我亲历的中国核武器研制

　　摘要 ：

我亲历的中国核武器研制

　　中国的科学家从1958 年起开始研制原子弹、氢弹的任务，经过不到10年的时间，先后于1964年、1966年完成了第一颗原子弹爆炸、第一颗氢弹试验成功。

我亲历的中国核武器研制

吴中祥

　　为对抗美国的核威胁、核讹诈，党中央、毛主席从 1958 年起具体安排了研制原子弹氢弹的任务。当时的二机部第九研究院，具体执行这项任务。

　　当时我国与苏联达成协议，以农产品换取原子弹的模型和专家指导。为此在九院理论部还专门准备了安置原子弹的模型库房，并由部主任邓稼先带领一些有关专业的大学毕业生做准备、预探、研究工作。但是苏联迟迟没有行动，派来的一位"安全专家"只是不断地要求加高院墙，对于研究工作，却是如邓稼先所说"哑巴和尚不念经"。1959 年更以与美国商议核不扩散为由而撕毁协议。

　　为此，毛主席发出号召:自己动手，从头做起，准备用8年时间，拿出自己的原子弹!1960年，周总理要求全国各单位开绿灯，调集 100多位有关专业人员到二机部九院各单位，包括后来成为"两弹一星功勋"的多位科学家，由他们亲自指挥，加强研制工作。

　　当时二机部九院是以研制核裂变的原子弹为主。氢弹的研制最早是由中科院原子能所从"氢弹聚变理论的预先研究"开始的。1961年1月12 日，经组织研究决定，钱三强任命于敏作为副组长领导"氢核理论组"。四年中，于敏、黄祖洽等人提出研究成果报告 69篇，对氢弹的许多基本现象和规律有了较为深刻的认识。

　　1960年4月，我在武汉大学任固体物理专业主任，正自编讲义开设"金属与合金中的扩散和相变"课程。突然接到一纸调令，被调到二机部九院。我到北京报到，受到九院常任副院长朱光亚的单独接见，这才知道要参加自主研制核弹。我当时既感到兴奋、光荣，又怕不能胜任。就说:"我是搞固体物理的，对核能只有些基本知识。"朱光亚却笑着说:"这是多学科合作的工作，正需要你这个人，不懂的大家一起学习、研究。"使我认识到要与从全国各地调来的各有关专业的顶尖人物相互学习，彼此交流、讨论有关的最新成就和进展，才能做好这个重要的工作。

　　我被分配到理论部研究室气体动力学组，当时的主要任务就是研制原子弹引爆过程中涉及的多种材料在相应条件下的状态方程。原子弹涉及的材料有多种，从引爆开始到核能充分有效释放的整个过程中，为满足临界质量的理论计算就需要从常温、常压到极高温度、压力条件下的状态方程，仅依靠一般固体物理理论和实验，显然是无法解决的。九院理论部邓稼先主任指导我们用各种实用材料的雨贡纽(Hugoniot)曲线数据，求得它在普通爆炸条件下的状态方程。九院程开甲副院长指导我们用托马斯-费米(Thoma Fermi)加量子和交换修正的方法，求得在极高温度压力下各种实用材料的状态方程。并尽为搜寻、创建广泛切合普遍实用的方法，求得各有关材料在各相应广泛温度、压力范围状态方程的方案。当时理论部在党的领导下，非常重视学术民主，不同学科交流、配合注重个人钻研基础上的集体讨论。原子弹和氢弹的各个部分，特别是总体设计方案，都经过一定范围的集体讨论，甚至多次、反复讨论才确定。例如，原子弹的总体设计方案计算结果，发现有一个重要的压强与要求相差一倍之多，为此，进行多方可能的改进，重新计算了 12 次，才由周光召全面分析各次计算结果，由能量、动量守恒，确定了计算的正确性，最终确定了该总体设计方案。

