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东方巨响:中国第一颗原子弹的研制

中国人的原子弹梦想,可以追溯到国民政府时期。美国在日本广岛和长崎投下两颗原子弹之后,原子弹的威力震惊全世界!当时的国民政府也为之心动,并于1946年派出人员赴美作专门考察和学习,朱光亚即是其中之一。但此后的国民政府已处于风雨飘摇之中,加上美国的反对与遏制,国民政府的原子弹梦想无疾而终。

中共中央决策研制原子弹

从目前可以看到的材料来看,中国共产党对原子能事业的关注始于1949年春。1949年3月,钱三强被通知准备前往巴黎参加世界和平拥护者大会,他提出了可否借巴黎参会之机,带些外汇托约里奥—居里—钱三强的老师买些原子能方面的仪器设备和书籍,以备日后所用。后来,经周恩来批准,拨给钱三强5万美金专款供他使用。

在新中国成立之初的5年里,由于客观条件的限制(人力、财力短缺),百废待兴,研制原子弹并没有立即进入决策者的视野。但这并不意味着中央高层没有在这方面做准备,恰恰相反,新中国从一开始就在做准备。这种准备是从两个方面着手的:一是成立有关原子能的科学研究机构;二是开展地质工作,找铀矿,为原子能事业提供原料。我们不妨从这两个方面来考察。

首先看科研机构的组建。新中国成立后的一个月,也就是1949年11月,便成立了中国科学院,在下属的研究机构中,就有近代物理研究所,后改名为物理研究所、原子能研究所,主要从事原子能科学技术研究,为研制原子弹打下人才与技术基础。该所经过筹备,于1950年5月正式成立,先由吴有训任所长,钱三强为副所长,一年后钱三强任所长。该所成立之初,钱三强在周恩来的支持下,广纳原子能科技人才,先后请彭桓武和王淦昌作自己的副手。钱三强还亲自给海外留学人员写公开信,现身说法,诚邀广大留学生回国效力。据《中国原子能科学院简史》和《钱三强年谱长编》记载,在建所之初短短几年的时间里,从国外回来到研究所工作的科学家有金星南、郭挺章、肖健、邓稼先、朱洪元、胡宁、杨澄中、陈奕爱、戴传曾、杨承宗、张文裕等;从国内其他单位调入的科学家有金建中、忻贤杰、黄祖洽、肖振喜、王树芬、陆祖荫、李德平、叶铭汉、于敏等。在广纳贤才的同时,钱三强还根据日后发展需要,极有远见地部署了近代物理研究所发展初期的研究方向,1950年便确定了以“实验原子核物理、放射化学、宇宙线、理论物理”为主攻方向,这一思想在1952年又得到进一步的充实和发展。总的来说,作为中国原子能科学技术研究的大本营,近代物理研究所在新中国原子弹的研制中发挥了特殊作用,原子弹研制工程中的骨干力量大部分都是从该所抽调而来的。

再看铀矿的查找。铀是实现核裂变反应的主要物质,有没有铀,直接决定着能不能制造出真正的原子弹。新中国成立后,在国务院所属部门里,专门设立了地质部,著名地质学家李四光被任命为部长。地质部的工作内容很多,其中一项重要工作就是寻找、开采铀矿。地质部起初的工作是很艰难的,但随着1954年找矿工作的重大突破,尤其是1955年1月中苏签订《关于在中华人民共和国进行放射性元素的寻找、鉴定和地质勘察工作的议定书》之后,铀矿的探测与开采取得了重大进展。

国务院设立专门机构负责原子弹研制

中国正式启动原子弹研制工程是在1955年初。1955年1月15日,毛泽东在中南海主持召开中共中央书记处扩大会议,会议听取了李四光、刘杰、钱三强的汇报。毛泽东在此次会上做出了研制原子弹的决定,并说“现在苏联对我们援助,我们一定要搞好!我们自己干,也一定能干好!我们只要有人,又有资源,什么奇迹都可以创造出来!”毛泽东在这里提到了启动原子弹研制工程的一个重要原因,即苏联愿意在这方面援助我们。这一时期,苏联出于与美国争霸以及维护其在社会主义阵营中地位的需要,愿意在原子能上给予其他社会主义国家以帮助。1954年10月,赫鲁晓夫等苏联领导人前来参加新中国成立5周年庆典时,毛泽东和中共中央已经得到了苏联方面的口头承诺。1955年1月17日,苏联部长会议发表《关于苏联在促进原子能和平用途的研究方面,给予其他国家以科学、技术和工业上帮助的声明》。中国政府对此声明做出迅速反应。1月31日,周恩来主持第四次国务院会议,通过《关于苏联建议帮助中国研究和平利用原子能问题的决议》。4月,钱三强与刘杰、赵忠尧等人组成政府代表团赴苏,就苏联帮助中国原子能和平利用进行谈判。4月27日,两国签署协定,明确由苏联帮助中国建造一座功率为7000千瓦的研究性重水实验反应堆和一台磁极直径为1.2米的回旋加速器。原子反应堆和回旋加速器(简称“一堆一器”)是发展核科学和核工业的必备实验研究设备,反应堆更是被誉为“可控的不爆炸的原子弹”。

