20世纪60年代,随着众多科学家的加入,中国的原子能事业进入自力更生、自主研制的新阶段。
原子弹的研制是一个庞大、复杂的系统工程,其中最为核心的是理论设计。邓稼先作为原子弹理论设计的负责人,承担着巨大的压力。
当时中国仅有一台每秒1万次的104电子管电子计算机,大量的数据只能靠手摇计算器来进行运算。得出一个结论或者数据时,邓稼先他们会寻找其他部门帮助验证数据的准确性。其中,有一项必不可少的工作就是进行没有核反应的爆轰试验。
中国第一颗原子弹的爆轰试验场,代号“17号工地”。
王淦昌、陈能宽和研究人员在这里开始了艰难的攻关。
当时,不光是生活条件十分艰苦,科研条件也非常有限。为了赶时间,他们用土办法上马,因陋就简,在临时工号里,开始了爆轰试验所需炸药部件的浇铸。
在帐篷中搅拌炸药十分辛苦。帐篷通风不好,室内充斥着炸药粉尘、古怪难闻且有毒的气味。
通过上千次爆轰试验论证,上万个数据的计算,多个单位的协同合作,在理论设计与试验的互相配合之下,终于完成了原子弹理论模型的设计雏形。
接下来,核爆炸所需的材料成为下一个亟待解决的问题。这种材料就是浓缩铀-235。
在天然铀中,铀-235只占0.7%,其他都是铀-238。所以要研制原子弹,首要任务就是分离铀-238,从而得到浓缩的铀-235。
在当时,全世界能够制造甲种分离膜的国家只有美国、苏联、英国,这种制造技术更是被列为国家核心机密。
为了突破这一难题,1960年,第二机械工业部和中国科学院下达了一项绝密工程——“真空阀门”工程,研制甲种分离膜。时任上海冶金研究所副所长的吴自良接到了这一任务,担任技术总负责人。
当时冶金所里没有空调,也没有电扇,研究人员常常汗流浃背。为了避免流下来的汗水打湿设备、弄坏机器,大家就利用早晚时间工作。早上五六点钟进入实验室,一直忙到上午九点钟,天气开始热了,他们就回到宿舍钻研业务和相关知识。到了下午五六点钟,他们再回到实验室继续研究,直到深夜。
经过三年的努力,1963年底,上海冶金研究所终于试制出符合要求的甲种分离膜。
随着甲种分离膜的研制成功,原子弹研究已经进入了非常关键的阶段,即制备高浓度的铀。这是原子弹能否具有威慑力的关键因素。
制备高浓度的铀,需要整个工厂的上千台分离机共同运转工作,但是在开启运转之前,必须经过极其复杂和严密的计算。
位于甘肃省兰州市的铀浓缩厂,因为苏联专家的撤离,陷入停滞阶段。就在大家一筹莫展之际,一位女性科研工作者接受了这个重任。她就是物理学家王承书。
段存华 王承书同事:当时没有以为能做出来,因为从0.7%要浓缩到90%以上才能用于原子弹,那这要几千台机器,所以就要算出来每一台机器什么样。算出来一屋子全是纸条儿,她得一个个看才能得出结果来,这个对她来讲很辛苦。
在王承书的带领下,众多科研人员边学习边进行数字计算和公式推演。终于在1964年初,工厂成功研制出合格的高浓缩铀。
核材料的问题解决了,但作为原子弹发生核反应的核心部件,铀球该如何加工成型,又成了一个新的难题。
为此,来自全国各地的优秀车工,会聚戈壁滩进行技术大比武。来自上海的原公浦在比赛中脱颖而出,成了铀球加工的“主刀人”。
为了做到万无一失,原公浦先是利用钢球练手,然后用材质接近的铀-238球练手。在球面车床上反复训练,有时候高强度练习甚至超过20个小时。
1964年4月30日,在大家的注视下,原公浦穿好三层防护服,戴上双层乳胶手套,和组长何绍元、助手匡炳兴一起,走进工作间,准备进行铀球的加工。
随着特种车床飞快地转动,原公浦的心情也不自觉紧张了起来。他的双手开始颤抖。突然意外发生了,部件掉进了切削盘里。工作间里的三个人都惊呆了,原公浦立即停止了加工。
幸运的是,经过技术部门反复检验,铀球安然无恙。有了这次经历,原公浦重新调整状态,总结经验。
午夜时分,镇定下来的原公浦再次走上操作台,开始加工最后的三刀,也是最关键的三刀。当最后一刀结束时,原公浦长长地舒了一口气。
此时,已是1964年5月1日凌晨,中国第一颗原子弹的核心部件——铀球,终于诞生了。
1964年夏,原子弹的零部件从全国各地陆续运往青海省海晏县221基地,技术人员和工人开始投入紧张而忙碌的装配工作中。
终于,在所有人的共同努力下,1964年8月19日,中国第一颗原子弹全部装配完毕,准备运往核试验基地罗布泊。