氢弹绝密1100工程 解密了??? 环球网报道(2)

根据二机部党委的决定,1965年1 月,黄祖洽、于敏等原子能研究所轻核理论组的31位科研人员携带着预先探索研究的所有成果和资料,调到了九院理论部,在主战场汇合,一起攻关。黄祖洽、于敏被任命为理论部副主任。轻核理论组另外的10余位科研人员,包括去了河南省参加“四清”社会主义教育运动的何柞麻,则留在了原子能研究所继续从事基础理论方面的研究工作。

1965年1 月下旬,中央专委办公室通知二机部,周总理拟于2 月上旬召开中央专委会议。为了对周总理年前11月2 日、3 日就加速研制氢弹等问题所作的指示做出回答,二机部党委于1965年2 月3 日重新向中央专委呈报了《关于加速发展核武器问题的报告》。

报告在讲到氢弹的设计制造问题时说:目前我们在氢弹理论上的问题还没有解决,有待进一步探索。根据现在了解,从原子弹到氢弹是一个阶段性的发展,需要一个过程,这个过程美国是7 年,苏联是6 年,英国是5 年,法国从1960年进行原子弹试验之后,至今尚未搞成,据说要到1968年才行。氢弹一般的含意,当量在百万吨以上,聚变反应的能量要在30% 以上。从低级的氢弹,即比威力(单位重量的爆炸威力)和聚变比(聚变反应的能量在整个核反应中所占的份额)较低到高级的,即比威力和聚变比较高的氢弹也有一个发展过程,从开始试验氢弹装置到开始试验氢导弹头,美国经过6 年,苏联经过8 年。它们都是经过一系列核爆炸试验才突破氢弹技术的。看来影响氢核反应的因素很多,错综复杂,不仅许多已经理解的东西需要通过试验去验证,还有许多没有理解、没有发现的东西,需要通过试验才能理解,才能发现。根据过去苏联专家零星谈话记录,制造氢弹至少需要3 种核装料,即铀-235,氘化锂-6和钚-239. 目前我们只有铀-235和氘化锂-6,还没有钚-239. 所以从原子弹爆炸到研究制造氢弹必须解决理论技术和核燃料两个方面的问题,我们要进一步活学活用太祖思想,提高辩证唯物论的认识能力,力争时间,尽速解决这两个方面的问题。

报告接着说:经过将近一年,特别是最近几个月的调查研究,初步看来,要解决氢弹设计制造的理论技术问题,必须通过各种必要的试验摸清各种核燃料的基本性能和各种核反应的基本规律;必须抓住有关氢弹设计、制造的主要问题,在原理和结构上从多方面进行理论探索和科学实验。我们准备再经过一个季度到两个季度的调查、研究,提出初步的研究、实验的规划,力争在1968年开始进行氢弹装置试验。

中央专委要求二机部在1968年前要完成三项主要任务:1.建成钚-239生产线;2.建成第二个扩散工厂和部分建成第二套原子能工业基地;3.实现一年试验一种核武器,并力争于1968年进行氢弹装置的爆炸试验。会议还对讨论的其他议题做出了决定。

中央专委会议以后,2 一3 月,九院根据二机部党委的要求,在副院长彭桓武、朱光亚的指导下,由理论部主任邓稼先、副主任周光召主持,组织理论部有关方面的专家和研究人员开规划会议,讨论制定突破氢弹的具体规划。会议在回顾了前一段氢弹理论研究工作,分析了美国、苏联等国氢弹发展的历史以后,制定了旨在突破氢弹技术的《氢弹科研大纲》。

在制定大纲的过程中,刘西尧经常乘坐一辆退了颜色的、不太鲜红的“奔驰”小轿车到九院理论部与大家一起讨论。

这次制定的大纲中要求:氢弹研制的近期目标主要是在已有工作的基础上,通过进一步的理论研究,突破并掌握重量轻、威力大的热核武器的基本原理;第一步,作为这一目标的标志,是争取完成重量!吨左右、威力为100 万吨级TNT当量的热核弹头的理论设计(当时把这一目标简称为“1100" )。达到上述目标的关键是要摸清氘化锂-6能够烧起来,而且烧下去的规律及所需要的条件,并研究如何创造这些条件。另外,大纲也要求理论部在原理、材料、构形、计算方法等各个方面进行多路探索,并做出部署。