为了加强对核工业的领导,推进原子弹的研制,周恩来于1956年7月28日向毛泽东和中共中央报告,建议成立原子能事业部。同年11月16日,第一届全国人大常务委员会第51次会议通过决议,设立中华人民共和国第三机械工业部(后改称第二机械工业部,简称“二机部”),具体负责组织原子弹的研制。上将宋任穷被任命为该部部长,钱三强为5名副部长之一。紧接着,将钱三强任所长的中科院原子能研究所划给二机部,名义上原子能研究所由中科院和二机部共同管理,对外仍用中科院原子能研究所的名义,但实际上归二机部管理和使用。1957年夏,二机部又秘密成立了核武器研究院(又称“九局”),少将李觉被任命为院长。这样,新中国原子弹的研制工作,进入实质性的操作阶段了。

1957年对于新中国的原子弹研制工程而言是个特殊的年份,专门进行原子弹研制的二机部正式成立并运转了,其下属的核武器研究院也成立了,更重要的是,在这一年苏联答应在研制原子弹上给予中国帮助。当时,赫鲁晓夫因为全盘否定斯大林,在苏联国内遭到了极大的反对,社会主义阵营也多有不满,国际上苏联与西方的矛盾也十分尖锐,在内外交困的情况下,苏联表示愿意在国防尖端技术上援助中国。1957年10月15日,聂荣臻代表中国政府在莫斯科与苏方签署了《国防新技术协定》。该协定明确,苏联政府承诺,在建立综合性的原子能工业、生产与研究原子武器、火箭武器、作战飞机、雷达无线电设备,以及试验火箭武器、原子武器的靶场方面对中国政府进行技术援助,并向中国提供原子弹的教学模型及图纸资料。也就是说,根据这个协定,中国的原子弹本应该是苏联人帮助制造的,尽管中央高层当时也强调“自力更生”的思想,但在操作层面却主要还是依靠苏联的指导和技术,由苏联提供原子弹样品,在苏方专家的指导下,完成对苏联原子弹的仿制,并在苏方的帮助下,建设试验靶场,进而完成原子弹试验任务。总之,根据这个《国防新技术协定》,一切都是美好的,中国将很快拥有原子弹。

然而,苏联除了援助他们自己已经淘汰的技术之外,一些核心技术却迟迟不肯给我们,比如,原子弹样品没有给,这样中国的科学家就不知道原子弹的外形和内部结构;又比如,苏联援建铀浓缩气体扩散厂,却不给扩散机上的分离膜,反正只要是核心技术,都拖着不给。随着中苏两党分歧的加大,尤其是中国在国家主权问题上的坚定立场—反对苏联在中国领土上建长波电台和由苏方控制的联合舰队,依靠苏联帮助研制原子弹的梦想越发渺茫了。1959年6月,苏共中央致中共中央的信,宣告了中苏“蜜月”的结束,依靠苏联研制原子弹的希望也随之破灭。也就是从这时起,党中央下定决心“我们自己动手,从头摸起,准备用八年时间,搞出原子弹”。

