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中国第一颗原子弹的设计、制造和试验:美国人眼中的中国“曼哈顿”计划

中广网 青海分网 2003-12-06 10:40:31


    

    核武器研究设计院在西北“金银滩”诞生 
    第一颗原子弹代号为“596”
    苏联专家是“只读不说的哑巴和尚”
    致命的铀球掉在工切屑盘中
    原子弹爆炸在即,发现一群国民党败兵 
    毛泽东说:“一定要搞清楚是不是核爆炸,要让外国人相信!”
 设计和制造裂变武器向中国科学家提出了严峻的挑战,他们必须在微小的细节上探索各种复杂的设计途径。在中国,许多卓越的物理学家,包括大批理论工作者,都被征来参与这项探索性计划。美苏持续不断的核武器试验为他们的工作提供了帮助。每当他们新的核武器爆炸时,中国人就要对大气做认真地抽样分析, 再结合其他情报,就能够获得了些设计线索。中国人知道或能大概估讲出苏联和美国的核武器的发展情况,因此在某种意义上可以说,中国从外国的核计划获得了好处。 
    中国仿造和改进苏联的核计划,但形式有所不同。中国也没有实现他们想利用苏联最先进的知识与技术的宿愿。本文叙述了中国怎样设计制造第一批原子弹及其试验过程。 
西北核武器研究设计院(第九研究院)
    1955年,中央政治局作出一项加紧实施核武器计划的决定。1956年11月成立以宋任穷为部长的二机部不到一年,工作已在各领域铺开,其中包括地质、采矿、铀处理、钚生产和铀浓缩;也许其中最关键的领域还是设计机构。 
 1957年夏,宋任穷接见李觉,让他领导二机部拟建最保密的机构:核武器局,对外称第九局。随后,在1958年1月8日,宋任穷派李觉直接负责一个设计机构的筹建工作,并请他出任该机构的领导。当准备工作完成后,李觉被任命为该机构的领导人。该机构总部先是设在北京,后迁至青海,命名为西北核武器研究设计院。
    局外人很少知道这所研究院,而那些知道它的人如果需要谈及这个院时也只提其代号——九院。九院诞生在大跃进的喧嚣年月里,这期间对于尖端科学技术显现出的征兆是不祥的。在针对知识分子的全国性反右运动的高潮中,中国着手成立北京核武器 研究所,一个具有美国洛斯·阿拉莫斯国家研究所规模的专门武器实验室,并配备全国最优秀的科学家和工程师。
    李觉领导的研究院在遥远的中国西北部,他对这一边远地区并不陌生。在到核工业部九局任职前,他是西藏军区副司令员和参谋长。但因病或受伤,他中止了在西藏的工作,1957年夏他在北京的一家医院疗养。宋任穷认为他很适合去九局任职,因此向中央领导打了报告。当得到上级批准后,原解放军副总参谋长陈赓就把此消息透露给了李觉。一向直爽的陈赓对他说:“老李,过几天部队就要送你走了。”使李觉吃惊的是预先通知他要改变工作,而其细节陈赓又不愿在医院告诉他。由于陈赓对他的询问只报以微笑,李觉以为陈赓是在拿一个新职务跟他开玩笑,因而对陈赓的话并没在意。
    出院后,李觉接到去第二机械工业部报到的命令,他这才知道他对陈赓的话判断错了。
    在二机部,宋任穷告诉他,其职务已由最高当局决定,并向他详细传达了政治局决心制造原子弹的决定。此刻,李觉因其祖国给予他的这个荣誉而激动,便接受了这一任务。宋任穷当场交给这位九局新领导人一项任务,让他全面负责考察核武器研究院, 建生产厂、仓库以及核武器试验基地的可能地点。 
    为了选址筹建核武器研究院,李觉和他的同事们跑遍了中国的“千里”大西北。根据这次调查得到了第一手资料和经过认真分析的概括性材料,他们最后把点选在青海省,并报告了“中央领导”(犬概指的是二机部和中央军委)。1958年7月,当局批准了他们的建议,随后,在这片极其荒芜的大西北高原,开始了一场建设的奋战。
    1958年,在得到批准后的三个月里,大批建筑工人开始向李觉所选定的地点进发。他们乘火车到达甘肃省兰州市,然后坐卡车走过尘土飞扬的山路来到青海省会西宁;继续向前,来到位于青海湖东边海晏县境内一片广阔的地域,称为“金银滩”。在那里, 他们搭起帐篷,并开始平整研究院的施工场地。在这批“先遣队”中,有2000名士兵,7000多名从全国各地征来的农民和大约 2000名熟练的建筑工人。此外,在以后的几年中,又有数千名从海外归国的专家、学者以及大专院校毕业生经过艰苦跋涉,西行来到这所研究院。为了保证人员和物资流动畅通,解放军铁道兵部队和交通部的筑路工人迅速修建了通向青海基地的铁路与公路网。
    1960-1962年的“三年灾害”直接冲击了正在建设中的研究院。在中国的其他地方,最严重的情况是缺少粮食。在全国物质短缺最严重的时刻,聂荣臻要求海军、北京军区和广州军区从他们的供应物资中取出25000公斤大豆和罐装食品送至青海营地。
    经过一段时间的艰苦努力,他们成功了。1962年底,这所研究院在那片高原上已占地方圆几百里。那里空气稀薄,人每走上几步就感到呼吸困难、头晕目眩、气喘嘘嘘。那年,大批实验室已经盖了起来,还有更多的设施正处在建造中。此时,使研究院引以为荣的是它已拥有了一座发电厂、一些机加工车间、一个炸药制造和试验区、宿舍、娱乐设施和守卫兵营等。
研究院的领导机构 
    李觉挑选了三位主要同事来共同领导他的研究院,他们是吴际霖、朱光亚和郭英会。第一位吴际霖,虽然他在中国制造第一 颗原子弹的制造过程中做出过杰出贡献,但至今甚至在中国的核工业界里许多人士还不了解他。吴际霖和李觉不一样,李觉在 1936年就离开学校开始了地下革命工作。吴际霖是四川成都人。 他一直攻读到1937年才毕业于化学专业。吴际霖生活在国民党统 治区时参加了蒋介石的军队,随后他到了山西向前线士兵讲授防化常识。在那里他遇见了一位共产党地下党员,此人劝他投奔共产党解放区,参加八路军。
    吴际霖的新军事领导人很快意识到他有特殊的科学才能,就 把他送到延安军工部门工作。日本投降后,当时的山东军区司令员陈毅派吴际霖到鲁南负责同样的工作。1949年后,吴际霖在那里担任山东铝冶炼厂的厂长。他对冶炼厂的管理很成功,特别是他“大胆任用解放前的工程师和技术人员”,这使工厂的产量大为 提高,但同时也招致一些心怀不满的党的高级干部对他进行攻击。1957年下半年,陈云已是政治局负责核武器计划的三人领导小组 成员,他想到了吴际霖的才能,就把他推荐给宋任穷去九院任职。开始,吴际霖作了李觉的主要副手负责该院的组织工作。1962年底开始他兼任了尖端技术委员会主任。
    李觉领导小组中的第二位成员是朱光亚,他1959年7月1日到该院任职。朱光亚毕业于中国西南联合大学,随后留校担任助教,并同吴大猷教授一起工作。二次大战后,吴大猷作为高级科学家三人小组成员,被派往美国考察,他请朱光亚陪同。朱光亚 因这一邀请而到了美国,进而在密执安大学获核物理博士学位,四年后他回到中国。此时新掌政权的共产党政府指示他在选定的几所大学里组织开设核物理课程。在朝鲜战争期间,他和中国人民志愿军一起被派往朝鲜,他在停战谈判期间担任翻译。1959年他进入九院后,李觉派他作为领导干部去协助吴际霖管理科研工作。这和他在中国的几所大学里创办核物理课程的工作类似。 
    朱光亚作为该院科研主要负责人,努力把理论研究与应用研究联系起来,他特别注意技术质量监督方面的人员培训。令人难忘的是他坚持科学高标准努力培养研究院的工作作风,这种作风一直持续到80年代。周恩来总理在为了表达对这项研究取得的特殊成就的敬意的一次隆重的仪式上,提到了朱光亚严谨细致的工作作风。此后,在60年代和70年代期间,朱在共产党中的地位稳步上升,他成了中央委员会的候补委员,后来成了正式委员。 
    象吴际霖一样,九院领导机构的第三位成员——郭英会也是李觉的亲密助手。根据有关他的一些零星资料,我们知道,他曾同吴际霖和李觉一起陪同苏联专家去西北考察,确定九院和铀浓缩工厂的厂址。他在组建九院特别是在九院早期发展过程中贡献显著,因此人们记得他。