在3 月10日下午的规划会议上,领导小组成员们讨论了准备进行含有热核材料的原子弹试验性装置的设计工作和进行核试验的问题。

为了给氢弹理论研究提供必要的物理参数,刘西尧和彭桓武、朱光亚等到原子能研究所商请该所紧急安排对热核材料的核反应截面进行数据测量的任务。该所愉快地接受了任务,并抽调30余名科研人员组成突击队,由实验核物理学家何泽慧先生担任业务总指挥。他们在该所科研人员丁大钊、蔡敦九等曾经进行过的关于轻核反应的科研工作的基础上,经过几个月的实验研究,分批完成了一套热核材料的核反应截面数据的测量,获得了可靠的实验数据。

"1100'‘目标的制定,反映了当时在领导上对研制的氢弹是要装到导弹上去的思想是很明确的,同时,也反映了当时领导和科学家们对氢弹的正确认识,没有把加强型原子弹与氢弹相混淆。但是,在当时,九院理论部已经掌握的技术途径,距离要达到的“1100”这一目标还差很远。

为了突破氢弹原理,实现“1100”目标,九院理论部分兵作战,多路探索。邓稼先、周光召、于敏、黄祖洽等部主任,带领有关研究室的人员分别攻关夺隘。与他们一起工作的研究人员,大多是刚出校门不久,精力旺盛,工作起来不分白天、黑夜,经常加班加点工作到深夜,甚至是通宵达旦。每天晚上,科研大楼内灯火辉煌,几乎每一个人都在忘我地工作,苦苦探索。大家一心只想的是怎么快点突破氢弹原理,为国争光,为民族争气!当时,理论部及研究室的党政领导和政工人员,为了保证大家的身体健康,不要累垮,经常在晚上到办公室去一个一个地动员大家回去休息。

理论部的学术民主气氛是非常好的。

那时已经成名的专家与刚出校门的大学毕业生,自然有知识与经验的差别,但是,在氢弹的秘密面前,大家都是平等的,谁也不知道氢弹究竟怎么设计。那时大家的学术思想非常活跃,几乎每周都要召开学术讨论会和鸣放会。在会上从彭桓武副院长这样的大科学家到邓稼先、周光召、黄祖洽、于敏等部主任直到年轻的研究人员,不论资格,人人都有发言权。不论谁有了新的想法,都可以登台各抒己见,畅所欲言。有不同的意见就展开争论,一场争论下来,常常大家都面红耳赤,但谁说得对,就听谁的,彼此都从中得到启发。

许多好的想法,就是在你一言我一语的讨论中产生出来的。通过一个个的学术报告会和学术讨论会以及鸣放会,许多种突破氢弹的设想和途径被提了出来。其中有人就提出用原子弹能量的这样或那样的朴素猜测。

然而,氢弹毕竟是非常复杂的系统,诸多制约因素混杂。经过几个月的探索研究,许多种试图突破它的途径被提出来,经过一一仔细的讨论、计算和分析后,又一条条地被否定了。理论部的研究人员虽然从失败中也吸取了一些有益的东西,但设计氢弹的关键并没有掌握,也没有找到氢弹原理的突破口。面对着困难,大家的积极性依然高涨。

1965年5 月14日,我国第一颗空投的原子弹爆炸试验成功后,聂荣臻元帅同张爱萍及国防科委的领导一起,于5 月27日上午,找刘杰部长研究了下一步核试验问题。刘杰汇报了与中近程地地导弹配套的缩小型原子弹头的研制进展情况和近几个月来氢弹理论探索研究的情况。刘杰说:理论部的专家们设想,在1966年上半年进行一次含有热核材料的加强型原子弹空中爆炸试验,目的是进行热核材料试验,为研制与中程地地导弹配套的原子弹头和研制氢弹提供热核聚变反应的实测数据。

下一步,准备进行威力为70万吨TNT 当量(名义上也可称百万吨级)的加强型氢航弹试验。

听完汇报后,聂帅说:我国核武器的发展,继去年铁塔上爆炸之后,今年又上了飞机。与中近程地地导弹配套的缩小型原子弹头正在研制,问题不大。探索氢弹的理论研究工作正在进行。现在看来,搞大当量的地下核试验,选场难,工程量大,周期长,使更快地发展氢弹受到限制。这就更清楚地看出,美、英、苏三国签订部分禁止核试验条约主要是遏制我们中国的。我们要放开思想,走自己的路,不受其条约的束缚。为此,下一步核试验规划要做些调整。另外,要考虑一下氢弹试验场有些什么问题,应早作准备。法国为什么准备那么长时间还没有进行氢弹试验?我们应该一切问题要早下手。