毛泽东批示“大力协同”攻克原子弹

1959年对于新中国的原子弹工程而言又是一个特殊的年份。如果说在此之前,新中国是想依靠苏联的帮助研制原子弹的话,那么,从1959年开始,就真正是彻底丢掉幻想,依靠自己的力量独立自主地来研制原子弹了。在1959年之前,因为有依赖思想,实事求是地讲,我们是有失误的,主要就是没有重视原子弹的科学研究工作和关键技术的攻关。因此,到1959年,尽管前期准备工作已经得到了极大的推进,但有关原子弹的核心技术仍然没有任何突破。原子弹的研制是一项庞大的系统工程,非常复杂:一是理论设计,也就是要把原子弹设计出来,原子弹的样子、内部结构等,都要在科学论证的基础上设计出来;二是爆轰试验,目的是摸清原子弹内爆规律,配合理论设计,验证理论设计正确与否,用现场试验来解决理论计算无法解决的问题;三是制造,也就是根据上述正确的理论设计与现场试验,生产制造出原子弹产品,这里的关键是要有合格的浓缩铀;四是核试验现场观测,主要是为了取得大量真实的核爆炸数据,如果拿不到核试验数据,核试验就不能叫真正的成功。

要想完成上述四大方面的工作,主要依靠二机部核武器研究院、原子能研究所和兰州铀浓缩厂。不过,在当时的情况下,这些机构的科研力量和物质条件都不具备完成任务的条件,必须要取得国家的支持,动员全国的力量。那么,在这个最需要支持的关键时刻,中央高层对研制原子弹持什么态度呢?这里就不得不说有关“两弹”上马还是下马的争论了。当时的中国真可谓“祸不单行”,苏联单方撕毁协定不说,还逼迫中国还债,更要命的是,从1959年起,连续三年自然灾害,使本来就捉襟见肘的中国经济雪上加霜。天灾人祸一齐来,使“费钱”的“两弹”面临着考验。这样就出现了一种声音,认为“两弹”要放慢速度,甚至应该暂停,等国民经济好转之后再说。不能因为“两弹”而影响到国民经济的全局,“饭都吃不饱,还搞什么两弹”是不少领导者的心里话。对于“两弹”上马与下马的争论,毛泽东的表态起着决定性的作用。1960年7月18日,毛泽东在北戴河听取李富春的汇报时指出:“要下决心搞尖端技术。赫鲁晓夫不给我们尖端技术,极好。如果给了,这个账是很难还的。”1961年7月,聂荣臻指示国防科委起草了一份“两弹”要继续上马的报告报给毛泽东和中共中央,毛泽东等认可了这个报告。这样,在毛泽东和中共中央的支持下,“两弹”不仅没有下马,还得到了特殊的关照,相关特殊政策和措施迅速跟上,最精锐的力量迅速向原子弹工程聚集。

在中央的大力支持下,二机部迅速调整原子弹研制的战略和思路,深入分析了原子弹工程最薄弱的方面—技术难关,进而迅速调集力量,集中攻克原子弹技术难关。从1960年初开始,在中央的支持下,从中科院和全国各地区各部门选调了郭永怀、程开甲、陈能宽、龙文光等105名中高级科研人员加入攻克原子弹技术难关的队伍。同时,又将原子能研究所的王淦昌、彭桓武等一批高级研究人员调到核武器研究院。这些科研人员与先期参加原子弹研制工作的朱光亚、邓稼先等人,构成了中国原子弹研制工作的骨干力量。当时正值国家最困难的时候,全国人民勒紧裤腰带支持原子弹、导弹的研制工作,广大科技工作者是深知这一点的。也正是这个原因,激发了广大科技工作者发愤图强的意志和决心,他们忘我工作,不舍昼夜。中国能在短时间内突破原子弹关键技术,与广大科技工作者的这种精神是分不开的。

1962年对于中国的原子弹研制工程又是一个特殊的年份。一方面,调整原子弹研制战略后,在党中央给予的人、财、物等方面的大力支持下,经过三年的艰苦攻关,原子弹研制工程的各个子系统都有很大的进展。具体表现在:到1962年底,在理论上通过大量的计算和分析,对浓缩铀作为内爆型原子弹核装料的动作规律与性能有了比较系统的了解;在实验方面,基本掌握了获得内爆的重要手段及其主要规律和实验技术;兰州铀浓缩厂方面,铀235生产线各个环节的技术难关,大都被突破和掌握。总的来说,整个原子弹的研制工作已经由量变开始发生局部质变,让人们看到了胜利的希望。另一方面,中央领导人的关心进一步促进了全国的大协作,支持原子弹的研制。1962年8月,中央工作会议在北戴河召开,毛泽东等中央领导人分析了中苏分裂后的严峻国际形势,认为在这种形势下,原子弹的研制要加快进行。根据中央的这一态度,会后,二机部领导经过讨论,正式向中央写了报告,提出争取在1964年,最迟在1965年上半年爆炸我国第一颗原子弹的“两年规划”。毛泽东于11月3日批示:“很好,照办。要大力协同做好这件工作。”随后,刘少奇主持召开政治局会议,批准了二机部的“两年规划”。为加强领导,组织实施,决定在中共中央直接领导下,成立以周恩来总理为主任、副总理和相关部门负责人为委员的中央15人专门委员会(简称“中央专委”)。作为一个权力机构,中央专委从成立到我国第一颗原子弹爆炸成功之前的这段时间内,共召开了13次会议,讨论解决了100多个重大问题。第一颗原子弹爆炸成功后,中央专委职能扩大,整个“两弹一星”工程都是在中央专委的领导下进行的。应当说,中央专委在推动我国“两弹一星”工程走向成功的过程中发挥了关键作用。

