泊頭尚氏非標量具有限公司

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          你以為原子彈只是科學家造出來的嗎?別忘了還有他們!

          文章出處:泊頭尚氏非標量具有限公司發表時間:2019年01月10日

           23位“兩彈一星”功勛科學家如雷貫耳。

           

          可是,你有沒有想過這樣一個問題——原子彈真的是科學家們在實驗室里搗鼓出來的嗎?

           

          我們知道,“曼哈頓工程”頂峰時期參與人員超過50萬,蘇聯僅首次核試驗就動用了20萬軍民,中國的“596計劃”參與人數迄今并沒有精確的統計數字,一般認為不少于30萬人。

           

           

          如此龐大的人員規模,難道他們都是科學家嗎?如果不是,這些參與者又是些什么人呢?

           

          科技工作者,部隊指戰員,工程師,工人,民兵……他們的身份,消隱在一個個群體標簽背后他們的故事,靜靜躺在保密柜和歷史檔案之中;他們的面孔,在宏大敘事中漸漸變得模糊。

           

          正因如此,我們不該忘記他們。

           

           

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          原子彈工程是一個龐大的“巨系統”,包括科研、設計、制造、生產、試驗等許多環節,但最根本的,是要有核材料

           

          鈾-235是目前已知唯一天然可裂變的核材料。鈾-235原子核被中子轟擊后就會發生裂變,每吸收1個中子,就釋放出2至3個中子和巨大的能量,從而引發鏈式反應。

           

          地球上的鈾只有3種同位素:鈾-238,鈾-235,鈾-234,其中,鈾-238占99.275%,鈾-235占0.720%,鈾-234占0.005%。

           

          生產核材料,就是要把這0.72%的鈾-235從3種同位素共生的鈾礦石中分離出來。

           

          從鈾礦地質勘探,礦石開采,到提純為化學濃縮物(重鈾酸銨或重鈾酸鈉,俗稱“黃餅”),再經過制備二氧化鈾、四氟化鈾、六氟化鈾等化學反應過程,最終利用氣體擴散法分離出高濃度的鈾-235,整個工藝流程極其漫長,而且充滿危險。

           

          根據國際原子能機構的定義,鈾-235純度高于3%的鈾材料可作為核電站發電用的低濃縮鈾,純度大于80%的為高濃縮鈾,純度大于90%的則稱為武器級高濃縮鈾,主要用于制造核武器。

           

          制備1公斤武器級高濃縮鈾,至少需要200噸鈾礦石。而在中子反射條件下,鈾-235的臨界質量約為15公斤。也就是說,制造一枚原子彈,至少需要3000噸高品質鈾礦石。所以,這玩意很貴,很貴,很貴。

           

          中國制造原子彈的第一塊鈾礦石采自廣西。

           

          1954年,地質部成立普查委員會第二辦公室,負責籌備鈾礦地質勘查工作。

           

          同年10月,“普委二辦”從蘇聯聘請的鈾礦地質專家拉祖特金,和中國地礦專家高之杕(di)領導的野外工作隊,在廣西梧州富鐘縣花山區黃羌坪采集到中國第一塊鈾礦石。

           

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          1955年1月,這塊鈾礦石被帶進了中南海菊香書屋。

           

          此后,“普委二辦”派往全國各地的地質隊又相繼在新疆、湖南、江西、廣東等多地探明鈾礦礦床。

           

          到1964年中國第一顆原子彈試爆前,全國已建有湖南郴縣711礦、湖南衡陽712礦、江西上饒713礦,以及衡陽鈾水冶廠(272廠)、包頭核燃料元件廠(202廠)、蘭州鈾濃縮廠(504廠)等多座國有大型廠礦,和不計其數的公社、生產隊自辦小礦,開足馬力進行著核材料生產。

           

          在這些礦山、工廠辛勤勞作的工人數量,至少在10萬人以上。

           

          他們的名字,大多已湮滅無聞;他們的勞動成果,多已不顯于世。

           

          ——沒有他們,中國能有原子彈嗎?