    然而在谈及这四人领导时,我们也许还可以把该院组织领导圈进一步缩小,因为这四人领导所做的大量决第主要是靠九院的 三位权威科学家的协助而制定的。这三位科学家正是王淦昌、彭桓武和郭永怀。这三人同朱光亚一起担任了北京核武器研究所的副所长,后又到九院任副院长。只有当我们了解其他人时,我们才会更加明白为什么勾画决策者明显不同于勾画一般工作人员, 这些人是陈能宽、邓稼先和周光召,还有一些不太知名的九院科学家像理论物理家于敏、教授方正知、副教授钱晋和俞大光等。 
王淦昌毕业于清华大学,曾与利萨·迈特纳(奥托·晗恩的同事,后来的诺贝尔奖金获得者)合作从事放射性研究,1934年在柏林大学获博士学位。王淦昌在导师指导下,也曾研究过宇宙射线。王淦昌在抗日战争爆发前就回国了。事实上早在1937年他 就在山东和浙江教授物理课程。抗战爆发后,他被迫去了中国的西南。在有关他的传记中,记载了他对抗战的贡献,他捐献了他全部的珠宝,并为教师们编写了一部名为《军事物理》的教材。战后,美国政府把他请到了加利福尼亚大学作为研究员从事核物理学的研究。后来,恰在共产党接管中国之前。王淦昌乘船回国了。 
    据报道,1952年,北京派王淦昌到朝鲜从事“搜集放射性物质”的秘密工作。回国后,他又恢复基本粒子的研究。他的政治与科学成就使他成为一个引人注目的职位的候选人;第二年他被任命为现代物理研究所副所长,此研究所后来实际上是物理研究和原子能研究所。1956年王淦昌去了杜布纳联合原子核研究所。1959~1960年春他任该所副所长。此后,他便又回到了北京。
 
    王淦昌在1960年参加了北京的那个临时研究所两年后,被任命为九院第二技术委员会主任,他是核爆炸基本原理试验和原子 弹的中子发生器设计与试验两方面工作的总指导。李觉给他的任务是监督中国第一颗原子弹的设计与制造。 
    彭桓武和王淦昌基本上是在同一时间到北京核武器研究所报到的。在他进入该研究所之前,这位从爱丁堡获得了两个博士学位的人又获得了“怪才”的荣誉。他也是第一位被英国聘任的中国教授。据说:“他解数学题时,根本不需要助手。他全心投入工作,很晚才结婚。甚至在王淦昌眼里,他也是一个富于传奇色彩 的人。”两年后,他便成了第三技术委员会的主任。
    1960年,著名的从事导弹计划的科学家钱学森推荐物理学家郭永怀去九院的这个研究所工作,后来他任第四技术委员会(也是最后一个技术委员会)主任。郭永怀是山东人,他到美国读研究生时,他专业从物理学改为空气动力学。他与钱学森一样,在 加利福尼亚理工学院获得博士学位后,就到康奈尔大学执教,并因在应用数学方面采取了Plk〈Poincare——lighththill——kuo) 奇异扰动而闻名。1949年后,美国政府企图不让郭永怀回国,虽然没有象对待钱学森时那样搞得政府自己很狼狈,但也直到1956年,才允许郭永怀回国。他一直在九院工作。直到1968年因飞机失事而去世。
    郭永怀的大部分工作是从事核武器的力学特性,包括结构强度、压力分配和振动等方面的研究。例如:最后他组织了科技人员进行震动、离心力以及温度和噪声变化等方面的试验。这位由美国人训练出来的工程师既是专家又是管理者。他在核武器研制 的整个过程中都起到了很大的促进作用。他还向参加此项任务的 新手们传授了有关爆炸力学和弹头设计的许多基本理论。 
    对于九院其他科学家的具体情况我们仅略知一二。尽管设计原子弹的主要功勋归功于王淦昌、彭桓武和郭永怀;但其他科学家,正如我们将要看到的,也都作出了重要贡献,陈能宽就是其中一个。他到九院之前,曾获得了美国的博士学位,并发表过几篇关于金属物理学的重要研究论文,参加原子弹设计工作之后,他不得不改变个人兴趣,而成为一名化学炸药和雷管方面的专家。他帮助完成和试验原子弹炸药装配。陈能宽在设计第一枚原子弹的 点火装置时,是与方正知合作进行的。这两位科学家完成了核爆 炸理论的一项关键性试验。陈和方从中国高等学府的理工系中招收了一批有为的大学生作为他们的助手。
    邓稼先到九院时是副研究员,他毕业于中国西南联合大学,也曾留学美国,在珀杜大学获博士学位。邓在中华人民共和国成立一年后回国,协助倡导建立中国科学院现代物理研究所。1958年, 当九院的核武器研究所在北京初建时邓就参加了创建工作。70年代他被任命为九院的领导人。他的第一项任务是从中国的第一流大学中挑选出色的大学毕业生。经过3个月的挑选,28名最优秀者被他选中进入了北京西郊的这个研究所。其实在彭桓武、王淦昌和郭永怀来到该研究所之前,二机部就指定邓领导一个所谓的理论论坛开始了原子弹理论设计的探索。 
    从那时起,邓稼先便在设计工作中展现了独特的天才,他担任了理论部主任。在研究所里,他用了半年时间指导4个青年人完成了关于高温高压下材料状态方程的求解。有一次他谈及此事时说:“如果把原子弹比作一条龙,那么原子弹的理论设计就是龙头。”后来,他组织了十几个工程人员完成了原子弹力学结构的计算,这些技术人员的平均年龄才23岁。邓把学校里的风气带进了设计组。那时彭桓武在他领导的所有设计组里鼓励广泛的学术交流,尽力减少繁琐和官僚主义。彭要求他的同事对工作中的每一细节都要细心谨慎,而邓稼先正好符合这一要求。
 到达九院的另一位年轻科学家是周光召。他是彭桓武的学生, 曾在杜布纳联合核研究所从事过研究。他参与核武器工作与邓稼先有关。在邓的小组全力进行原子结构参数的计算时,彭桓武请周光召复查过他们的计算数据。周在检查时发现,问题出在表述方式上,而不是结果错了。尽管他自己也觉得没有必要挑结论的毛病,但他又觉得应该把这些数据核实一下,以便使其他人信服。 于是他发挥其特长,并大胆地提出了一个新的理论来验证这项计算结果。这一理论得到彭桓武和其它老科学家的支持。 
 1964年10月15日,在原子弹首次爆炸前一天,罗布泊核武器基地的一位官员打电报给二机部,要求九院在北京的理论物理学家们再做一次最后的计算,以保证试验成功的概率达到99%以 上。二机部部长指定周光召和另两名数学家去进行验算,他们整整干了一夜。结果出来以后,他们三人在一份给中央领导的报告上签了字,保证试验会成功。
 从1958年二机部为九院做了第一次人事安排的那一天起,直到第一颗裂变原子弹爆炸之时,李觉和他的一班人一直在不停的设计和组装中国的核武器而工作着。1960年初,副部长刘杰和钱三强在接见王淦昌、彭桓武、郭永怀和郭英会时,向他们转达了周恩来的个人指示:“我们刚刚起步的国防尖端事业,需要尖端人才,需要第一流的科学家,这是政治任务。”在三位专家开始王作后不久,几位高级领导人包括陈毅就去看望他们,并感谢他们一 接到通知就到九院报到。为了鼓励自己,他们后来给这颗原子弹定代号为"596",作为赫鲁晓夫背信弃义、不提供原子弹模型的纪念物,这个代号意指是莫斯科把其决定正式通知北京的年和月——1959年6月
九院机构调整初期的几次实验
  吴际霖作为负责全院组织工作的领导,他不得不建立一个管理系统以便最大限度地应用许多知识领域中的先进技术。虽然这些技术对他来说都是陌生的。然而,他仅用了几天时间就拟订出 了一个可行的计划。他的详尽的计划集中在科学研究的主要任务上,因而他根据研究的需要组建了九院的各主要部门。
  在I960年初,吴际霖曾向李觉建议:北京核武器研究所由4个部,13个研究室组成。这4个部是:理论部、实验部、设计部和生产部。10月份,李觉放弃了这项计划,而赞成建6个研究室:理论物理室、爆炸物理室、中子物理和放射化学室、金属物理室、 自动控制室和弹头弹道室。为了加强青海研究院的建设,他又建了两个设计室,一个是搞建筑工程的,一个是搞设备的。
  在北京,制造原子弹的工作逐渐由理论进展到工程设计和试制阶段。到1962年底,李觉决定重建原来的4个部取消6个研究室。因为在10月份中央决定调126位高级科学家和工程师来从事原子弹的研究,他们的到来促成了李觉的决定。
