,向中國出售用于鈾濃縮處理的工業設備,提供氣體擴散工廠開工所需的六氟化鈾。1958年7月1日蘇聯援建的“一堆一器”正式移交中國。

特種郵票《我國第一個原子反應堆和回旋加速器》中第一枚《原子反應堆》。根據中蘇協議,蘇聯在1958年援建并移交給中國一座7000千瓦的重水反應堆和一座12.5兆電子伏回旋加速器,即中國核工業發展史上重要的“一堆一器”

1951年10月,從法國歸國的楊承宗進入科學院近代物理所,接任放射化學組組長,當時他手中除了4名組員以及從法國帶回的設備外,僅有北平研究院鐳學所遺留的10公斤瀝青鈾礦和一些鐳樣品。

中國放射化學奠基人之一楊承宗。他在法國學習時期師從小居里夫人(居里夫人之女),為新中國開展核技術研究購買了大量必要設備,回國后在提純核原料方面做出不可磨滅的貢獻

在中央下定研究原子彈的決心后,便決定由宋任窮上將擔任第三機械工業部(后改為第二機械工業部)部長,領導原子能及其配套生產和研究機構,此時在中國原子能研究領域已經聚集起一群高水平科學家:錢三強、王淦昌、朱光亞、郭永懷、彭桓武、鄧稼先、陳能寬、程開甲、王承書、張沛霖……這些優秀科學家大多數集中在中科院原子能研究所(原中國科學院近代物理所,1953年10月更名為物理研究所,1958年7月“一堆一器”建成后更名為原子能研究所),另有部分分散在中科院下屬的20多個研究所、其他研究機構和大專院校中。

為了擴充科研隊伍,周恩來親自拍板,決定從在蘇聯和東歐的留學生中抽調300余名專業與核工業相近的學生轉學原子能相關專業,并在北大建立技術物理系,從全國抽調人才專攻原子核科學,不久清華大學工程物理系也正式建立。光是為了向全國普及原子能知識而編寫的《原子能通俗講話》,一口氣印發了20余萬份。

中國科學院很快開始在上海籌建原子核研究所,在蘭州籌建近代物理研究所。1958年9月北京鈾礦選冶研究所成立,一定程度上彌補了錢三強所說核物理與放射化學方面“一條腿粗,一條腿細”的問題。

中國第一座原子反應堆 

據1956年春節被陳毅點將,調到科學院擔任黨組書記、常務副院長,并同時兼任國務院科學規劃委員會秘書長的張勁夫回憶,宋任窮專門到家中向他“搬救兵”,希望科學院帶頭支援二機部。張勁夫當場答應將原子能研究所交二機部,科學院其他研究所凡是能承擔二機部科研任務的,都要無條件承擔。需要骨干力量,科學院一定想辦法。很快,在科學院數理化學部擔任學術秘書的鄧稼先等一批優秀科學家奔赴原子彈研究第一線。
 
“596”的由來


不過,中國舉全國之力奔向原子能技術的美好未來時,中蘇開始交惡。1958年之后中蘇間因為人民公社、炮擊金門等問題產生的爭論迅速升級。1959年6月,蘇共中央在給中共中央的來信中明確提出“為不影響蘇、美、英首腦關于禁止核武器試驗條約日內瓦會議的談判,緩和國際緊張局勢,暫緩向中國提供核武器樣品和技術資料”。至此,中國人弄清楚了一件事,“蘇聯援助”要飛了。1960年7月16日蘇聯單方面撤走所有專家,停止供應各項設備和原料。

回頭想想毛澤東在1955年的提法,“現在蘇聯對我們有援助,我們一定要搞好。我們自己干,也一定能干好!”簡直可以稱得上是準確的預言。1958年5月毛澤東在二機部報告上批示:“尊重蘇聯同志,刻苦學習。但又一定要破除迷信,打倒賈桂。”中方趕在中蘇蜜月期積累的人才、設備和知識,為隨后獨立自主研制核武器打下了基礎。

但困難確實是巨大的。以鈾濃縮為例,雖然中國趕在蘇聯專家撤離前大大加快了鈾濃縮工廠的進度,但直至1960年相關工廠并未建成。而且,中方很早發現,蘇聯牢牢掌控著含氟潤滑油、氣體擴散法甲種分離膜等關鍵材料的生產技術。據老同志回憶,蘇聯部分專家在這方面心細如發,不但對于鄧稼先等中國專家的問題歷來沉默是金,而且每當有甲種分離膜脫落,一定要用磁鐵一點點將周邊地面掃一遍,保證全部回收。

1961年7月16日中共中央發布《關于加強原子能工業建設若干問題的決定》,19日中央軍委批準國防科委成立專辦,加強對原子能工業的領導。二機部決定,將蘇聯來信拒絕提供原子彈模型和圖紙資料的1959年6月作為第一顆原子彈的代號“596”。

一場空前絕后的“人民戰爭”


蘇聯專家在的時候中國人是好學生, “老師”一走,中國人停頓了一下立刻以一種完全超乎蘇聯想象的方式跑了起來。

在鈾濃縮方面,二機部采取兩條腿走路的辦法,一方面與科學院一起針對甲種分離膜和氟油等關鍵材料進行技術攻關;另一方面在核工業上打了一場空前絕后的“人民戰爭”——全民找礦,土法煉鈾。1960年石油部尚不能生產特種油和石化產品,而氟油作為最先進的潤滑油是二戰期間美國首先用在曼哈頓工程中的。這種油與六氟化鈾不會發生反應,熱穩定性達到250度以上,而脂類潤滑油最多僅能耐175度高溫。為了完成氟油的制取,科學院上海有機化學所在工人廠長楊慶年和總工顧子凱的協助下建立了當時中國唯一的特種油生產廠。