           

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          制造核武器的材料還有一種叫做钚-239

           

          鈾-235的半衰期長達7億年,钚-239則是2.4萬年,钚-239在某些方面的核性能,比鈾-235還要好。

           

          但钚-239是一種人工制造的同位素,需要用鈾-235作為中子源,轟擊鈾-238產生,所以,需要建設專門的核反應堆來制備。

           

          反應堆中的鈾,既是核燃料,又是生產钚-239的原料,因此,這種反應堆又被稱為“生產堆”。

           

          1958年,聶榮臻親自在嘉峪關以西上百公里的祁連山北麓選定了中國第一座钚生產堆地址——404廠,對外稱“酒泉原子能聯合企業”。

           

          同年,在青海省海北州海晏縣金銀灘選定了核武器研制基地——221廠,對外稱“青海省綜合機械廠”、“ 青海省第五建筑工程公司”。

           

           

          這些名字里只剩下一個數字代號的神秘工廠,甚至連個通信地址都沒有,只有一個信箱,留的還是隔壁甘肅的“蘭州##號”

           

          404廠鼎盛時有5萬職工和家屬,外圍還有數千人的衛戍部隊;221廠建設初期面積達1170平方公里,比當時的北京還要大,光建筑工人就來了上萬名

           

          221廠是科學家扎堆的單位,錢三強、王淦昌、趙忠堯、朱光亞、程開甲、陳能寬、鄧稼先,搞原子彈的一伙人全都曾來過這里。

           

          除了搞原子彈理論設計,他們還要開展危險的爆轟試驗——測試炸藥澆鑄的殼體能否按照理論設想同時點火,擠壓中心的核材料,從而引發核裂變。

           

          核材料則全部來自404廠。

           

          我國第一顆原子彈使用的核材料是兩顆總重約15公斤、體積只有橙子大小的鈾-235半球。

           

          就像鄧稼先比劃的這么大——

           

           

          外殼的炸藥爆炸后,將兩個半球緊緊擠壓在一起,達到臨界質量,就會引發核爆炸。

           

          這顆鈾球的加工精度要求極高,在沒有精密數控機床的那個年代,要用球面機床加工出這顆鈾球,全中國也數不出幾個人,上海汽車底盤廠的技術工人原公浦就是其中之一。

           

          1959年,新婚不久的原公浦作為上海市優秀技工代表,被選中到西北參加一項“非常重要的工作”。

           

          這批全中國最頂級的技工在北京集訓時,二機部部長宋任窮向他們宣布:“毛主席派你們去搞核武器。”

           

          然后,他們就一路西行,到了404廠。

           

          在這里,原公浦一干就是34年,直到1993年退休。

           

          404廠的任務是在1964年5月之前車制出合格的鈾球。從1963年下半年起,原公浦等人就開始封閉式訓練。

           

          404廠只有一臺球面機床,“練手”只能用鋼球。加工區內是核沾染環境,人只能站在完全屏蔽的機床外側,隔著厚厚的玻璃觀察窗,戴著雙層乳膠手套從兩個小孔進行操作。

           

          1964年4月30日晚8時,加工首枚原子彈正樣鈾球的時刻到來。加工過程由3人操作:

           

          原公浦主刀,每車一刀,厚度僅有頭發絲的十分之一。

           

          第二人為監護,一面提醒他的操作,一面及時拾起他車下的鈾屑,防止其積聚在切削盤內,引起裂變鏈式反應。

           

          第三人負責測量,原公浦每車三刀,他就要測量一次,看看還差多少,還要車多少刀。

           

          開工前,領導語重心長地說:“原公浦同志,鈾-235鑄件只有兩套,一個都不能有任何的損壞。這是我們的命根子,比我們的生命還重要……”

           

          是的,這鈾鑄件實在是太貴重了。在美國,1公斤鈾-235當時的售價超過1500萬美金;在中國,為了這兩塊鈾坯,從探礦算起,已經耗費了10多萬人10年的光陰。

           

          車床一啟動,原公浦就緊張起來。忙中出錯,剛車了兩刀,鈾鑄件突然從真空吸盤脫落,“啪”地一聲掉進切削盤內。

           

          加工立即中止。大汗淋漓、衣衫濕透的原公浦,被人攙扶到休息區,還有人送來一杯牛奶讓他喝下去定定神。

           

          在同志們的鼓勵下,原公浦鼓起勇氣,再次走上工作臺,緩緩轉動機床的手柄。

           

          人們全都屏住了呼吸,伴隨著咝咝的進刀聲,鈾坯在原公浦手中慢慢改變著模樣。

           

