白手起家,生產出原子彈的「原料」

2020-11-20 澎湃新聞

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◎ 何 力 口述 邢會敏 整理

我國第一顆原子彈於1964年10月16日在新疆羅布泊試爆成功。為了這顆原子彈成功爆炸,成千上萬名拳拳赤子滿懷報效國家的豪情,用自己的智慧和汗水點燃了我國第一顆原子彈,在羅布泊升騰起壯麗的蘑菇雲。在這背後,核工業北京化工冶金研究院的科技工作者,用簡法生產提供了噸量級二氧化鈾和四氟化鈾,滿足了後續單位研製六氟化鈾的需要,為我國第一顆原子彈成功爆炸貢獻了自己的力量。

何力

帶著感恩之心走進核工業

我是懷著無比感恩的心,進入核工業的。1952年,我離開了家鄉四川達縣,到蘭州大學化學系學習了四年。當時,我家裡兄弟姐妹7個,家裡無法為我提供任何條件,是新中國培養了我,給了我學習的機會。沒有新中國,我不會有上大學的機會。大學畢業後,我被安排到技術幹部培訓班學習,住在科學院24號樓。之後被分配到設在有色金屬研究總院的專家工作組(核工業北京化工冶金研究院前身),就這樣我懷著感恩之心走進了核工業。

專家工作組下設四個專題小組(選礦、分析、水冶和氟化冶金組)。我在分析組學習鋯的分析。專家組的成員要做好保密工作,就連家裡的父母都不知道我在從事什麼工作。專家工作組在分析、選礦等小組的協助下,製成了我國第一塊公斤級的圓柱形金屬鈾錠。

只用兩個多月完成五所基礎建設

1958年9月,專家工作組搬遷到北京通縣原冶金地質幹校舊址,這裡集結了50餘名科技幹部和一批技術工人以及黨政職工,成立了五所(對外叫五工地)。當時,工地連基本的上下水管道都沒有,我們基本上是從頭建起。挖溝子、安裝水管,我們這些人幹起活兒來一點兒不遜色。當時大家心裡只有一個念頭,把這裡建設好,為國家的核工業建設添磚加瓦。在機修廠工人的配合下,我們只用了兩個多月的時間就完成了五所的基礎建設。

蘇聯專家居住舊址

1959年初,我跟隨蘇聯專家學習從獨居石中提取釷;1960年初,跟隨蘇聯專家學習鈾純化的相關知識,主要內容是製備二氧化鈾的實驗室工藝。但在1960年8月,蘇聯專家突然終止合作,帶著資料回國了。緊要關頭,中共中央決定,自己動手、從頭摸起,準備用8年時間把原子彈研製出來。

研製原子彈需要核燃料,鈾礦冶是核燃料循環的前端,是核工業的基礎之一。研製六氟化鈾迫切需要原料,雖然湖南衡陽鈾水冶廠的進度一趕再趕,但是仍影響後續原料的供應。1960年,國家把研製噸量級二氧化鈾和四氟化鈾的任務交給了五所,時間為3年。此時,五所的所有人都熱血沸騰,因為有了為核工業做貢獻、報效國家的機會。

蘇聯專家撤走時帶走了大部分資料,留下來的也不全,這使得我們的研究工作舉步維艱,卻並沒有嚇倒五所的工作者們。大家心裡只有一個念頭:時間緊,任務重,要保質保量地完成任務。設備設計、施工、製造和安裝,全是五所人自己幹。大家心裡都憋著一股兒勁,要為祖國爭口氣。

除不鏽鋼為進口外,包括陶瓷缸、陶瓷泵、陶瓷攪拌槽、動力裝置在內的材料設備全部採用國產,同時因陋就簡利用閒置設備,把能用上的修修補補、改造後繼續用。沒有廠房,我們就在平地上蓋簡陋廠房;缺少設備,機修廠的師傅自己加工製造;不懂技術,我們就在實踐中摸索。我國當時是全民辦鈾礦,鈾礦規模小、品位低,土法製得的黃餅雜質含量高。面對這樣的條件,五所的科研人員根據蘇聯工藝,針對其中的優缺點進行研究和試驗,最終得出了具有我國特色的鈾純化流程。就這樣白手起家,我們於1960年8月底建成了二氧化鈾的簡法生產廠(二號廠),9月中旬投料。黃餅溶解、TBP萃取、沉澱、結晶、煅燒,各工藝生產環環相扣,二號廠熱火朝天,晚上也燈火通明。我們終於在簡陋的廠房裡,生產出二氧化鈾產品。

簡陋的原2、4號廠

為我國製造第一顆原子彈提供了原料

溶解黃餅時,他們全身沾滿了黃色的漿液

當時正值國家困難時期,工作強度大,營養又跟不上,五所好多人出現了浮腫,我也是其中之一。國家很重視五所工作人員的生活困難和身體狀況,給大家供應了雞蛋和牛奶,這在當時是無比珍貴的。大家感受到國家和組織對我們的關懷,更加充滿熱情和幹勁。

每個夜晚,五所的實驗室和簡易廠房都是燈光通明。為了加快進度,時任五所所長陳漢民安排我每周一早上組織各個分廠和部門開調度會,工藝科、二號廠、機修廠、後勤等都要有代表參加。內容是總結上周完成的任務和出現的問題,對問題查找原因;同時安排下周的工作任務。大家就只有一個目標,早日完成國家交給的任務。