到了1965年的7 月,在彭桓武副院长和理论部几位主任的组织领导下,理论部的研究人员在过去原子能研究所轻核理论组和理论部氢弹探索的基础上,经过半年的努力,虽然在氢弹探索的道路上有所前进,确定了热核燃料的取舍,着重研究了突破氢弹的两条可能的技术途径,但计算结果表明,两条技术途径都有各自的困难。其中的一条途径是加强型模型,已弄清楚了这种模型的威力与重量的关系,要想威力上去,重量就得上去;在总威力中,聚变威力所占的份额不能随着威力的增加而增加;这种核弹中所加的热核材料,固然能起到加强原子弹的威力的作用,但由于热核材料燃烧得不充分,这种加强作用又是有限的;对于好材料的作用也进行了探索。结论是:这条途径与"1100 “这一目标相差甚远。探索突破氢弹的技术途径一时受阻。

在此时刻,二机部部长刘杰的思路回到了1964年12月3 日和1965年2 月3 日向中央专委呈送的《关于加速发展核武器问题的报告》上,即:力争在1968年开始进行氢弹装置的试验,然后再尽快解决上导弹的氢弹。刘杰在一次部党委会上说:“搞氢弹,先采取一切办法,加大个头,多加材料,暴露轻核反应的规律。”“美国经过6 次核爆炸试验才突破氢弹技术。我们不一定试验这么多次,但总得要试几次。能够先达到聚变比占到15% 也是很可贵的。由低到高嘛!”这就是刘杰1965年夏的心态和主张。

要达到“1100”这一目标应分两步走。第一步,在继续探索氢弹原理的同时,先做几次大威力加强型核弹试验。即重量可以放宽,先设计轰-6飞机能携带的威力在100 万吨左右TNT 当量的核炸弹。通过这几次试验,也可能发现一些还没有认识的东西。从哲学上讲,在实践与认识的关系中,实践是第一性的;量变会引起质变。第二步再设计“1100”能装到导弹头上的氢弹。

这次规划修订会除对这几次大威力试验进行了部署外,还确定要通过讲课来提高大家的知识水平,以弥补现有知识的不足,进而去发现和解决在理论工作中可能存在的还没有被认识的东西。会后不久,邓稼先、周光召、于敏三位主任分别在相关的研究室讲了“等离子体物理”课程。

听众甚多,出现了等离子体物理热。

1965年7 月10日,二机部党委向中央专委呈送了《关于核武器研究试验工作的报告》。这个报告是朱光亚代二机部起草的。报告说,核武器的研究试验工作当前的主要任务有二:一是按预定计划在1966年上半年解决原子弹与中近程地地导弹结合的问题;二是突破氢弹技术关键的问题。

报告在讲突破氢弹技术关键的问题时说,当前的主要情况是: 1. 对热核反应,我们缺乏通过自己实践所取得的第一性资料。2.在理论上虽已进行了大量的探索研究与计算,但仍有许多问题不很清楚。因此,要突破氢弹的技术关,应首先安排以下几项工作:一是,继续进行理论上的探讨研究,结合各种核性能与核材料在高压状态下的测量试验,摸清如何使热核材料重氢化埋烧起来、烧下去的基本规律。二是,进行若干次“热”试验(即装有浓缩铀的核爆炸试验)。初步考虑:第一步,进行热核材料试验。争取在1966年6 月进行一次含有热核材料的原子弹(即加强型原子弹)空中爆炸试验,以了解在数千万度的高温下重氢化锂热核反应进行情况。第二步,在上述工作的基础上,拟于1967年内进行一次更大的三相(裂变一聚变一裂变)航弹的试验。

报告还说,从国外资料的调研情况看,氢弹的技术关键的突破似乎都是从大型三相装置的试验开始的。我们目前还没有钚和超重氢,利用现有的核材料和内爆结构,能否从上述三相航弹的试验开始突破,还有待进一步的理论研究工作,并通过热核材料试验之后,才能看出苗头。我们的设想是,一方面要争取突破,另一方面又要准备反复。因而,在积极安排上述工作的同时,还要注意适当开展他有关新材料、新技术的研究。

