横空出世！揭秘中国首颗原子弹研制内幕丨杨叔洞察

　　来源：军武速递官方

　　注： 本篇 文章的视频版，已发布在《杨叔洞察》B站号

　　1956年9月，著名空气动力学家郭永怀还有几天就要登上回国的轮船了，但美国当局却以他的研究涉及机密为由，拒绝放行。他们以为郭永怀会不忍心放弃他的成果，留下来继续研究。但这显然低估郭永怀回国的决心，在得到通知后，他毫不犹豫的将十几年来积攒的书稿丢进火中，面对劝他留下的朋友，郭老说：“家里穷，是我们做儿女的责任，现在出去了看见别人家里阔绰，这要是不回来岂不是成上门女婿了。”

　　郭老的故事并不是个例，新中国建立后，大量专家学者放弃国外优渥的待遇，回国参加建设。当年，他们怀着救国之志，远渡重洋，想的是师夷长技，拯救民族，但黑暗的旧中国，他们壮志难酬，报国无门。新中国的诞生，让海外学子看到了民族复兴的曙光。

　　从1950年到1953年，约2000名留学生回到祖国，回归热潮一直持续到1957年春，人数在3000人左右。占海外留学生、学者总数的50%以上。钱学森，邓稼先、郭永怀、彭桓武、程开甲、王淦昌，朱光亚、王希季。只要说出部分人的名字，你就知道这些人对中国意味着什么。当然，他们还有一个更如雷贯耳的称号——“两弹元勋”。

　　两弹一星的故事，我们从小都听过很多了：科学家和十几万科研人员、军人，甚至还有纺织工人和渔民。他们扎根大漠，喝菜汤，吃窝窝头，在极其艰苦的条件中靠手摇计算器、甚至算盘手打，用了比美苏少的多的时间造出来原子弹。

　　之前讲工业软件那集，实打实的差距被血淋淋的摆在面前，大家好像都很绝望啊：差距这么大，还能追上吗？科学研究，自然不是光靠情怀就能解决的，正确的做法，是在尊重科学规律的前提下，充分发挥主观能动性。两弹一星，正是这样一个既讲规律，也充满斗志和情怀的故事。

　　那么，先辈们是如何在困境中闯出一条路，完成了一个看似不可能完成的任务呢？现在，就去历史中寻找答案吧，一集讲不完，可能得做上两集。

　　说起来大家可能不信，中国核物理这个学科的历史，居然要从一只咸菜坛子说起。1931年918事变爆发，当时还在剑桥大学学习的赵忠尧受到了极大地震动，决定回国支援抗战。回国前，导师卢瑟福找他谈话，鼓励赵忠尧回国后继续做研究，还送了50毫克镭用来建设实验室。

　　这50毫克镭有什么用呢？其实直到近代，人类走出愚昧，用科学的眼光看待万事万物，是个漫长而艰难的过程。现在都知道镭有放射性，但在19世纪初，镭刚被发现时，人们对这种美丽而危险的物质，了解很少。甚至当时不少商家，还利用镭在黑暗中发光的特点，大搞营销，让人们相信镭能给人带来活力，出现了大量“镭人”产品：镭香烟、镭冰淇淋、镭护肤霜，不少女孩还把镭涂在指甲和头发上，赶时髦。

　　直到一系列惨烈事故后，人们才意识到镭可怕的放射性，但也正因为这一点，当时整个科学界都对镭元素趋之若鹜，它甚至催生了物理学的一个分支——高能物理。这50毫克镭，就好像一把钥匙，为中国打开了核物理的大门。

　　赵忠尧没有辜负老师的期望，回国后立刻就在清华大学建立了核物理实验室，并以此为基础，开设了中国首个核物理课程，相关成果在《自然》等一流杂志上发表，获得了国内外一致好评。

　　但随着1937年七七事变爆发，北平也沦陷了，赵忠尧很清楚，核材料落到日本人手里意味着什么，于是他和梁思成，冒着杀头的风险潜回清华园，把镭装进一支铅筒里带了出来。为躲避日军的追捕，赵忠尧扔掉了所有的行李，把装有镭的铅筒，封在一个破旧的咸菜坛子里，徒步1400多公里，从北京走到了长沙。靠着这50毫克镭，赵忠尧重建了核物理实验室。