  李觉和吴际霖认为,由于北京研究所的研究力量还处于起步阶段并且规模很小,因此重建的部门需要补充力量。他们打算建一个总技术委员会来负责4个尖端技术委员会。这4个委员会各有不同的分工,第一个(由吴际霖和龙文光任主任和副主任〉负责原子弹的工程设计;第二个(王淦昌和陈能宽任主任和副主任)全权负责非核部件的试验;第三个(郭永怀和程开甲任主任 和副主任)负责进行武器研制的实验(“武器化”);第四个(彭桓武和朱光亚任主任和副主任)负责中子点火装置的工作。 
  这四个委员会可以和九院的高级官员直接接触,由于李觉是九局局长,他们也可以借助李觉的权威与北京的部领导直接接触。因此,部、各国防研究院和研究所以及各生产机构间都保持着密切的联系。另外,他们采取一星期工作七天、三班倒的工作制。李觉指示,要把等级和部门主义减到最小程度。他们依照各种跨学科、跨部门的科学讨论会的形式建立了一个结构紧凑的机构。这 种对专业和先进技术的要求很好地限制了研究院内部过分分割和相互保密的倾向。他们在这个保密措施极严的地方能够自由地说话。
  吴际霖打算最终用专业知识来决定个人所承担的任务。他写道:“尽管大多数(科学家和工程师)还不是党员,但应该给予他们与其职位相符合的权力,行政部门不能干预他们的事务”。 
  因组织机构不断变化,从1960年到1961年,吴际霖尽量把自己的机关工作搞得井井有条。他搞了一个报告和记录的制度来记录和分析每天的进展,并把来自中央委员会和二机部的指示及技术资料分类归档。还把各项工作按目录分类,这保证了内部信息的畅通,并保持了与北京的联系。最后,吴根据送到他办公室桌上的大量文件,建立了一套程序,可以定期考察这些高级科学家的工作,并通过这些科学家考察主要工作人员的工作。
 吴开始用这一做法,记录和分析科学家们制造第一颗裂变弹所需的时间和资源。科学家们把握住了进度,并准备报告他们的研究成果。他们广泛地利用国外的资料以及苏联设计建设青海研究院的思路(但没有技术资料)。我们将看到,他们已经开始了野外试验。根据他们的成果和计划,吴际霖判断中国制造第一颗原子弹的进展速度要比美国和苏联当初进展得快。 
  1961年初,九院的领导要求科学家在两年内掌握关键的技术原理,基本完成原子弹的理论设计。当时,吴际霖召集了一次会议,会上他向他的同事们讲了关于制造第一颗原子弹所需时间的预测,然而同事们对此持怀疑态度,甚至是完全否定的态度。其中一位怀疑者十分激动,他认为九院如果按照这种自欺欺人的最后期限是造不出原子弹的,并认为吴的乐观主义计划是企图欺骗党中央。
  会上立刻变得鸦雀无声,这可是一个不小的罪名。但吴际霖并没有被吓住。他猛地拍了一下桌子,站起来说:“我们已经考虑了最不利的因素。为了克服这些不利因素,首先,我们全党已经动员;第二,全国上下已经开始通力合作;第三,我们有了宝贵的科技人才;第四,我们已经从理论和试验方面进行了科学分析并做了认真的论证;第五,我们已经决定了我们今后的努力方向。” 吴继续说,这五点使他相信在一个相当短的时间内能够造出裂变武器。
  以此为根据,这位主管研究的负责人说道,他已经想好了要研制的原子弹的型号问题。一个他称为A—1,另一个为A—2。从他的叙述来看,显然,他说的一个是内爆装置(A—1),另一个是 枪式装置(A—2)。吴际霖对A—1型评价较高,因为它能适合实战需要。“A—1在理论上与结构设计上都要比A—2优越一些”。 但这并不意味着放弃A—2型。“与此同时,我们还能为设计A—2型武器做些准备工作,这样我们就能战胜一切困难”。他又说,这也就是“我们为什么敢对中央委员会负责的原因”。 
吴际霖的雄辩给上司李觉以很大影响,李觉承认他不仅对 A—1型原子弹更先进持肯定态度,而且相信A—1能为国家节省核燃料”。他进一步表示同意把研制A—1内爆型原子弹作为九院的工作目标,尽管他知道这要比设计生产A—2型更困难。 
  所谓“更困难”,李觉内心知道设计内爆装置有两个主要障碍:炸药的组装形式和点火装置。果然,点火装置出现了很大的麻烦。组装的常规炸药,其爆炸必须精确聚焦,而且计时精度要达到微秒级,这样才能触发点火装置释放出大量中子进裂变芯。后来,就最后期限和弹型改变问题展开了辩论。李觉和吴际霖开始全力以赴,寻找核武器爆炸原理和实践的突破口。 
  这两位九院的领导人坐在吴际霖的宿舍里,回想起了当年的一次谈话,话题是怎样设法揭开核爆炸的秘密。他们当时已经认 识到为了解决原子弹设计中的一系列问题。有必要进行一些初步的试验以便找到突破口。
在审查了九院的人力物力之后,他们认为应该请陆军军械专 家来帮助他们。在那次谈话中,吴际霖说:“我们最好能够争取在北京郊区的工程兵炸药试验场进行这些物理试验。”李觉表示同意,因此,这项试验计划便在1960年初付诸实施。 
  当时地面上还覆盖着被风吹散的雪。陈能宽便在此时到了这个位于北京西北怀柔县东花园镇附近的试验场,当吉普车驶进这个在长城脚下与世隔绝的试验区时,这位美国博士早已告别了他曾习以为常的校园生活,而要在指导对引爆原子弹的炸药进行初步试验。
  陈能宽的小组成员共30多人,他们首先开始浇制供外部炸药组装用的透镜体。首先遇到的障碍是关于各种不同类型的炸药的构成问题。后来他们请教一位大学副教授钱晋,改进了高能炸药和电火药雷管制造技术。陈还请教了其他大学教师和专业人员,比如请副教授俞大光设计炸药的多线同步点火装置。 
  对于陈能宽来说,这项冒险行动需要更多的体力和运气而不是国外的科学技术。在东花园镇这个大风席卷的试验场,他和同事们一起混合调配化学药剂。他们点起火堆,用一口普通的锅几 只旧的军用桶,开始熔化炸药混合剂。
  陈能宽的小组首先以不同配方的高能炸药,采用不同的浇铸模型,设计了一系列系统化的试验。这些炸药可能是TNT、RETNT和RDX。陈能宽利用他的“坚实的理论知识”和“国外有关资料”,挑选了一些特殊的化学炸药,并拟定了几个可供选择的模型来浇铸和装配炸药透镜体。为了帮助他,周光召计算了这些炸药的最大爆炸力。另外几位科学家在一个计算研究所里把这些数据用于亚临界和超临界的能量释放的计算。在设计这些透镜体时,他们没有精密的计算机去获得可靠的计算结果。所以到最后, 郭永怀和陈能宽只好利用一般力学原理而不是靠严密详细的计算制成了一个炸药装配模型。这以后,他们的同事就把他们这点粗略计算当作了工作的基本依据。
  对各项设计方案进行真实试验的选择工作花了好几个月时 间。王淦昌亲自指导制造第一批实验用部件;陈能宽用手算一再核对了全部数据。在1960年4月21日,中国造出了第一批样品, 共1000个供试验使用。到1962年9月初,该小组终于完成了设计任务。此时,陈能宽满怀信心地预言,他的小组可以在最后期限到达之前为中国的第一颗原子弹制造出炸药配件。他和助手们用了大约2000磅高能炸药浇铸透镜体,并为安装在这些透镜体周围20多个高灵敏度雷管确定了安装位置。他们相信,已经找到了 一种可行的方案。
点火装置
  就在陈能宽的小组在那个旧碉堡和那座沙丘之间来回折腾几年中,其他小组一直在研究原子弹的点火装置。必须在镶在核武器里面的内心炸药块爆炸后的,在头几个微秒内使中子拥入易裂变芯,在某一精确时刻点燃并使链式反应达到最大值,从而裂变芯达到临界。导致高产额中的大多数核反应都含有轻原子核的轰击过程,这些轻原子核有锂、铍以及伴随而来的质子、氚核或a粒子。中国当时是苏联锂和铍的主要供应者。因此,九院的小组很可能也用了其中的一种,或两种进行了试验。 
  在引发核爆炸使用的众所周知的方法中,由天然放射性元如镭或钋外放射出的阿尔法粒子会引起鲤产生大量中子,中国第一次核反应试验(包括生产第一颗原子弹)的点火装置使用钋的可能性最大。这种银灰色或黑色元素是由放射性铅(镭D)的衰变而自然形成的。然而对它进行处理时却很困难。作为金属元素,它的熔点相当低,只有254度,但其放射性却很强,因此处理起来必须十分小心。由于其半衰期短,它不适于大的、计划周密的武器系统,但却可能用于第一个核装置。