毛泽东指示“原子弹要有,氢弹也要快”

在毛泽东“要大力协同做好这件工作”的总动员令下,在中央专委的有力领导下,中国的原子弹研制工程在1963年至1964年上半年迎来了丰收。这一年,在彭桓武、朱光亚、邓稼先等的努力下,理论研究取得突破,原子弹设计完成,原子弹可以生产了;这中间,王淦昌、郭永怀、程开甲等领导的试验工作也发挥了关键作用;原子弹的关键部件、点火装置—点火中子源也在原子能研究所王方定的带领下制备出来了;兰州铀浓缩厂气体扩散机上的核心部件、被苏联视为绝密技术并被奉为“社会主义的安全心脏”—扩散分离膜也在中科院上海冶金研究所吴自良的带领下攻克了;有了扩散分离膜和原子能研究所黄昌庆制备的六氟化铀,兰州铀浓缩厂成功提炼出了铀235;在此基础上,酒泉原子能联合企业成功地加工出了原子弹实弹需要的铀部件;原子弹试验靶场的核试验测试工作,也在程开甲的领导下快速推进。总之,整个原子弹的研制工作顺利进行,胜利在望。这里,不能不特别提到一个人,那就是钱三强。他在原子弹研制工程中发挥了独特的作用,他是决策系统里的战略科学家,是关键时刻知人善用的组织科学家,是攻克技术难关的领军科学家。仅就“两弹一星”元勋而言,有11位与原子弹、氢弹的研制有关,除钱三强本人外,其他10位科学家走上原子弹、研制的关键岗位几乎都得益于钱三强的推荐。宋任穷认为,钱三强在原子弹研制中“起到了别人起不到的作用”。

在原子弹研制取得突破性进展的同时,青海金银滩核武器研制基地和新疆罗布泊核武器实验靶场,也在各部门和军方的大力支持下,到1964年春基本建好。从1963年3月开始,原子弹研制大军开始移师金银滩,在那里制备第一颗原子弹,并进行原子弹原理实验。因苏联拒绝提供原子弹教学模型和图纸资料的时间是1959年6月,中央遂决定将“596”作为第一颗原子弹的代号,借以激励全体参与人员克服一切困难,制成原子弹。1963年11月20日,在金银滩基地进行了缩小比例的聚合爆轰试验,使理论设计和一系列实验的结果获得了综合验证。1964年6月6日,进行了全尺寸爆轰模拟试验,除了没有装铀部件之外,其他都是核爆炸试验时要用的实物,试验结果实现了预先的设想。

到1964年上半年,第一颗原子弹成功在望。4月11日,周恩来主持召开了第八次中央专委会议,决定第一颗原子弹爆炸试验采取塔爆方式,要求在9月10日前做好试验前的一切准备,做到“保响、保测、保安全,一次成功”。随后,根据罗布泊的气象情况,经请示毛泽东和中央常委,原子弹试验起爆时间(技术上称为零时)定在1964年10月16日。公元1964年10月16日15时,中国在新疆罗布泊地区成功爆炸了第一颗原子弹!试验结果表明,我国第一颗原子弹的设计水平和制造的先进程度,超过了美、苏、英、法四国第一颗原子弹的水平。当晚10点,中央人民广播电台被授权播送了中国政府的《新闻公报》和《中华人民共和国政府声明》,《人民日报》为此刊印了号外。《声明》指出:“中国政府郑重宣布,中国在任何时候、任何情况下,都不会首先使用核武器。”这一庄严承诺,是对保卫世界和平事业的一个巨大贡献。