　　这颗种子后来生根发芽，我只要把他学生的名字报一下，你就知道这是个多 么 伟大的开端： 杨振宁、李政道、邓稼先、朱光亚、钱三强、程开甲。 可以说赵忠尧先生用一只咸菜坛子，为中国抱来了原子弹和氢弹。

　　而当时身处西北的党中央，也非常关注核物理的发展，不要以为那时的人民军队很土，远在延安的广大军政干部，不仅能学到苏联伏龙芝军事学院的课程，甚至还有人能讲航空母舰，能被选去延安学习的都是精英。

　　▲《亮剑》中丁伟就被派去延安学习

　　在抗战胜利之前，中央就通过线报，获悉了美国的“超级炸弹工程”。但要中国要真正拥有原子弹，还得等到建国后。50年代，通过156计划、这场人类历史上最大规模的工业转移，中国在苏联的帮助下迅速建立起了工业体系，同时大量的技术专家回国投身建设，1958年，由第三机械部改组而来的二机部，成为共和国核工业的领导机构，上将宋任穷为部长。

　　一年之后，根据中苏签订的《国防新技术协议》，苏联同意向中国提供原子弹和导弹的相关技术。之所以这么大方，一个很重要原因是赫鲁晓夫在苏共二十大后，迫切希望获得中国支持，以巩固其在社会主义阵营的地位，薄弱的合作基础也为后来的分裂埋下了隐患。

　　实事求是的说：苏联的帮助确实极大地加快了中国核工业的进度条。一年之内：中国第一座实验反应堆和加速器成功启动，包头、酒泉、兰州等地的核燃料厂也陆续开工。同年二机部成立九局，也就是今天的中国工程物理研究所，我们的原子弹和氢弹理论研究是同时展开的。

　　与此同时进行的，是核武器试验场的选址和建设，中央指示，基地必须在 15 至 21 个月建成。其实苏联专家最初帮我们选定的地址是离敦煌直线距离120公里的一片地，他们当然不会考虑保护我们民族的文化遗产。

　　没 办 法，数万建设大军，只能继续朝沙漠更深处的死亡之海进军。 茫茫戈壁，极度干旱，当地的蚊子找不到产卵地，只能聚集到部队的水缸里产卵，积累下厚厚的死蚊子尸体。 指挥建设的工兵司令员陈士榘，就和战士一起，喝这种泡着死蚊子的水，顶着风沙，冒着曝晒，建设核试验基地，伟大的两弹一星工程正式开始了。

　　罗布泊，这个地名已经和两弹一星工程牢牢的联系在一起，但这里只是最终的试验场地。铀矿要如何勘探开采？如何提炼浓缩铀？原子弹的具体制造、爆轰试验怎么做？

　　庞大的核武计划是真正的全国一盘棋，需要进行前所未有的工业动员：河南郴县铀矿、衡阳大浦铀矿、江西上饶铀水冶厂、铀矿选冶研究所，四大主要单位负责铀原料开采冶炼。

　　核装药由兰州铀浓缩厂和包头核燃料厂负责制作

　　而具体承担原子弹研究与制造的，则由青海221基地和酒泉原子能联合企业负责，核武器试验基地则位于新疆巴音郭楞蒙古自治州和硕县的罗布泊。

　　之前工业软件那集，用人列计算机计算原子弹构型，给你的感觉已经够震撼了吧，但这在整个两弹一星工程当中仅仅是个开头。

　　模型算出来后，接下来就是具体的制造：核材料要去哪里搞、如何搞？其实早在两弹一星工程开始之前，国家于1955年，就成立了地质部三局，专门负责铀矿勘察。其中代号309的勘探队负责中南地区，活动范围主要在湖南、江西、广东和广西；代号519的勘探队，足迹遍布新疆东北。

　　而根据与苏联签订的秘密协议：两国合作勘探，对有工业价值的铀矿床，由中国组织开采，除满足中国需要外，其余由苏联收购。这种合作一开始就很不平等：苏联专家说一不二，找矿员只有执行的义务，没有解释的权利，必须按指定的路线测探，没有自主权。队员们的防具，只有一顶藤编头盔，靠两条腿走入蛮荒状态的原始森林，徒手攀爬悬崖峭壁，拿着仪器漫山遍野寻找，发现一个辐射异常点，就记录下来。