  在爆炸的核武器内的内心爆炸波传到次临界状态的铀—235 球时,这种可裂变材料就会被压缩,如果压缩适当的话,裂变材料将达到超临界状态,点火装置所产生的中子,在同铀—235初期反应时,这些中子把铀—235重核分裂成两个适当量的中等质量碎片,并释放出大量能量,同时产生“快”中子(指这些中子的能量范围在0.5~10兆电子伏),接下来的裂变反应不仅使铀—235裂变,而且由于某些裂变产生的中子速度很大,因此可以使较重的铀—238分裂。如果原子弹造得比较合理,则给定质量的裂变速度要大于裂变材料炸开时的膨胀速度。为了使能量释放达到最大值,应该使链式反应的代数达到要求,如果在达到的要求的代数之前,核材料由于膨胀而变为亚临界状态,那么这颗“原子 弹”就是臭弹。10万吨级爆炸能量的99.9%以上是在链式反应的最后7代释放出来的,其时间约为0.07微秒。点火装置的作用很关键,它在开始时给裂变材料注入足够多的中子,这样就能使随后产生的中子数足够多,不致造成“臭弹”。
  1960年,钱三强调他手下的一位工程师——王方定去领导原子弹研究所一个铀化学技术小组。王工程师的任务是研究用于制造点火装置的原材料。钱三强对他说:“要求我们帮助设计和制造原子弹的点火装置。”王工程师知道钱三强对这项武器计划十分热心,那时钱已经把王淦昌、彭桓武和朱光亚从他的研究所送到九院工作了。
  王工程师是在位于北京南面坨里的原子能研究所研究这些样品的,而不是在青海。他组建了一个由一些年轻有为的技术人员参加的研究小组。寻找合适中子源的工作进行得非常艰难,经过 200多次化学试验,他们也没有获得较好的结果。他们把一部分原因归于不尽人意的工作条件。他们的试验室建在坨里研究所的一个没有暖气设备的工棚里,到了冬天里面很冷,特别是在1960年到L961年那个冬季里,他们的工作受到了极大的妨碍。
  九院住在北京单位的几位高级科学家了解这许许多多困难和失败,但无力采取什么改善的办法。尽管王淦昌、彭桓武和朱光 亚几次去这个实验室检查工作,给王方定和其他年轻人提了一些概括性建议,但这也没有使工作进度加快。王淦昌对该室的工作进度很关心,因为他在九院的任务是全面负责炸药浇铸件和点火装置研制工作,因此经常去听取王方定的汇报。 
  王工程师最后终于发现,在已验明的物质中,成功的关键是E和F。在一次试验中,王试着把它们化合。他首先在容器中放入 E,然后加入F,密封住容器并把容器抽成真空,然后加热。在试验过程中,他作了认真的记录。当这种化合物开始膨胀时,王观察到了一个以前从未见到的不寻常现象,也就是说:“在不到一秒的时间内,一种合适的比例产生一种稳定的化合物”。王意识到这 种化合物是制造点火装置的关键。
  正如指出的那样,钋是由放射性铅衰变而产生的元素,因此王分离钋的蒸馏实验是依据这样一个常识:镭E 〈铋—210〉和镭 F(钋—210〉,这大概就是王的两个化合物中的E和F是在衰变过程中自然产生的。由于该研究所没有产生坏的反应堆(现在人们 都是用这种反应通过辐照铋—209来生产钋元素的),所以王只能选用天然铀矿。这种铀矿每吨里含有放射性铅和少量钋元素。在他对E和F进行试验之前,他面临着一系列非常艰难的艰巨的 任务。
  在王研究钋化合物的同时,其他有关点火装莹的研究在钱三强和何泽慧的指导下也在进行着。他们的任务包括测量中子通量、 安排关键性试验和制造点火装置组件,随着时间的推移,钱-何研究小组逐步完成了各项任务的理论研究和试验工作。
  到1962年底,东花园和坨里的技术人员分别完成了炸药浇铸件和点火装置的试验。下一步,他们要把这两个部件组装在一块进行一体试验。为了做这一步试验,他们必须解决精确定时问题。 在化学爆炸开始后,当原子正在进行向心爆炸时,他们必须定一个精确的时刻以打破放在阿尔法粒子发生器(大概是钋)和中子发生器(大概是铍)之间的屏障。 
  第一次试验的准备工作是在1962年~1963年的冬季开始 的,当时,二机部决定把研制原子弹的工作从北京搬到青海。北京研究所的几个研究室在1963年3月开始西迁,同时着手准备第一次试验。这所核武器研究院的科技人员把中国第一颗原子弹爆炸成功的希望寄托在这次试验上。
  进行第一次试验的那天真有一种盛大狂欢节气氛。一辆辆汽车载着所有主要科学家和工程师驶出九院大门。这是在1963年 1I月20日的上午,李觉和吴际霖乘坐的吉普车走在队的最前面,以便掌握整个车队的行进速度。陈(能宽)博士和苏副总工 程师在一辆小轿车里,他怀里抱着珍贵的试验部件。这些(特 别)部件都用毯子包着以防震动。原子弹的主要部件装在一辆专用车里。遵照吴际霖的指示,“在主要部件下面放了两个紫红色的长沙发以减震”。当车队到达试验场后,工人们把就原子弹的各个部件组装起来,就要插雷管了,当时要求人们都退到掩蔽部里,但李觉却拒绝退下来,他说:“不,我必须最后一个从试验场撤出, 因为我是爆炸试验的总指挥”。接着他就命令安装雷管,并开启记录仪器。
  控制室里,人们因激动而骚动起来,一些年轻的技术人员为模拟这次试验工作了两年多。他们知道试验仪器会检测到并记录下点火装置在炸药浇铸件内点燃的精确时刻。王淦昌从前一位学生说:“如果我们不能获得准确的数据,那么整个原子弹计划就要推迟。”他们等待着,期待着。陈能宽发出了点火的命令。当记录的数据看来与预先模拟相符时,王的这位学生才松了一口气。40 分钟后,他们检查了胶片和其他一些基本数据,结果发现向心爆炸波和点火装置均达到要求的技术指标。李觉迅速将此消息报告了北京,并说:“只要核燃料工厂生产的核部件如期送到,那么第一颗原子弹就可以总装了”。
  1964年6月6日,九院进行了第二次试验,这次是一比一尺寸模型弹。尽管这次试验要比前一年11月份的试验重要得多,但相比起来,这次试验的紧张程度缓和多了。结果炸药浇铸件和点火装置再次工作正常。到此时,另一部分人也已经解决了核部 的理论和设计问题。
核  部  件
  在中苏关系恶化时,核武器各阶段的研制工作更加紧迫,邓稼先和北京研究所理论组的理论家们感到压力更大了。在进行了 两年的理论工作准备后,到1960年,他们准备进行原子弹的实际设计和造型。1958年至1960年间,他们搜集了关于爆炸力学、中子传输、核反应和高温高压下的材料属性方面的大量数据。 在此过程中,九院的两名苏联核武器专家对原子弹的设计没起任何作用,中国人嘲笑他们是“只读不说的哑巴和尚”。中国人问及机密情报时,苏联人就清清嗓子,然后就是沉默,始终竖起一堵保密的墙。当苏联专家撤走时,他们毁掉了所有带不回去的资料,但他们也犯了个错误,留下了一些碎片。 
  二机部指示邓稼先把这些残缺碎片拼起来进行分析。邓从中找到了一些关键性的数据,包括“眉状弧”和数字,这意指向心爆炸。把碎片拼起来后,邓对分析结果作了一次报告,朱光亚向其助手解释了这个“第一号绝密文件”的意义,指出这是他们进行研究的一次重要线索。
  在以后的几个月中,他们让邓对极高温高压下的材料特性进行初步计算。邓带着几个由他挑选来的国内最优秀的大学生在北京郊外的一间小屋里用旧手摇计算机计算流体力学、空气动力学和其他工程科学。但结果仍不令人满意,因为“他们计算的误差大约是允许量的二倍”。他们努力工作,夜以继日地“计算、绘图和分析”。
  即使经过了4轮计算之后,仍有一个关于结构设计的未定参数十分难以处理。邓将情况报告了彭桓武,彭又请二机部的领导来分析这个问题。郭永怀也经常参加讨论,并根据他的渊博的知识,提出了一些值得参考的建议,到1960年底,根据这些新的建议,邓稼先和手下的年轻人重新拿起计算器,在计算中逐一加入新的参数,最后取得了成功。正是在这9个月的反复之后,周光召开始验证第9次的计算结果。邓稼先和手下的工程师们相信,他们已经修正了苏联专家的一个主要错误。 