           

          最后時刻,原公浦報告:“我要加工最后三刀了。”

           

          這是關鍵的三刀,車多了,整個鈾球就要報廢,數萬人忙了10年的成果就要在他手里泡湯;車少了,達不到標準,產生了硬化層,就加工不了了,鈾球不能拿去組裝,原子彈也就不能爆炸。

           

          原公浦全神貫注,車一刀,停下來量一下尺寸;然后進第二刀,再停下來仔細測量;車完最后一刀,他長長地松了一口氣,幾乎要癱倒在地。

           

          檢查員報告:核心部件的精確度、同心室及尺寸等各項數據全部達到設計指標。

           

          大伙兒一擁而上,把原公浦高高地拋向空中。這位工人,從此在404廠有了一個響亮的名號——“原三刀”。

           

          這是1964年5月1日凌晨。

           

          當時在場的人們,誰也不知道,5個月又16天之后,裝著這個鈾球的原子彈,將在新疆羅布泊的塔架上爆響。

           

          ——沒有他們,中國能有原子彈嗎?

           

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          托舉中國首顆原子彈的鐵塔,是工程兵研究設計院設計的無縫鋼管結構、自立式塔架,代號“701”。

           

          塔高102.43米,橫斷面為正方形,底部12×12米、頂部4×4米;共14段鋼梁,桁架結構;塔架共8467個組件,總重76噸。

           

          塔頂第14層為爆室,原子彈即安放于內,距離地面100米——這里,就是中國首顆原子彈的爆心。

           

          鐵塔用的無縫鋼管由鞍鋼專門生產,塔架由建工部華北金屬結構廠加工,吊裝原子彈的專用起重機和吊籃,由北京起重機廠生產。

           

          除了鐵塔之外,核試驗場區還有150多項特種工程,包括主控站、各測量工號、遠近照相站、引爆電纜、通信設施等,全部由工程兵部隊建造。

           

          參與鐵塔安裝施工的是工程兵第124團、第109團二營和加工連及第122團的兩個連。

           

          1964年6月26日,鐵塔安裝完成。驗收時,測得塔頂左右誤差小于2厘米。鐵塔建成后,經歷了11次八級大風吹襲、塔頂最大擺幅在0.5至1米之間,工程質量極佳。

           

          1964年10月16日15時,中國首顆原子彈準時起爆。

           

          鐵塔上部因1000萬攝氏度以上的高溫而氣化;塔底地表熔化成玻璃態;剩余塔身倒塌扭曲成了麻花狀。

           

           

          而鐵塔安裝任務完成后,參與施工的工程兵部隊就奉命搬遷到了180公里以外的新駐地。他們連首顆原子彈爆炸的閃光也未看到。

           

          ——沒有他們,中國能有原子彈嗎?

           

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          核武器試驗是一種接近實戰條件下的大兵團作業。

           

          參加核試驗的,除了組織核爆這條戰線,還有一支大隊人馬是負責核武器效應試驗的工作隊,包括核試驗基地科研人員和總后、空軍、海軍、裝甲兵、防化兵、鐵道兵、工程兵、炮兵等10個核效應大隊。

           

          他們的任務是要通過各種實測手段和方法,摸清核武器在空中、地面以及地下的毀傷效能和破壞規律。

           

          在試驗現場十幾平方公里范圍內,按不同距離布置了飛機、坦克、火炮、軍艦、導彈、雷達、火車頭、汽車、樓房、車站、人防工程等各種效應物,等待做核爆炸的沖擊波、光輻射、核輻射和電子脈沖等的毀傷效應試驗。

           

          那段時間,十多萬大軍云集羅布泊,“死亡之海”人喊馬嘶,好不熱鬧。

           

          (被核爆沖擊波掀翻的火車頭)

           

          核試驗最重要的測試項目之一,就是分析核裝料的裂變燃耗,據此可以確定原子彈引爆后是否發生了核爆炸及核彈的威力,從而可檢驗核武器的設計水平。

           

          而這項測試必須獲得一定數量的核爆產物樣品,最好的分析樣品當然就是那朵令人望而生畏的蘑菇云。

           

          10月16日,空軍運輸航空兵第13師一架編號為15503的伊爾-12飛機,停在距爆心40公里的開屏簡易機場,機組成員在掩體內待命。

           