　　山中毒蛇肆虐，茅草把裸露的皮肤划出一道一道的血印。出于保密，当地政府也无权知道勘探队的任务，身背步枪的队员，经常被错认为台湾的空投特务，被扣留。

　　经过几年的勘探，行程十几万公里，在全国找到了二百多个辐射异常点，其中有开采前景的有11个，为中国的核事业打下了基础。

　　找到了铀矿也只是个开头，因为能用于制造核武器的核材料只有两种——铀235和钚239。但是在天然铀矿中，铀235丰度极低，更多的是不易反应的铀238。这两种同位素，化学属性完全一样，要分离，就只能使用最暴力的物理方法——离心。

　　而钚239在自然界几乎没有，提取的办法是用反应堆中的粒子流轰击铀238，生成铀239，再经两次衰变获得钚239。 由于当时的反应堆产能有限，二机部最终决定第一颗原子弹使用铀235，作为核材料。

　　我们的铀浓缩厂是在苏联的指导下建成的，很多设备和原料都依赖进口，两国关系友好，这个好像没问题，但这在一定程度上，把我们发展核武的自主权捏在别人手里。

　　很快，由理论之争升级而来的国家争端，直接影响了核武的研制进度。1960年7月，苏联单方面召回了1390名专家，撕毁343个专家合同，废除257个技术合作项目，同时带走了大量化工设备。

　　▲真空阀门

　　要想获得武器级的高浓缩铀235，需要把成千上万台离心机串联在一起提纯。苏联废约的一个直接后果，就是离心机的真空阀门断供。为了提炼高浓缩轴，就必须研制铀分离膜。这在当时是有核国家绝密的核心技术，经过二机部和中科院等单位四年的攻关，中国第一代铀分离膜诞生了，确保了兰州铀浓缩厂的投产与运行。同时中科院冶金所、上海冶金所和复旦大学等单位，也攻克了“真空阀门”的技术难关。

　　但是 ，生产六氟化铀的氟化物又陷入短缺： 因为铀浓缩的步骤，是先把粗铀矿粉碎，经过多种溶液萃取，制成二氧化铀，也就是可以制造脏弹的黄饼。 然后再加入氟化物反应，生成气体状态的六氟化铀，方便离心。 好在中科院及时反应，责成上海有机化学研究所，和其他配套单位，在3 个月内建成了二氧化铀简单生产装置，2 个月内建成了四氟化铀简单生产装置，并于 1960 年底建成六氟化铀，且投入生产。

　　青海省金银滩草原221基地，中国第一个核武器制造基地，首颗原子弹和氢弹的诞生地，这里风景秀丽，像一个世外桃源，但最先抵达的建设者可没心情欣赏。这座基地最开始计划接受苏联提供的图纸和设备，但老大哥的背约，导致我们一切都得从头起步：从厂房设计开始，边摸索边学习边建设。

　　‍施工条件非常艰苦，厂区海拔在3000米以上，高原反应折磨着所有人。 工人们顶着寒风，在极度缺氧的状态下从事重体力劳动，常常一干就是12个小时。 金银滩的年平均气温很低，土层被冻的像钢铁一样坚硬，一镐头下去，手柄都能震裂。 为了修建仅四十公里的基地配套铁路，几十名工人永远的留在了草原。

　　出于保密考虑和防备轰炸，221基地被划分成了18个厂区，彼此之间靠铁路连接，厂房地下还修了防空洞。 很多员工在基地工作了半辈子，却并不认识隔壁厂区的人。

　　而随后的大跃进和三年困难时期，严重打击了刚处于起步阶段的 核工业，赫鲁晓夫更是嘲笑中国连裤子都穿不上。 221基地和罗布泊在最困难的时候几乎要断炊了，所有人都饿到营养不良，全身浮肿。 聂荣臻元帅心急如焚，这位一向刚毅顽强的老帅，甚至以央求的口吻向各省各军区的负责人求助： “我以革命的名义向大家募捐，请求你们立刻搞一点粮食、副食，支援我们基地吧，我们的科研人员太苦了，他们能不能活下来，是关系到国家前途和命运的大事呀！ ”