  这时,越来越要求设计部门发挥现有能力加快工作进度。这促使邓稼先建议把他领导下的理论学家们调整为3个小组。部里批准了这个建议。7位杰出的科学家加入邓的这个新组织,正是这个组织为原子弹的设计指明了方向,被中国称为原子弹设计中的 转折点。
  3个小组中的第一个由邓稼先直接负责,继续研究高温高压下的材料特性。第二小组由周光召领导,由力学专家组成,重点解决与爆炸力学有关的所有技术问题,在9次成功的计算结果基础上继续工作。第三小组又分为两个小组,分别由流体力学和数学家组成,并各由一个副主任领导,负责另一种原子弹设计的非定向流体力学计算。到1962年底,这个小组已掌握了向心力爆炸的理论规律,这包括芯内浓缩铀的使用以及原子弹内高能炸药铸件的力学状态。1963年9月,他们完成了原子弹的图纸设计。为了验证这一设计,他们还做了关键性的静态测试。他们立即将完成的设计送到加工单位进行裂变芯的制造和机加工并组装原子弹。
  这些加工部门包括一个原子弹组装车间和两个工厂。一个厂是把浓缩六氟化铀转换成核武器使用的金属铀,另一个是制造和机加工裂变芯。第一个工厂是核燃料处理厂,属酒泉原子能联合体,位于肃北。1964年初,该厂从兰州接收了存放六氟化铀的容 器,把六氟化铀重新转化为四氟化铀。春季,他们用四氟化铀生产了一个浓缩铀金属球,并把它送到了也位于肃北的核部件制造厂。
  在原子能联合体中,保密是第一重要的。当亲属探亲或外人因急事来到酒泉时,必须有安全部门的人陪着,一般不准许他们了解那里的详情。最近,一位访问这个部件厂的人描绘了这个了不起的工厂。他说,他们沿着丝绸之路来到此地,这里是位于 “祁连山脚下,通往广阔戈壁”的地方。他写到:“我们下了火车, 四下看去,找不到什么工厂。”一辆日本制造的旅游车载着我们来到戈壁深处。渐渐地,我们看到了一条绿色的带子:绿色的树、草 地、小溪、鲜花……。绿草地上高楼冲天而立。主人告诉我们此 时是戈壁最好的季节,要是我们风季来的话,我们就会看到这里到处都是篮球大小的石块。有一万多人居住在这片绿洲上,这儿已经变成一个新型城市。……就在距这片居民区10公里的地方, 一座巨大的现代化核工业联合企业日夜不停地忙碌着。由于这儿 多风、干燥、偏僻,因而放射到天空中的放射性粒子会很快消散, 不会危及居民健康。
  祝麟芳是主管制造第一颗原子弹裂变部件的负责人。那年他 30岁,是1959.年从四川重庆调到酒泉的。在大学里学的是机械制造专业。在到肃北之前,他是一家工厂的生产技术科科长,也是 当地的共青团书记。到肃北后,他就负责筹建“中国唯一的核部件生产车间”。
  祝刚到原子能联合企业时,因为完全是一个外行,他就向帮助生产核部件的苏联专家请教,却得到了一声轻蔑的回答。这位苏联专家对他的回答是“这个嘛,你不必知道”。对他的第二个问题,专家回答:“小伙子,别着急嘛!”祝鼓起勇气又提一个问题:“请问产品什么样儿?”回答是:“跟西瓜皮一样。”最后问:“如何装呢?”回答:“就像你们中国人包苹果一样。”
  苏联专家撤走后,核部件厂又经过了好长时间才算完工。但在厂房的最后一块砖铺上之前,研制工作就已进入了装配阶段。 1961年春,祝麟芳和工厂的另外几个人来到北京,研究核部件的 熔炼和浇铸问题。在北京,他们找了一些专家,请求他们给予帮助。还在北京研究所建了几幢平房,以便进行一些基本试验。 
  1962年下半年,北京催促祝加快工作进度。这年夏末,九院的专家已经在原子弹理论设计、炸药组建和点火装置方面取得了重大突破。同时,兰州气体扩散厂也已经把他们的组合设备拼装起来了。9月份,总参谋长罗瑞卿召集了一个会议,提出要加快核武器研制进度。当月,二机部党组提出一个题为《关于自力更生建设原子能事业情况的报告》。该报告最初是在8月份拟定的,后被列为两年计划(1962年9月11日)。报告计划把第一次核试验定于1964年下半年和1965年上半年之间的某一个时间。毛泽东亲自看了这份报告,并在1962年11月3日指示:“很好,照办。 要大力协同,做好这件工作。”两星期后,政治局组成了以周恩来为首的15人专门委员会。一个月后,该委员会在中南海召开了第三次会议。在这次会议上,刘杰部长向周恩来保证,两年的期限是足够的,刘杰的许诺被迅速传达到二机部及祝麟芳那里。
   1962年至1963年的冬天,视得知裂变芯即所谓的“产品”完成的最后期限是1964年7月。为了按期完成任务,祝建议改变苏联人制定的计划。苏联专家为中国人制定的计划,即建一个大型的、条件好的车间来加工具有高放射性的金属材料,这种材料可 能是铍或浓缩铀。核部件厂既没有人力,也没有物力去建造这样 一个车间,在很短的时间内来完成制造原子弹的任务。视麟芳想:“能否用土办法建造一个小的、实验室型的车间,然后在这个车间 里制造核部件呢?”祝明白,修改计划都要报二机部批准。他的计划在预定时间得到了批准。当兰州气体扩散厂成功地制成了武器级六氟化铀时(1963年12月底),核部件制造厂的技术人员试验了他们的计划,车间大楼(编号18)已在6个月以前即7月份落成,10月份安装设备。
这样,北京督促冶金学家们尽快制造浓缩铀芯。他们很快就在铸造过程中遇到了各种技术未知数。其中最难解决的问题是铸造过程中产生了气泡。在北京祝想起,“他们已经考虑到了在改变 原材料时要碰到的问题(从不纯的芯到高纯度金属)。在北京处理这个技术问题时,铸造过程中出现气泡并不明显,这是由于当时原材料中有很多杂质。”那时,祝和他的技术员并不能除去样品中的气泡,在做了1000多次试验后,他们就已经认识到问题太复杂 了。此时,祝麟芳惊奇发现气泡竟也出现在更高纯度的铀中,这成了重要问题。
  现在他们已经搬到新建的酒泉原子能联合企业,有了更加现 代化的设备。他想,现在也许应该试验用在北京时所用的一些方法再做一遍。他认为,过去总觉得问题出于金属中的杂质上,现在看来并不是这么一回事。根据发表的历史资料,我们得知,祝等人用了很长时间才找到铀中出现气泡的原因。据说祝等亲自日夜守在真空反应炉旁。
  当铸造组工作受阻时,副部长袁成隆和部总工程师张沛霖来到酒泉专区。他们在此成立了一个专家小组,其中有酒泉原子能联合企业总工程师姜圣阶,他是一位曾在美国哥伦比亚大学学习过的著名核化学家。这些专家有权对祝的铸造组直接下达命令。经 过50多次试验失败后,实验的步伐加快了。在一次部召集技术会上,一位专家建议该小组放弃正在探索的方案。这个组的一位核冶金学者回答:“如果我们另辟新路,那么我们以前的一切努力就都前功尽弃了”。张沛霖是最“善于总结大家的实践经验”的人, 最后还是他做了决定。他说,由于中国得不到有关核部件冶炼和铸造方面足够的国外资料,“唯一可行的解决办法就是重复试验”。 他接着说:“我认为我们的方向是对头的。我们已经取得了大量技术数据,这是成功的铺路石。”
  这下算解决了问题,1964年春节期间,试验仍继续进行着。技 术人员设计出了各种革新方案和措施,铸造组把每个方案都收 起来进行研究,并且对比分析了100多次实验的相关数据,最后形成了7个方案。在第一方案试验中,我们就成功地排出了气泡, 使生产的核部件达到了技术要求。1964年4月30日,该厂的技术人员便开始生产原子弹的铀芯。
核部件的机加工和最后组装 
  为了加工核部件,工厂的车工早在6个月前就开始模拟训练操作。其中一个工人师傅原公甫在这期间的苦练中,体重减轻15公斤。最后,他能在身着笨重防护服的条件下,极其准确熟练地操作特种车床和其它工具来加工高浓缩铀。他知道加工实际原料需要极大的耐力和勇气,因为加工时要戴上特制的口罩,套上特制的双层乳胶手套。祝麟芳知道原最适合做这项工作,于是就授权他加工铀球。