1965年8 月9 日上午、10日下午,周总理在人民大会堂河北厅主持召开中央专委第十三次会议。会议讨论了下一阶段核武器和导弹的研制任务和原子能工业、导弹工业的三线建设问题,并着重研究了加速实现氢弹试验、制成核导弹等问题。在讨论关于突破氢弹技术关键的问题时,会议同意二机部提出的安排意见,一方面继续进行理论上的探索研究,另一方面进行若干次“热”试验,并同意第一步和第二步的具体安排。会议认为,只要本着“实事求是、循序渐进”的科学态度,树立“兢兢业业、踏踏实实,周到细致”的工作作风,贯彻“大力协同”的精神,进一步调动各方面的积极因素,原定的计划进度是完全有可能提前实现的。这次中央专委会议后,二机部的领导要求九院理论部尽快交出一个威力尽可能接近100万吨TNT 当量、轰六投弹飞机能够携带的核装置的理论设计方案。理论部主任会议决定,理论部的大部分人力在北京利用中国科学院计算技术研究所研制的119计算机(运算速度为每秒5 万次)继续探索突破氢弹的途径;由于敏副主任率领13研究室的一部分研究人员到上海华东计算技术研究所出差,利用该所的J501计算机(运算速度为每秒5 万次),完成加强型核装置——三相氢航弹优化设计的任务。

8 月27日,理论部召开全体人员大会,邓稼先宣布了上述决定。邓稼先和各位副主任在讲话中都要求去上海出差的人员在国庆节前赶到上海,以便利用华东计算技术研究所国庆节假日期间空出的全部机时,集中突击一些天,用当时已掌握的加强弹原理,选用可能取得的最好的核材料为后盾,依靠拼材料、拼重量的办法,完成当量为百万吨级的三相氢航弹优化设计的任务。考虑到我国空军轰一飞机最大载重量和机舱体积的限制,邓稼先和秦元勋(理论部副主任)还给了三个要掌握的技术指标:一是尽可能加大尺寸,多装核材料;二是核装置总威力要尽量达到100 万吨TNT 当量;三是要保证一定的聚变比。

理论部大会以后,13研究室领导研究决定,由室主任孙和生和副主任蔡少辉、彭清泉带领4 个与武器设计直接有关小组的科研人员及几名科研辅助人员共50多人,于9 月底前赴上海。随后,各小组都开始抓紧做好出发前的准备工作。他们请彭桓武、黄祖洽、于敏、秦元勋等专家给大家讲了他们个人对加强弹的看法,也请了其他研究室一些从事过加强弹理论设计经验较丰富的研究人员给大家传授经验。副组长孟昭利等还根据几位部主任的意见准备了一批到上海计算的模型。

9 月27日,在孙和生的带领下,50多位出差人员携带自己的被褥、脸盆等生活用品(当时华东计算技术研究所只能安排这50多位出差人员住办公室,为每人准备一个铺有稻草垫子的双层铁床的铺位)、计算软件、科研笔记本等资料,乘火车奔往上海。28日,他们来到了坐落在上海郊区嘉定县城外、被一大片金黄色稻田包围着的华东计算技术研究所。于敏也一同到达,并与大家同吃、同住、同工作。

到上海安顿好以后,大家马上着手安装从北京带来的各种程序,进行调试和对算。首先解决了程序计算中中子不守恒的计算方法问题。数学组的同志日夜加班,很快编出了大型计算机程序,开始了三相氢航弹的优化设计,进行了大量的数值模拟计算。由于当时的计算机性能不很稳定,机时又很宝贵,一旦机器有跳动,算出的结果就不对,将会前功尽弃,浪费很多机时。为了减少差错和机时的损失,每次算题除计算员、程序员必须在场外,还需要有物理专业人员陪伴,以便及时发现和解决问题。因此,全体物理工作者和数学工作者以及科研辅助人员一起混合编组排班,夜以继日地轮番到计算机机房算题。每去一次计算机机房,大家就抱回一大堆印满阿拉伯数字的纸带。接着,就忙于看纸带,处理这些纸带上的数据,画图、登记、分析计算结果,讨论和准备下一步上机计算的物理模型。尽管困难不少,很辛苦,但在强烈的使命感的鼓舞下,大家热情高涨,干劲十足,很快就算出了一批模型。从结果看,离领导上的要求并不太远,只要加入少量的贵重好材料,威力就可以提高到100 万吨TNT 当量。