　　‍在民族危机感的号召下，“科技粮”“科技油”“科技肉”源源不断的从全国各地送来，才帮助221和核试验基地渡过了难关。

　　物质生活的艰苦，可以用忘我的工作热情和无私的奉献精神克服，但制造原子弹这种严肃的科学问题，可不是光靠精神就能解决的。我国第一个原子弹采用的内爆式原理，对前期的理论计算提出了更高的要求：这种结构，是用炸药把铀235挤到一起达到临界质量，经过内部的中子源点火起爆，整个过程会在瞬间完成。

　　‍炸药产生的爆轰波必须经过精确设计才能保证起爆，这就得把高能量固体炸药加工成形状各异的炸药原件。但这些炸药可不是橡皮泥，加工起来必须非常精准，而且还很危险：炸药的外表面直接决定了爆轰波形状，比如有的炸药需要浇筑、有的需要用水压机压制处理，有的需要人用手雕刻，稍有偏差，一旦发生燃烧，那可是几千度的高温啊，尸骨无存。

　　‍因为机器加工会有静电，这个工作直到现在也只有专业的炸药雕刻师才能做。 央视曾经专门报道过火药雕刻师徐立平的事迹，东风快递、长征火箭能顺利上天，背后都有这样一群大国工匠。

　　为了测试爆轰波是否均匀，需要在正式核爆之前进行未装核材料的模拟试验。当时选定的爆轰实验基地在河北省，被称为17号工地，所用的炸药主要有两种：一是三硝基甲苯也就是TNT，另一种是黑索金，学名环三亚甲基三硝胺，又名旋风炸药。这是一种爆炸威力1.5倍TNT的高烈性敏感炸药，明火、高温、震动、撞击、摩擦就能引发爆炸，可以充当引信的起爆药和航弹的装药。

　　当时国内还无法生产黑索金，苏联断供之后，只能由军工部门从库存里调 配。 当时的17号工地条件非常艰苦，由于缺乏厂房，炸药融化的工作只能在一顶借来的帐篷里进行。 这个工作需要一种精密仪器——米哈伊洛夫锅，来保证炸药融化时的温度和压力。 原理很复杂，这里就不展开了。 没有锅怎么办？ 二机部九所车间主任宋光洲，急中生智用，铜板焊了一个双层的桶，用来融化炸药。

　　铝合金模具也没有到位，工人们就搞土法上马，用铝锅铝盆甚至牛皮纸筒代替。炸药一加热，就会放出有毒的蒸汽，人站在旁边搅拌整个嘴里都是苦的，带多少层口罩都没有，不出十几分钟就会头晕脑胀，他们真的是用生命为国种蘑菇弹啊。

　　经过不懈努力，1960年4月28日，原子弹第一次爆轰试验成功，此后17号工地又陆续进行多次爆轰实验，基本摸清了内爆式核弹炸药部件的详细参数。

　　搞定了炸药部件后，下一个问题是起爆信号： 也就是如何让所有的炸药部件同时起爆。 这需要在弹体上插上200多枚雷管，每个雷管上都接着信号电线。 作为原子弹起爆最后一个关键环节，雷管的位置，电线的长短，信号脉冲的频率，都要经历反复的论证和试验。 这个过程非常危险： 雷管爆了好还，如果没爆，谁插的谁拔出来。 微小的静电就有可能引爆，稍有差池，上千度的爆炸高温可瞬间将人气化。 我们的科研人员，形象的把这个过程称为“邱小姐穿衣梳辫子”。

　　1964年 6 月，原子弹所需的核部件全部加工完毕，理论试验工作也都顺利完成。原子弹的部件从221基地的十八个厂区运往总装车间，完成总装工作。8月 20 日至 9 月 1 日，核试验相关的全部物资、器械运抵罗布泊，完成了安装。10月15日22时，原子弹吊装上塔；16日70时30分，安装人员撤离。

　　1964年10月16日，下午3时，历史性的时刻到了。主控站操作员按下了启动电钮，10秒钟后，整个系统进入自控状态，倒计时开始。紧接着，爆轰、压缩、超临界……中国第一颗原子弹完美地爆炸了。张爱萍激动的报告：“我们已看到蘑菇云正在上升，铁塔已经消失……”

　　为了这一刻，中国花费了相当于两场朝鲜战争的经费，献身其中的人更是不计其数，中国从此拥有了震慑大规模外敌入侵的大杀器。但是，原子弹也只是一个开头，因为接下来，我们还要拥有更大的杀器，以及把大杀器打出去，扔到敌人头上的枪，这就是下一篇要讲的故事了。