1958年9月27日,聶榮臻在慶祝建成中國首座原子反應堆和回旋加速器典禮上發表致辭。蘇聯曾在核發展上無私地向中國提供大量技術、材料和人員上的幫助,為中國核發展打下了一定的基礎,但隨著雙方關系惡化,蘇方后續援助迅速減少直至中斷

在進行工業級生產關鍵材料技術攻關的同時,二機部也著手土法上馬,快速生產足夠的鈾材料。1960年7月14日二機部向下屬第五研究所下達任務:迅速確定二氧化鈾、四氟化鈾、六氟化鈾的簡易生產流程,限期提出方案,由五所負責生產二氧化鈾、四氟化鈾。8月12日,二氧化鈾生產廠正式建立,內部代號為“二廠”。

位于青海海北藏族自治州海晏縣西海鎮的原子城(代號國營221廠)舊址。廠區分為甲、乙區,周圍另有7個分廠分別負責供電供熱、核物理及放射性化學研究、加工鈾部件和無線電控制系統、爆轟試驗和核武器總裝等工作,現被當地辟為基地展館供參觀

此時困擾我國核工業的最大問題是負責利用俗稱“黃餅”重鈾酸銨ADU生產二氧化鈾的鈾水冶廠尚未完工,下游企業無米下鍋。蘇聯方面曾向中國鈾水冶廠提供了一個被稱為414流程的生產工藝。但五所人員經過研究,認為414流程與法國馬爾維齊鈾廠的流程相比,增加了一些工序,但總體不適合簡易生產。這主要是因為當時我國用“土法煉鈾”生產的“黃餅”雜質含量高達10%—20%,而蘇聯方面要求雜質含量在1%以下。

據說二機部部長劉杰曾要求五所再追加生產一噸二氧化鈾,結果在技術攻關中毫不退縮的鄧佐卿這時明確表示反對:“不能再加了,再加會出人命的”,婉拒了部長的要求。日后劉杰這樣評價五所的功績:“由于五所高質量地完成了合格批量鈾的生產,使我部事業提前了兩年。”

劉杰。原中華人民共和國第二機械工業部(即核工業部)部長

從效果來看,五所提出的簡易生產二氧化鈾的方法實際上一點不簡單,這一工藝流程單元設備生產能力比蘇聯萊蒙托夫鈾工廠提高4-8倍,鈾濃縮度提高5-8倍。而提出這一流程的技術團隊平均年齡僅有30歲,鄧佐卿、祿福延、夏德長等骨干幾乎都是楊承宗等回國后培養的。

在研制“兩彈一星”過程中,中國科研人員曾使用過的手搖計算機,現藏中國國家博物館。當時,科研人員在沒有電子計算機的情況下,依靠4臺老式手搖計算機,對原子彈爆炸時的物理過程進行了9次模擬計算和分析

1962年9月,經過大量計算,以及剛剛歸國的周光召從炸藥能量利用率角度進行的復查,鄧稼先小組的B設計方案被確定為中國第一顆原子彈的設計方案。
 
1962年1月,在中央招待首都科學技術工作者的宴會上,周恩來(左)和錢三強(中)、周培源(右)親切碰杯致意。錢三強為原子核物理學家,是中國原子能事業的主要奠基人之一 ;周培源為著名物理學家,在力學特別是流體力學方面有突出造詣

“老邱”零時零日響


1964年9月1日,中國第一顆原子彈已經完成組裝。此前1964年6月6日的全尺寸全球聚合爆轟試驗僅僅在核裝藥方面采取了代用材料,其他部件全部“貨真價實”。最終共生產了兩枚試驗彈和一枚訓練彈。這顆炸彈幾乎凝聚了當時中國工業體系的最高成就:由于二機部缺乏機件精加工能力,彈體關鍵部件是由三機部沈陽和西安航空發動機制造廠生產的。爆轟裝藥是由五機部與科學院大連化學物理研究所聯合完成的高能炸藥.....

在中國人民革命軍事博物館展出第一顆原子彈的1:1模型

9月29日代號為“老邱”的正式試驗用原子彈從青海221基地出發運往試驗場。兩天前,張愛萍、劉西堯已經乘飛機抵達試驗場,傳達黨中央和周總理的指示。10月10日晚,核試驗委員會擬定15日為原子彈爆炸的“零日”,并向北京發出密碼:“正點減五,可能出現好血壓。”10月13日核試驗基地向中央發出密電:“老邱昨天22點30分穿好衣服,住下房。”即原子彈裝配完畢,安放于試驗鐵塔下裝配間,旁邊就是張愛萍親筆書寫的大字“響”!

據統計,從1964年5月人員和物資陸續進入試驗場開始,共有26個單位5000余人進入試驗場。進場的技術物資有50多種1100多噸、后勤保障物資器材20多類32000多噸,動用了1100多節車皮、1200多臺汽車,總行駛里程1850多萬千米,等于繞地球463圈。

此時,黨中央仍在考慮何時進行試驗最為合適。當天總理專門了解核爆產生的放射塵會如何隨風擴散的問題,并安排喬冠華、新華社社長兼《人民日報》總編輯吳冷西與姚溱共同起草新聞公報和政府聲明。至15日晚,核試驗委員會確定16日15時作為原子彈爆炸的“零日零時”。

當那顆比太陽還要耀眼的火球自戈壁上冉冉升起時,核試驗基地現場一片歡騰。

致敬。




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