          他們,將在核爆后第一時間沖進蘑菇云。

           

          為了安全起見,機艙進氣道安裝了過濾器,以減少艙內的放射性沾染,機體蒙皮所有可見的縫隙都貼上了密封條,機組成員全部配發了帶有密閉頭盔、供氧系統、通信系統、增壓系統的“高空代償服”。

           

           

          15時整,廣播里傳來“起爆”口令,幾分鐘后,天地之間滾過一陣悶雷,大地還在微微顫動,機組成員就登上飛機,沖天而起,向著蘑菇云飛去。

           

          機長郭洪禮駕機沖入蘑菇云“頭部”。飛機在巨大的氣流中被拋上拋下,幾乎失控。副駕駛馬上起身協助,與機長一起緊握駕駛桿,保持飛機平飛狀態。

           

          八、九秒鐘后,飛機終于穿出煙云,機組正要請示地面指揮部返航,坐在后排的劑量員高增厚突然大喊:“收集的劑量不夠,測量儀器指示燈不亮!”

           

          郭洪禮絲毫沒有猶豫:“再來一次!”

           

          飛機第二次鉆進蘑菇云,終于獲得了足夠劑量的核裂變樣品。

           

          半小時后,取樣飛機降落在新疆吐魯番機場。機組成員被迅速洗消后送往醫院進行隔離檢查,取樣飛機也進行了劑量測量和洗消作業,采集到的樣品立即裝入特制的鉛罐,由早已在此等候的兩架伊爾-14飛機送往后方作進一步研究。

           

          法國第一次核試驗基本沒有得到什么數據,美國、蘇聯第一次核試驗得到的數據也不多,而我國第一次核試驗,按設計要求應得到的數據基本上都拿到了。

           

          經過對各種方式獲得的核爆關鍵數據進行全面細致的分析,可以證實:中子點火完全正常。我國首顆原子彈的理論、結構、設計制造,以及引爆系統的設計制造及測試方法,都達到相當高的水平。

           

          ——沒有他們,中國能有原子彈嗎?

           

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          首次核試驗一共準備了2枚原子彈,都是在青海221廠完成總裝的。596-1是正式產品,596-2是備用彈。

           

          原子彈運輸時,要分解后再分別包裝。運輸用的火車,是鐵道部從德國進口的帶保溫設備的專列。專列有20多節,各部件包裝箱分別放入不同的車廂;機車后面留出四至六節空車廂,以備在緊急剎車時起緩沖作用。

           

          596產品先用汽車從車間運往221廠內鐵路專線的專用站臺,再由此處裝上專列、駛往30公里外的海晏車站。

           

          產品裝車時,采取了“針插不進、水潑不進”的保衛措施:外圍是221廠警衛團的解放軍戰士十步一崗、五步一哨;中間有廠民警隊、摩托車隊及騎兵隊巡邏;內層搬運產品的,是經專門挑選的221廠工人和科技人員。

           

          專列行經的鐵路沿線,百八十米就有一個人站崗:重要地點由解放軍武裝警衛;一般地點由廠民警武裝警衛。沿線30多個橋梁涵洞兩側,都有工廠職工民兵武裝把守。

           

          專列車廂標有“三角七”符號(紅三角形,里邊寫個7字),鐵路人員一看就知道這是等級最高的軍用專列,但各站甚至鐵路指揮部都不知道專列所運為何物。

           

          7天后,專列安全抵達烏魯木齊火車站。

           

          596-1被汽車運往烏魯木齊機場,再由伊爾-14飛機運往馬蘭機場,卸載后直接裝上直升機,運往羅布泊核試驗場區。

           

          596-2備用彈留在專列車廂內,最初停在烏魯木齊待命,后來按照隱蔽要求駛往甘肅境內的堿湖。

           

          原子彈的關鍵核心部件——鈾球和點火中子源,則由另一路單獨運送。從青海西寧搭乘經過保溫改裝的伊爾-14運輸機,飛往新疆馬蘭。

           

          這兩個部件本來體積很小,但要求保溫、防潮、防震、防靜電。因此,要先放入充滿氬氣的容器,再用減震彈簧懸吊在一座“鳥籠”里,然后再裝進一個大木箱。

           

          負責核心部件運送途中技術安全監測的人叫胡仁宇,時任221廠實驗部副主任,1991年當選中國科學院院士。

           