  但当铀球在夹具上夹好以后,原面对从未遇到过的现实,失去了沉着,显得很慌乱。他突然意识到他所承担的风险,因为他此刻要加工的是极其致命的铀球,而不是普通的钢球。他的工作 决定着数万人为此奋斗10年劳动成果的成败。“他担心严重事故带来的后果,他一想到可能发生的事故,就禁不住双手发抖。”一 位同事发现他有些害怕,就催促他开始加工。这使事情更糟了,由 于双手不断加剧颤抖,结果使铀球掉到了切屑盘中。这当然使他更加恐慌,浑身都被汗湿透了。祝平静地对原说:“对你来说,这项工作是不成问题的。失误不是由于你缺乏技术经验,而是由于你精神紧张”。他劝原放松几分钟,喝杯牛奶,然后回去继续工作。虽然夜已深了,原还是同意了,他又回到车床旁重新开始。“这一 次他更小心慎重,并偶尔停一停,把尺寸核对准确。”他一步步地加工、测量、调整,然后再进刀加工。1964年5月1日清晨,原 子弹的核芯已准备就绪了。
在酒泉原子能联合企业,造“596”原子弹的最后一步是在8月份开始的。所有部件——包括炸药铸件、中子反射层、铀芯、点火装置以及电配件,都已在李工程师的指挥下运到了装配车间。在 6月份,有关核部件临界状态的最后一批试验已经取得成功。在总装的最后阶段,上级领导包括罗布泊试验基地的张爱萍都来观看组装。最后的总装用了72小时。车间里,窗子都挂了白色丝绸窗帘,以遮挡阳光。工人们在门口装上静电接地铜线,以便除去进入组装大厅人身上的静电。到场的人都先到更衣室换上白色的工作服和布拖鞋。整个大厅极其洁静。墙上贴着一条标语:“质量第 一,安全第一。”一切都检查过了,李工程师下命令最后再检查一遍。他接到吴际霖从九院打来的一个电话,他告诉吴,一切都准备好了。吴说:“请向组装技术人员传达毛主席和周总理的指示: 既要胆大,又要心细;不能带着问题装配,也不能带着思想包袱装配;要干净利落,做好自检、互检,保证一次成功。”吴告诉李, 张爱萍来看装配了,并指示李,等张爱萍和刘西尧一到就开始组装。当两位领导在指定安全区坐好后,装配工作开始了。 
  这次领导的亲临既使人们增强了信心而又感到有些紧张。以后的两天里,装配工作进行得很迅速、很顺利。到最后一项了,李请张爱萍和刘西尧到安全线附近检查装配的最后一步,他们表示同意。李和工人师傅一起“将核部件装入弹中。”这样,596弹厂方任务就算完成了。张爱萍和刘西尧鼓起掌来。
寻找试验基地 
  1958年8月10日,一列火车满载着经过精心挑选的官兵从河南的商丘向西北进展,他们从出发前接到的简短命令中得知,北 京方面命令他们快速开赴西部地区,并在那里为一秘密设施寻找一块合适的地方。命令既没有说明他们的最终目的地,也没有告诉他们完成任务时间的长短。困惑和各种猜测笼罩着所有车厢,但是没有一个战士能猜出这支部队的真正任务是什么。 这列火车到达的第一站是历史名城——甘肃西北部的敦煌。 这时部队离开河南已有10天了。部队下了火车,走向附近的一片戈壁滩,对这里进行较精确的土地测量。一个星期以后,即8月底,在敦煌的电影院里部队党委和领导召开了全体勘测人员大会, 那时人们才知道他们来西北的原因。他们的任务是为核试验基地挑选一块地方,并作为核心力量去建造它。这真是一个激动人心 的消息,会场气氛一下子活跃起来,一些同志甚至激动得流出了眼泪,所有的人都下定决心尽自己最大的努力为中国原子弹和氢弹的发展,为中国国防的现代化贡献出自己的一切。 然而,当部队进入一望无边的戈壁滩后,那种激昂的探险气 氛很快沉浸下来。在这片荒凉的土地上所遇到的困难是他们没有预料到的,他们需要建立长久性的营地,而对营地的要求常常限制了他们的选择。可是,他们仍然勇敢地接受挑战,去完成他们的使命。在以后的3个月中,他们一直对沙漠进行勘测,搜寻着可行的靶心区、生活区以及指挥所。
  10月,中央军委任命张蕴钰为试验基地司令员。11月,勘探队选定了可能成为基地的一些地点。于是张从北京飞到敦煌进行现场观察。分配给勘探队的苏联专家特别提出把基地定点在敦煌西北140公里远的地方。他们还详细地说明了建立一个最大爆炸当量为2万吨级的基地规划。他们声称,对于中国的核武器计划, 这样一个规模已足够了。
  经过对地质、地形、公路设施以及水源等各种因素的综合分析,把各个选择对象进行比较,最后张认为没有一个地点合适。考虑到美苏已经试验了百万吨级的核武器,他否定了2万吨级为极 限的想法,认为这样的规模远远不能满足中国的需要。他还断定整个试验区缺乏足够的水源和交通运输。所有可能的候选地点都离敦煌太近,这势必由于放射性尘埃的飘散而危害到这座城市。而且从靶心区到生活区和指挥区的方向是顶风的,因此,张虽不情愿但仍然果断地否决了所有可能和选择,并将自己的意见报告给北京。
  12月,北京方面接受了张的意见,并命令继续向西方向寻找合适的营地。于是,张在敦煌建立了指挥部,并派遣河南勘测队沿途勘探。I958年至1959年的冬天,一支勘测分队来到黄羊沟绿洲。勘测队员们对这里地理情况进行了详细地了解,包括它的地形、水源、土壤等情况。他们对黄羊沟的发现非常高兴。这一地 区依靠着北面那高耸入云的天山山脉,围绕着绿洲形成了一个大 块沙漠谷地。谷地东西长100多公里,南北宽60多公里。周围的地区看来也有希望发展,所以张蕴钰司令员便于1959年3月将整个指挥部从敦煌迁至吐鲁番。
  与此同时,勘测队员为以后的科学中心和生活区做了一些初步的研究,接着他们在盆地底部开始寻找靶心地区。对于这一有关全局、极其重要的位置的确定花费了几个月的时间(从1958年冬天到1959年的春天)。技术上的要求是:爆心应选择既离指挥 所较近以便于直接观测,而又不会危及观测者的安全。按规范要求,离指挥所50公里远的地方是个最理想靶心区,但这一距离太近而不能保证避免散落的放射性物质的危害。一个勘测队在90 公里远处发现一个地方,但是直接观测又出现了问题:“当时他们 派去两辆满载着易燃木料的卡车到那里,浇上汽油把它们点燃。然而那些留守在指挥所里的人员即使借助经纬仪也看不到烟雾。”最 后,在离指挥所70公里远处找到一个地方,并定点在那里。在选择靶心区的整个过程中动用了1000多人,花费72年的时间,最后确定靶心区位于北纬41.5度,东经88.5度的地方。
基地建设 
  正当寻找靶心区的工作正在紧张进行之际,1959年6月13 日,也就是罗布泊核试验基地正式建立(10月16日)前4个月, 基地筹建党委召开了它的第一次扩大会议。张蕴钰部下的基地领导人会聚在基地临时中心的一个地下室中。因为据推断,代表聂荣臻来视察工作的张爱萍正好住在这里,于是这个地方便成为众 所周知的将军别墅和基地领导制定几乎所有决策的场所。最后,张爱萍担任首次原子弹试验的现场总指挥,他的指挥权限高于试验 基地的指挥权,并同第九研究院保持着联系。同时,张爱萍还担任首次原子弹试验委员会的主任,这一机构的级别高于前者,他可直接向毛泽东的中央军委和周恩来领导的15人专门委员会汇报情况。
  一个面积为100000多平方公里、相当于中国东部的浙江省大 小的地带被用来建造试验基地。几年来,随着试验计划的进展,在爆心区附近进行了地爆、近地爆(在塔上爆炸)、空爆(飞机投弹或导弹发射)平洞、竖井等爆炸试验。经过多次的试验,靠近爆炸中心的地区变成一片废墟。按照试验墓地的一位前任指挥官命令:“在试验基地修筑了2000多公里的公路(截止1984年)。在 每一试验场区要配备一个指挥中心,一个通讯中心,一个控制中 心和一个永久性的观测站。在空爆试验场区,还要建造一个简易的房子、机场和铺设地下水管。在一定的距离内,还有一个飞机 场和一个工厂以配合各项试验。直到今天,仍有一些设施在继续使用”。过去试验留下的各种密密麻麻的弹坑、散落和废弃的碎片 已成为先前爆炸中心区的见证。两名参观了这一地区的记者描述了呈现在他们眼前的景象:被炸毁的汽车变成了一堆废铁;飞机只剩下了残骸;被破坏的水泥建筑物,它们一部分表面呈现一层 熔融的玻璃状。1960年初,张蕴钰部队的目标就是朝着能产生上述核爆景象而进行试验。
  三年困难时期,罗布泊基地上的人们也需要付出代价。1960 年,饥饿和营养不良严重地危害着基地的建设者们。库存的蔬菜很快被吃光了。为了不挨饿,基地大多数人员不得不依靠吃榆树 叶子和采集野菜度日。由于缺少雨水,使得基地人员想自己种粮食的希望化为泡影。