我在對第一批二氧化鈾進行含量分析時,發現質量不合格。經分析,問題出在煅燒爐的材質上,可是單靠五所的力量無法解決。於是,五所將情況向上級匯報,向冶金部求援。很快,北京礦冶研究院協助五所解決了煅燒爐的材質問題;西北礦冶研究院組織人員,經過材料比對、試驗,為五所二號廠提供了錳乃爾合金製成的煅燒爐。用錳乃爾合金煅燒爐後,製得的二氧化鈾經分析含量、組分均達到了國家的標準要求。

在製備二氧化鈾的過程中,有次發生了冒槽事件。溶解的黃餅從槽罐中冒出,槽體、地面到處都是。二號廠的技術人員和工人奮不顧身,想著快點控制住冒槽,清理現場、查找原因,儘快恢復生產。他們全身沾滿了黃色的漿液,頭上、臉上、手上、鞋子上,甚至嘴裡都是。儘管這樣做存在一定的危害,但大家顧不上個人的安危。這個場面在今天想來,簡直讓人不敢相信,可以從中看出五所人身上的大無畏精神。

加速了試驗第一顆原子彈的工作進程

四氟化鈾生產主要有氫氟化、洗滌、過濾、乾燥、煅燒和化學處理六道工序。二氧化鈾氟化生成四氟化鈾,工藝生產中存在放射性、毒性、腐蝕性等職業危害。為了保證安全生產,車間加強了通風。在簡陋的倉庫裡,科研人員自己設計、安裝、施工,儘管生產環境落後,大家還是忘我地工作著。由於生產工藝中的物料有極強的腐蝕性,氟化槽腐蝕嚴重,影響產品質量;設備連接處也出現洩漏;在乾燥工序用到的煅燒爐材料也存在不耐腐蝕的問題。當時國內氟化槽及連接件都是不鏽鋼材質,無法滿足工藝生產耐腐蝕的要求,需要將不鏽鋼槽襯上塑料,設備連接處也改為塑料接頭。當時,國內還沒有相關設備及焊接技術,五所機修廠的工人師傅便日夜試驗,根據科技人員設計的圖紙尺寸、材質,刻苦鑽研,氟化槽腐蝕問題得到了解決。煅燒爐後來選用了二氧化鈾煅燒爐用的錳乃爾合金材料,解決了防腐問題。1960年11月,四號廠建成投產,生產出符合要求的四氟化鈾。

1961年第三季度,二號廠和四號廠生產出數噸二氧化鈾和四氟化鈾,滿足了後續單位試驗研究的需要,僅用一年多的時間就保質保量地完成了任務。當年二機部部長劉傑評價說「二氧化鈾和四氟化鈾產品的提供,加速了試驗第一顆原子彈的工作進程,使二機部的整個事業的進度提前了一年」。簡法生產二氧化鈾和氟化鈾的成功,讓五所的這些科技工作者無比振奮和自豪。

蘇聯專家撤走時,留下的圖紙明顯改動過

蘇聯專家撤走時,留下的圖紙中氟的指標明顯改動過。原來是10^-8克,改為了10^-6克,這引起了我國老專家的重視。經過老專家研究決定,第一步先做10^-7克,第二步再做10^-8克。五所由留學捷克的殷晉堯負責,包括我共有三名技術人員,我們在1962年初對測定和分離氟的方法進行了調研。當時查文獻時,有一篇文章內容是測定微量氟的方法,很有用,我們分析組決定採用此方法。其中要用到一種新的有機試劑,國內沒有,室主任董靈英知道後,請有機室協助。有機室主任劉有錫安排葛道才負責合成此有機試劑,葛道才經過刻苦鑽研,多次試驗,以超常的速度合成了試劑,保證了氟測試研究工作的進行。

測定氟需要高級分光光度計,正巧楊承宗先生從法國購回了一臺,剛在分析室氟組安裝好。我們用此儀器測定得到的結果與文獻基本相符。

氟的測定工作,獲得老專家們高度評價

要將0.1ppm氟從金屬鈾中分離出來難度很大。所查文獻中未見有報導這樣低含量氟的測定,最低的是水蒸氣蒸餾分離0.1毫克氟,高溫水解只做到毫克級。最後決定兩條腿走路,殷晉堯做水蒸氣蒸餾法,我和餘仲明做高溫水解法。所用的蒸餾器、石英管和石英舟,能買到的就買,買不到的就自己設計,請所裡的高級玻璃工加工。當時用於高溫水解的石英管就是我們畫的草圖,請所裡一名高級玻璃工張師傅加工的。

從1962年下半年至1963年初,經過不分日夜反覆地摸索和試驗,我和餘仲明、張浩做的高溫水解分離氟,先加入不同量的氟做試驗,結果不錯。又在金屬鈾中做加入回收試驗,結果也很好,就這樣完成了第一階段的任務。最後氟分析小組採用了高溫水解法分離氟。

在1963年3月~4月召開的的驗收會上,氟的測定工作只有五所完成得好,並用於生產實際中,得到老專家們的高度評價。1963年項目驗收後,為了進一步做好10-8克氟的測定工作,又加強了氟檢測組的力量,將北京大學畢業的葉開明和上海復旦大學畢業的徐萊麗調到氟組,五所的科技力量不斷壯大。

(何力,1932年11月出生,1956年6月入黨,1956年9月畢業於蘭州大學。畢業後參加技術幹部培訓,之後進入專家工作組。1958年10月成立五所時,作為五所技術人員,參加為我國第一顆原子彈研製提供原料的相關工作。1964年以後在五所任技術人員,在國家「七五」攻關中,對鹽湖提鋰技術進行研究。在1990年以後,被聘為研究員級高工,作為項目技術負責人,為秦山核電站提供核純級氫氧化鋰。1992年12月,從核工業北京化工冶金研究院退休。)

策劃:楊金鳳

原標題:《白手起家,生產出原子彈的「原料」》

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