但是,这批模型的聚变份额都很低,这表明其中的热核材料并没有充分燃烧。

面对这批计算结果,于敏并不感到意外。因为他早在原子能研究所轻核理论组进行氢弹应用基础理论的预先研究时,就曾经对原子弹中加入聚变材料的加强型原子弹进行过探索。不过那时是在缺乏必要的原子弹知识的情况下进行的。当时就发现在加强型原子弹中,聚变材料虽然能起到加强原子弹威力的作用,但由于加强弹中聚变材料燃烧不充分,这种加强作用也是不充分的。如今,于敏受理论部主任会议的委托,率领大家来上海出差,就是要研究如何把加强型原理与现实的原子弹结合起来,完成加强型核装置—三相氢航弹的优化设计任务,因此,他决定全力以赴,把任务完成得很好。

于敏经常深入到计算机机房,平日里大部分时间都是埋头于堆积如山的计算机打印的纸带中,聚精会神地仔细分析计算结果,一看就是几个小时,常常顾不上吃饭。大家帮他把饭打来,他就边吃饭、边思考问题。为了找出优化设计中的问题所在,继续前进,于敏从计算的多个模型中选了三个用不同核材料设计的模型,进行了深入细致的系统分析。他考虑到一起来上海出差的这些年轻人,大部分缺乏氢弹的基础知识,科研工作的实践经验也不多,深感自己有责任通过讲课来提高他们。为了在工作中提高他们的水平,也为了找出优化设计中的问题所在,于敏决定把他以前在原子能研究所探索氢弹机理时积累下来的氢弹物理知识结合现在加强型核装置优化设计的实践,给大家作系列学术报告。

10月13日,于敏开始了他持续大约两周的系列报告的第一讲。他从炸药爆炸开始,对加强弹的全部发展过程和各个阶段的特征物理量进行了分析。他还结合物理粗估,对内爆动力学、中子学、热核反应动力学、辐射流体力学等有关现象进行了系统分析。于敏通过这样的系列学术报告,一方面使大家学会如何分析计算结果,抓物理实质;另一方面也是一次教学相长,他进一步理清了头绪,获得了启发。于敏分析了决定氚一中子循环次数的几个物理量,看出设计氢弹的途径不外乎两条:一是高温度道路,一是高密度道路。

高温度道路已经探索过,知道其中的困难所在。从分析加强型原子弹模型看出,这种模型中氚一中子之所以达不到多次循环,是因为热核材料没有被极高地压缩,没有达到极高的密度。大幅度提高热核材料的密度是一个关键!而热核材料之所以达不到极高的压缩密度,是因为这种加强型核装置模型的压缩靠的是炸药的能量,而炸药可利用的能量是有限的,要使热核材料达到极高的压缩密度,单靠提高炸药能量利用率的办法是绝对办不到的。

于敏紧紧抓住了问题的关键,开始了新的思考。怎么办呢?于敏认为,要达到极高的压缩度,只有利用原子能才有可能。经过进一步深入分析,于敏认为:在加强弹中原子弹爆炸后出现许多物理因素,有的起好作用,有的起破坏作用。限于弹体的构形,它们不可能很好地配合。

如何选用性能良好的材料,采取什么样的构形,才能够促进起好作用的物理因素并抑制起破坏作用的物理因素呢?于敏又陷入苦苦的思索之中。

于敏比一般人懂得多、想得深、算得快,并且善于透过复杂现象抓住事物的本质。他又苦苦思索、估算了几天几夜。他首先分析了原子弹爆炸所释放的各种能量形式,比较了它们的特性与在总能量中所占的比例,明确了一种比较容易控制、驾驭的能量形式。然后,他想出了一个减少这种能量损失、提高其利用率的精巧的结构,估计了有多少能量可以被利用,又有多少可以用来压缩热核材料氘化锂-6,如何有效地利用这些能量,氘化锂-6能压缩到什么程度,如何使它点火和自持(自行维持下去)燃烧等。

10月29日(星期五)晚饭后,于敏和13研究室副主任蔡少辉在处地附近田间小道上散步,以得到短暂的身心放松。当他俩谈到应如何创造条件让热核材料充分燃烧时,于敏直截了当地谈到加强型核装置的构形不利于热核材料的压缩和燃烧。

接着,于敏向蔡少辉详细地谈了他几天几夜以来苦苦思索出的想法。蔡少辉被于敏的崭新思维所吸引,也被于敏所列举的无可辩驳的论据所折服,并马上说:“那我们就马上动手干吧!”于敏说:“可以先计算两个模型看看。其中的一个会比较理想……另一个则比较接近实际……”显然,这是于敏经过深思熟虑后想要走的关键两步。

那天晚上他们俩谈到很晚,阵阵秋风使他俩感到有几分寒意。他俩便加快步伐往回走去。

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