在一段时间内,建设工作集中在公路的修建、水源的保护和其他公益事业上。中央军委精选了一批工程兵部队和铁道兵部队去完成基地的主体工程建设项目。同时又派出生产建设兵团下属 的几支部队去修建周围的永久性设施,用来保障基地的通讯畅通。
  分配到核导弹试验基地的机动工程队被编在一个师属的工程支队下。他们的组成很特别,聘请了许多少数民族同志,这是由于1962年5月发生的伊——塔事件的结果。就在那时,中苏边界上的局势相当紧张,中国政府宣称苏联人已经煽动了几万名伊犁自治州和塔城镇的当地少数民族群众逃到苏联(因此该事件称为 伊——塔事件)。这个事件的后果,使得中国政府几乎把所有留下的少数民族群众从伊——塔地区迁到自治区内部,同时,那些能够从事体力劳动的人被集中到一起作为工程支队的后备力量。这 些伊——塔的建筑工人们得到了优厚的待遇,包括很高的工资以及同边防军享有同等的优惠。
  工程支队和其他人员共同在试验基地周围建起了城镇和通讯系统,马兰就是其中的一个,它已出现在中国的地图上。王程师 们把它建在乌什塔拉和榆树沟两个新开拓区公路的汇合处。该城除了包括居民住宅和营房建筑以外,还建造了一座机场,一座医院,一家银行,一家商店,几家旅馆,一座邮局和一个接待中心。 它可作为周圄居民的一个娱乐和旅游中心。马兰已成为罗布泊核 武器基地的总部所在地(首府)。
  公安部队禁止参观者向马兰城外的北部(属于严格控制)的地区前进。在这个科学研究区里,来自河南的部队中的工程兵 (并非建设兵团)的特种建设部队完成了几乎全部的施工任务。位于马兰市中心西北几十公里、靶心区西北约200公里的天山脚下 的一片谷地,已经成为核武器研究和试验的现代化的科研中心。聂荣臻为这个中心里的中学和幼儿园题了词。除了这些题词,以及进入该地区内部所要受到的各种限制以外,再没有什么特殊的标志可以把它与中国其他新兴的城市区别开来。建设者们在这个严 格保密的地区建立了一个研究所,致力于流体力学、固体为学、光 学、物理学、放射化学、计算以及数据处理等方面的研究。从1963 年建立以来,该所保存了有关核爆炸、反核战争、核武器的设计等方面的大量档案资料。近千份关于核爆炸试验结果的技术资料被划为“绝密”等级,并保存在档案中。基地的全体科技人员坚信:“与世界上其他有关国家一样,他们能成功地建立起一所他们自己的研究核武器的院校。”
  到60年代中期,中央军委批准从工程兵部队和铁道兵部队中抽调一些建设队伍来扩建基地的工厂和总体工程设施。到1967年初,这些部队已建成了一个供运输机、中程轰炸机使用的空军基地以及一套基地专用的铁路系统。
  参加一次特定试验的人员在“几千到近万人”,科学试验区里的各单位要保持适当的稳定。来自中国的消息说,试验区内的通讯保障人员、运输队以及阳平里(音译)气象站的工作人员,面对新疆沙漠中的酷暑严寒,一次次为试验作出了贡献。几年来,随着基地的发展和完善,个人和家庭生活方面的问题就变得同科学研究以及为下次试验所要做的准备工作几乎同等重要的。于是,几 年后,这个边境上特殊的基地扩大了区域,超出了核武器试验这一范围。象中国古老边境上的城堡一样,这一科学试验区逐渐变 成了当地社会活动的中心,构成了一个完整的社会体系。它的特殊使命是把中国的科学和技术结合在一起,并始终保持其强大的力量,以适应当今的政治局势。
第一枚武器的到达和最后的准备工作
  1964年,原子弹的爆炸试验成为科学城的整个基地压倒一切的任务。随着炸弹在酒泉装配厂的组装完成,关于原子弹及装配人员将要到来的消息传遍了罗布泊试验基地。作为第一颗原子弹爆炸试验总指挥的张爱萍,加强了同周恩来总理领导的15人专门委员会以及在青海的第九研究院领导之间的联系。 
  为了安全起见,工程师们将炸弹分拆成两部分。一部分用火车运送,另一部分由飞机运输。周恩来指示:“一定要保证第一颗原子弹装配、运送和爆炸的安全。”为此,第九研究院的一位高级领导干部吴际霖竭尽全力地遵照总理的指示去完成任务。一辆由中国最优秀的司机驾驶的专列已经准备就绪,它将运送没有核爆炸装置的部分。一位主要负责人向吴保证:“分配给一号特别机车的所有煤都有专门管理,以便从中挑选出在煤矿中可能混进的雷管或其他任何爆炸物。”这意味着工人们要把100多吨煤检查一遍。在沿甘肃到新疆的铁路线上,“所有的火车都要为这趟特别列车让路,横越在线路上的高压输电线切断电力供应。”同时,吴还注意到给派去检查特别列车的工人每人发一把特殊的铜锤,用它不会产生火花。等到特别列车装上设备出发时,所有的铁路人员和安全工作人员已经对所有可能发生的偶然事故进行过多次演习。
  北京当局特别关心将于8月底离开酒泉总装厂的专列的安全。一节车厢里除了装有炸弹的组装件外,还有将要参与第一次试验的第九研究院的专家。在甘肃到新疆的铁路线上,两省的公安局的领导在各自的管辖范围内加强了对列车的保卫工作。他们提供给与王淦昌一起去罗布泊试验基地的吴际霖一份详细的预定行程表和关于采取安全保卫措施的具体条目。在两省交界处,吴和王“被窗外站台上移动的景象吸引住了。”当火车通过时,他们看见一行行铁路干警和安全保卫官员象“雕像一样笔直地站立着, 坚守在岗位上。”公安部队的领导说:“从昨晚起他们就站在这里 了。”在甘肃和新疆的每一站,吴际霖都要参加安全部门对爆炸装置的安全检查。负责安全的官员和技术人员仔细观察各部件和专用的控制台。每当列车重新启动时,吴都要求不断向他报告关于整个路段的天气情况,列车的震动状况以及关于铁路上每一处“危险”拐弯的情况,他还亲自检查设备容器的放置稳定状况。吴同列车司机保持着直接联系,以便命令列车以较低的速度前进来减小震动。就这样,经过漫长的铁路运输,非核装置运到了试验基地,然后由卡车运到靶心区。
  在非核部分被运到罗布泊试验基地的几天后,聂荣臻命令飞机运送核芯体。二机部一位胡助理研究员和二机部保卫部的高副部长担任押送任务。在西行的途中,当了解到所押送的货物是什么以后,保卫部的高副部长十分关心核装置是否可能会过早地发生链式反应的问题。他问胡:“宇宙射线对设备会产生什么影响?”胡向他保证,不可能产生链式反应,然后又立刻继续检测仪器。这使得那位副部长变得更加紧张。整个飞行过程中,他反复提醒胡要测量宇宙射线的剂量。当飞机降落在罗布泊试验基地后,高才长长松了一口气,显得很轻松,因为他能够把核装置交给第九研究院的领导李觉(九院院长)和吴际霖了。
  即使飞机安全着陆在基地后,在装卸过程中,也是把安全放在首位的。飞行员和机组人员卸下装有铀芯的密封容器,并将它放置在一辆卡车上。当它被运到试验场后,在实验场的领导、几 名工程师和保卫部门官员的监督下,才由胡打开保险锁,取下核装置。当这些人员核查无误后,他们便代表装配队接受并承担了保管核组件的任务。
  在张爱萍的全面领导下,基地司令员张蕴钰和科学家程开甲全力以赴地为整体试验做最后的准备工作。在那年的夏季,当部件运来之前,人们已经在沙漠上竖起装有卷扬机的铁塔,卷扬机可将原子弹升到120米高的塔顶。在铁塔周围,工人们开始放置一系列探测器,铺设电缆以及安置试验用的动物和军事装备(包括飞机、坦克、大炮和舰船上的设施)。这时,各级军事领导和视 察人员开始到达。第九设计院的领导——李觉、吴际霖、朱光亚 和王淦昌仔细地检查了整个试验场区、铁塔和靶心区的其他设施。 
准备期间,在一次试验区空中检查过程中,发现了意外的情况。图像中显示出附近有人居住。负责安全的官员马上命令进行仔细的调查。几天以后,一支小分队发现了一个露营地。搜查继续进行,直到晚上,搜索人员偶然发现了一群衣衫槛楼的国民党败兵。他们自1949年起一直逃亡在此。“他们都是男性,面容憔悴,衣服破烂,步履蹒跚。一个小孩拼命地哭喊,大人们粗鲁地咒骂着”。这些人是骑马逃跑的。小分队总共花了3天多时间才跑遍靶心区周围的200个隐居处。