1967年6月17日,中国成功爆炸了第一颗氢弹。从第一颗原子弹到第一颗氢弹,中国只用了2年零8个月,远快于当时其他四个拥有核武器的国家,这个速度曾令人十分惊奇。后来,人们发现,中国的氢弹奇迹其实就蕴含在钱三强后来总结的“预为谋”之中。

早在1958年,毛泽东就提出:“搞一点原子弹、氢弹、洲际导弹,我看十年功夫完全可以。”这等于是给中国的核武器研制工作定了调。到了1960年底,原子弹已有眉目,二级部部长刘杰想到了氢弹,而此时副部长钱三强也想到了氢弹,二人经过商量,决定氢弹的理论探索工作可由原子能研究所先行一步。当年原子能研究所立即成立了“中子物理领导小组”,由所长钱三强主持,一方面成立以黄祖洽、于敏为首的轻核理论组,开展氢弹反应原理研究;另一面成立以蔡敦九(后改为丁大钊)为首的轻核实验组,配合和支持轻核理论工作的开展。这一“先行一步”的安排是非常重要的。几年时间内,轻核理论组共写出研究报告和论文69篇,还有一些没有写成文章的研究心得,对完全陌生的氢弹理论及许多关键性概念,有了较深入的认识。

第一颗原子弹爆炸成功后,毛泽东明确指出,原子弹要有,氢弹也要快;周恩来也指示二机部要就核武器发展问题作出全面规划。1964年10月,在完成了原子弹的研制工作后,核武器研究所抽出三分之一的理论研究人员,全面开展氢弹的理论研究。1965年1月,二机部把原子能研究所先期进行氢弹研究的黄祖洽、于敏等31人全部调到核武器研究所,集中力量从原理、结构、材料等多方面广泛开展研究。在理论攻关中,最初形成了两种思路:一是邓稼先率领的理论部提出的原子弹“加强型”的氢弹,即在原子弹的基础上,将其威力加大到氢弹的标准;二是黄祖洽、于敏在预研时提出的设想,当时是两条思路一起攻关。1965年夏,于敏提出了新的方案。9月底,借助中科院上海华东计算机研究所当时最先进的运算速度为每秒5万次的计算机,于敏带领部分理论人员,经过两个多月的艰苦计算,分析摸索,终于找到了解决自持热核反应所需条件的关键,探索出了一种新的制造氢弹的理论方案。这是氢弹研制中最关键的突破。后来证明,这一新的理论方案大大缩短了中国氢弹的研制进程。根据新的理论方案,1965年底,核试验基地召开了规划会议,提出了氢弹科研、生产的两年规划,确定了“突破氢弹,两手准备,以新的理论方案为主”的方针,中央专委随即批准了这个规划。

进入1966年,国内政治气候日紧,但因为氢弹的特殊性—毛泽东亲自关心,还因为氢弹研制工作已有国防科委—军方接管,周恩来又亲自领导,所以氢弹的研制受到的冲击较少。经过紧张的准备,1966年12月28日,氢弹原理试验取得成功,结果表明,新的理论方案切实可行,先进简便。12月30日和31日,聂荣臻在罗布泊试验基地马兰招待所主持座谈会,讨论下一步全当量氢弹试验问题。会议经过讨论,形成了在1967年10月1日前采用空投的方式进行一次百万吨级全威力的氢弹空爆试验的建议,不久,中央专委批准了这一建议。就在这时,从西方媒体得知,法国很有可能在1967年爆响氢弹,有可能赶在中国的前面。为此,在科学家们的建议下,中央专委批准在7月1日前,进行氢弹试验,争取赶在法国前面。因氢弹试验采取空投方式,这对飞机和降落伞的要求非常高,当时确定了我国最先进的轰—6甲型飞机承担空投任务,并在核试验场区进行了数十次投弹模拟试验。

1967年6月17日8时20分,由轰—6甲型飞机空投的我国第一颗氢弹爆炸成功,实现了毛泽东在1958年6月关于“搞一点原子弹、氢弹、洲际导弹,我看十年功夫完全可以”的预言—只是洲际导弹还未实现。从第一颗原子弹试验到第一颗氢弹试验,美国用了8年零6个月,苏联用了4年,英国用了4年零7个月,法国用了8年零6个月,而我国只用了2年零8个月,发展速度是最快的,因而在世界上引起了巨大的反响,公认中国的核技术已经跨入世界先进行列。