          原子彈部件運到核試驗場區鐵塔附近后再進行組裝。當年參與組裝的作業隊員蔡抱真回憶:

           

          第一顆原子彈是兩個人合抱那么大的鋁合金球體。外層是炸藥澆鑄的殼體,鈾球是最后安裝進去的,我們叫“投籃”,“投籃手”是李文星。

           

          先把鈾-235一個半球放好,再放進點火中子源,那是個更小的小球;然后把另半個鈾-235球體蓋上,完了轉90度讓合縫朝上。

           

          最后用真空吊吊起,像投籃一樣裝入原子彈中間的空腔,再蓋上反射層。扣好最后一個部件后,再將原子彈裝進一個保溫的圓桶待命。

           

          (這顆是美國的模型)

           

          中子源的作用是用中子轟擊鈾-235原子核引起裂變反應,因此被稱為原子彈的點火裝置,雖然它只有乒乓球大小,卻是原子彈最關鍵部件之一。

           

          為了試制這顆小小的中子源,中科院原子能所的試驗隊在北京坨里做了數百次實驗,終于在1963年研制出了點火中子源材料粉末9501和中子源殼體9502。

           

          試驗隊員、后來當選為中國科學院院士的王方定回憶:

           

          殼體做好后,由于不能確定是否有微孔和縫隙,只能土法上馬,燒開水煮煮看。不幸的是,小球突然爆裂燃燒,試驗隊員郝金璽手和臉都被燒傷,房間里和身上到處放射性的黑色粉末。

           

          經緊急搶救處理,人并無大礙,只是吃了不少劑量,住院治療一段時間后,郝金璽重新回到了工作崗位。

           

          1964年10月14日18時30分,裝在保溫圓桶中的原子彈,開始吊裝上塔。

           

          作業隊員葉鈞道和另外2名同志蹲在裝有原子彈的圓桶上,一同升向爆室。

           

          19時20分,原子彈吊裝完成,靜臥爆室。

           

          10月15日全天,進行核爆前的各項檢查。

           

          16日凌晨5時,作業隊隊長陳常宜、隊員張壽奇、葉鈞道上塔為原子彈插雷管。

           

          一枚雷管大約7毫米長,一人插雷管,另外兩個人在邊上督促檢查。雷管插到位后,會發出“噶”地一聲。為了確保無誤,一根雷管插下去,要求必須3個人同時聽到“噶”的聲音,只要有一個人沒有聽清,就必須重插。

           

          為了防止動作過快引發靜電,他們身上穿的全是棉制品,每操作一下就要馬上接地,幾十根雷管插了3個多小時。

           

           

          葉鈞道回憶:

           

          插雷管時,爆室里靜得連一根針掉在地上也能聽見,氣氛十分凝重。九院試驗部主任陳能寬站在作業隊員身后,一句話也不說。

           

          作業隊員賈保仁負責記錄每個人插的哪個雷管,趙維晉負責雷管導通。確認全部雷管插好,并導通無誤后,趙維晉最后在《安全任務書》上簽字。

           

          再次確認爆室溫度正常后,才鎖好爆室,一起坐吊籃撤下鐵塔。

           

          一直等候在鐵塔下的九院院長李覺、副院長朱光亞,核試驗基地司令員張蘊鈺等人,與這些擔負最危險任務的作業隊員們一起撤離。

           

          3小時后,隨著一聲“起爆”的口令,中國首次原子彈成功爆炸了。

           

          ——沒有他們,中國能有原子彈嗎?

           

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          1999年9月18日,23位“兩彈一星”功勛科學家受到共和國的隆重表彰。

           

          他們的貢獻,他們的才智,他們的創造,配得上那塊沉甸甸的、純金打造的獎章。

           

           

          但是,請不要忘記,造就“兩彈一星”的,除了這些功勛卓著的科學家,還有他們身后那個偉大的國家,和他偉大的人民。

           

          他們的勞動,他們的付出,他們的青春熱血,他們默默無聞的工作,同樣值得人們尊重和銘記。

           

          千千萬萬名普通人,就像一顆顆微不足道的原子。然而,當他們緊緊地、緊緊地匯聚在一起時,卻能夠爆發出比原子彈更強大的力量,這力量可以改天換地。

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