  除此之外,其他一切都按计划顺利进行。张爱萍作为第一颗原子弹试验委员会和第一颗原子弹试验现场指挥部的领导,对现场的试验工作负主要责任。他和刘西尧副部长(现场副总指挥)亲自视察了铁塔。在和李觉一起登上塔顶时,张问道:“你能保证安全可靠地把炸弹从地面送到塔顶吗?”李作了肯定的回答,而那些“自愿参加核试验的人员早就多次空手爬到铁塔顶部了。”
  在确有把握的情况下,张命令用模拟弹对预定的所有程序进行最后一次演习,在8月份曾进行过这样的演习。正当演习进行之际,一场强烈的暴风忽然袭击了靶心区。少有的、异常凶猛的狂风冲击着还在铁塔上的工作人员;但是,李觉命令演习继续进行。在铁塔角下的一顶帐篷里,李觉、吴际霖以及其它人员用电话与继续工作的技术大员保持着联系,并命令他们在整个狂风之夜严密监视各种仪器。一阵无情的大风把铁塔上的卷扬机吹坏了。为了解决塔上工作人员的饮食,李觉命令从技术部队中精选出的几名战士带上食物和水爬上塔架顶部。拂晓时分,随着暴风的停息,模拟演习也结束了。张宣布除了卷扬机发生事故以外,这次 演习非常成功。
这时,只有两项准备工作仍在进行:检查计算数据和确定爆炸零时,前者在爆炸前一天进行。由于张爱萍十分担心点火失败的可能性,所以他又给二机部发了一份“紧急电报”,要一份最后的计算资料。他想让在北京工作的第九研究院的理论物理学家保证,依据他们的计算结果试验成功的概率在99%以上。虽然大多数技术数据已送到试验基地,但刘杰部长还是立刻指派周光召和另外两位数学家来完成这项工作。数据上的差异使得以周光召为首的三人小组必须凭借记忆,对早期的工作进行重新计算核实。为 此,我们加班加点地工作,终于在第二天清晨,把数据送到靶心区。周和他的组员们在中央委员会的备忘录上签上了各自的名字, 证明试验成功的概率能够达到99%的要求。从那时起,-爆炸零时也就确定了。
  九天后,.中央委员会审查了长期的天气预报后宣布了第一颗 原子弹爆炸零时:10月16日15点整。
爆    炸
  起爆最初的代号是“投篮”的密码命令是15日发出的。这一代号是基地的篮球运动员们提议的。它的意思是:把铀部件和点火装置放进爆炸装置中。在此之前,从酒泉原子能联合企业运来的部件已经放在试验基地的装配车间里。在开始装配时,只有5个人被允许呆在这个地下车间里。李觉认为他应当是这5个人中的 一个。“以便使那些从事危险工作的人员心里更踏实一些。”两天前,技术人员已经把爆炸装置装配起来。现在,他们中的4个正把核部件安放进去,用螺栓把整个装置联结起来。李觉称赞他们的工作做得完美无缺。
  现在,炸弹已经部分组装完毕。中国方面声称他们并不着急引爆,事实上,的确如此。根据他们自己的说明,他们已经为试验做了全面的准备,并对工作人员也采取了保护措施。在首次的原子弹爆炸试验中,最大可能地保证安全是很值得称赞的。当技术人员把炸弹部分准备就绪后,不必要的人员都撤进了掩蔽部。几千名参与试验工作的人员只有一少部分继续留在靶心区。 
  在16日那一天,当爆炸时刻即将到来之时,曹机师很平静地监视着圆桶状容器(高约2米,直径约1.5米)里的弹体从地下车间移到地面,然后由他的助手把炸弹放到手推车上,由两名技术人员把它送往铁塔。几天以前,周恩来总理就同基地的领导通了话,听取了他们的汇报,并且“询问了一些其它人容易忽视的 每一个细节。”据说,在两名技术人员把车推到塔梯前,想起了周总理的嘱咐。
  此外,还有两位专家密切监视着路上每一时刻可能发生的情况,记录着炸弹运到塔架过程中的情况。李觉、吴际霖、王淦昌和朱光亚站在一旁默默地观看着运送过程。铁塔和弹体周围的工作人员听到他们的指挥员陈能宽发出的命令:“升起!”八一电影制片厂的摄影机也随即转动起来。
试验塔高120米,塔顶上的技术人员接到炸弹后就开始将它装在铁塔上,几个小时后,他们检查了塔上所有仪器显示的数据, 然后把爆炸装置的顶盖盖好。这些天来,李觉、朱光亚和他们的助手们一直是争分夺秒地工作。现在李觉、张蕴钰和两位工程师最后一次来到塔上,安装了电引线,做了最后一次检查。当他们在离爆炸零时前50分钟回到地面时,周围的人们关心地询问他们为什么比预定的时间晚下来4~5分钟。李觉答道:“我一定要亲自确认没有任何的差错”。
  接着,这些人就撤离到离试验塔23公里的试验控制室内。李觉把塔的电控装置的钥匙交给了控制室的领导。采取这一安全措施是为了保证原子弹不能被爆炸塔附近的任何人引爆。这也是引爆前最后时刻的一个检查环节。这时,15点前的秒数显示开始: 10、9、………,在准确的时刻,指挥员发出了命令:“起爆!”
  随着起爆的命令,现场的指挥员还发出了几道别的命令。在试验区上空,一架专用飞机直接从正在上升的云雾中穿过;另一架由一名妇女驾驶的飞机开始进行一次36小时的飞行;以便收集将来进行放射性沉降物分析用的空气样品。70公里外,负责观察 和指挥的工程技术人员们通过有防护的玻璃观察到爆炸和产生的烟云的情况。炮兵部队发射了火箭用来从蘑菇云中收集样品。另 一些人准备完成一项危险的任务。他们穿上防化服、驾车进入试 验区,收集同核辐射有关的数据以及冲击波造成的影响。特种装 备的部队直接冲进试验地区来检验他们的车辆在核爆炸条件下的 作战能力。李觉和吴际霖始终一言不发。王淦昌、彭桓武、郭永怀、朱光亚和陈能宽等人为经过多年试验终于成功而激动得不能自控,都默默地哭了。
  整个指挥所里的人们都欣喜若狂。张爱萍、刘西尧和张蕴钰 都激动得浑身颤动。张爱萍要求人们科学地证实发生在眼前的奇观。“这是一次核爆炸吗?”王淦昌肯定地回答:“是的。”然后,张 爱萍给北京的二机部挂了电话,下面是通话记录:“我是张爱萍,请刘杰同志(部长)”。
  在二机部原子弹试验办公室里,……刘杰正和几名高级干部焦急地等待着,……电话铃响了,一名干部(接电话的同志)太紧张了,以至把电话筒掉到了桌上,刘杰一把捡起来,“请报告周总理和毛主席,我们的第一颗原子弹爆炸了!”
  “再说一遍。”
  “原子弹爆炸了,已经看到了蘑菇云!”
  “我马上报告!”接着刘杰抓起了专用电话,“我是刘杰,请周 总理讲话!”
  “我是周恩来!”“总理,张爱萍同志从试验基地打来了电话,原子弹已经爆炸了,看到了蘑菇云!”
  “好,我马上报告毛主席。” 几分钟后,周总理给刘杰回了电话:“毛主席指示我们,一定要搞清楚是不是核爆炸,要让外国人相信!”刘杰立刻把主席的指示传达给张爱萍。张回答说,这确实是一次核爆炸,这一点已经被充分证明了。这时,刘杰不由自主地开始抖动,但他又给周总理打了电话:“我们的第一颗原子弹已经爆炸成功。”他告诉周说:“这是一次成功的核试验!请党中央和毛主席放心。”这以后的几分钟里,刘杰一直激动得说不出话来,他在第九研究院时就开始规划,历经千辛万苦,现在爆炸终于成功了。这副担子也终于放下了。
  这天下午,欢乐情绪笼罩着北京城。几千名男女文艺工作者聚集在人民大会堂的宴会厅,在进行了一场《东方红》大型歌舞表演后,等待着国家领导人的亲切接见。下午4点钟,周恩来总理接见了大家。总理做手势请大家安静,然后宣布:“同志们,毛主席让我告诉大家一个好消息,我国第一颗原子弹已经爆炸成功 了!”起初人群依然沉默着,甚至有些发愣。接着,欢呼声响遍整个大会堂。周总理风趣地说:“大家可以尽情地欢庆,但可要小心别把地板蹦塌了!”几小时后,北京的广播电台向世界播送了这一消息。[〔美〕约 翰·刘 易 斯  薛 理 泰  文 ]
                                      (原载《神圣禁区:共和国武库揭秘》) 
                                                              - 团结出版社1993年7月 
                                         



来源:SRC-157  责编:焦旭
      
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