　　记得在一次有九院领导朱光亚、王淦昌、程开甲、部主任邓稼先和院外专家何泽慧先生等参加我们组的讨论会。在会上我介绍了我们对各种实验材料采用一个密度多项式表达状态的公式，其最高的幂，由极高温度、压力下，用托马斯-费米(Thomas-Fermi)加量子和交换修正的方法给出的结果，室温下采用福瑞曼(Freeman)压力的实验数据，再普通爆炸条件下的雨贡纽(Hugoniot)曲线数据，和对该状态公式作温度、压强、微商得到的物理量，用相应的实验数据，确定其中其他的各系数的方法，给出全部核爆炸过程名种实用材料状态方程的方案。这方案得到与会领导与专家的肯定与赞许。这样得到的状方程用于实际计算，就都能得到符合实际的很好结果。

　　还有一个原子弹引爆的关键和氢弹的主要材料的状态方程的设计方案，领导安排由我提出，在组里计算形成报告上报。当时负责原子弹引爆工作的黄祖洽同志拿着那份报告到我，让我详细介绍设计思路和依据，并量纲分析检验、印证了有关公式，征求我意见，而决定在总体计算中采用，也得到符合实际的很好结果。

　　1964年10 月16日，我国第一颗原子弹爆炸成功，在世界上引起轰动。

　　1965年1月，毛主席在听取国家计委关于远景规划设想的汇报时指出:"原子弹要有、氢弹也要快。"周恩来总理代表党中央和国务院下达命令:把氢弹的理论研究放首位。周恩来总理不仅在各个关键时刻亲自听取汇报，还派刘西尧作为专职秘书经常了解进展情况传达指示促进工作。当时，只要看到小红汽车，就知道刘西尧来了。这年，于敏调入二机部第九研究院。

　　记得当时我们研究室是负责氢弹模型计算，我是研究室支部书记，每次研制会议，都是由于敏根据前次计算结果，大家分析、讨论之后安排新的计算研究任务。由于计算量大，北京计算所的计算机远不够用，1965年9月底，于敏率领包括研究室副主任蔡少辉等各有关人员数十位，赶在国庆节前夕奔赴上海华东计算技术研究所，利用该所假期空出的 J501 计算机(运算速度为每秒5万次，当时国内最快)大战100天。

　　经过他们多少不眠的昼夜，终于于敏高兴地说:"我们到底牵住了'牛鼻子'!"他当即给北京的邓稼先打了一个耐人寻味的电话。为了保密，于敏使用的是只有他们才能听懂，暗指氢弹理论研究有了突破的隐语。"我们几个人去打了一次猎……打上了一只松鼠。"邓稼先听出是好消息:"你们美美地吃了一餐野味?"于敏道:"不，现在还不能把它煮熟……要留做标本。……我们有新奇的发现，它身体结构特别，需要做进一步的解剖研究可是……我们人手不够。""好，我立即赶到你那里去。"邓稼先第二天即飞到上海，还自己出钱请大家吃了一顿美味的螃蟹。

　　年底，在于敏带领下，他们经过数百天废寝忘食的奋战，在氢弹原理研究中提出了从原理到构形基本完整的设想，解决了热核武器大量关键性的理论问题，终于形成了一套从氢弹初级到能量传输到氢弹次级的从原理到构形基本完整的氢弹理论方案。并在平均场独立粒子方面做出了令人瞩目的成绩。朱光亚院士评价称，在突破氢弹的技术难关的过程中，"于敏发挥了关键作用"。这一作用被同行们评价为氢弹的"首功"。

　　1966年12月28 日，首次氢弹原理试验在罗布泊核试验场进行。试验中有两个速报任务，关键的数据与理论预估的结果完全一样，氢弹原理试验取得圆满成功。并经过核试验的检验，1967年6月17日早晨，中国的第一颗氢弹在中国的西部地区上空爆炸成功!这次的蘑菇云更大，仿佛一颗人造"大太阳"，爆炸点以北 250 公里处仍能看到，烟云升离地面 10 公里。

　　我们参加的"原子弹、氢弹理论设计"、于1980 年获得了国家自然科学一等奖的奖励。给我们发了获奖证书、奖章复制件和包括两弹元勋在内的每人 10 元奖金。

　　中国氢弹在诞生后就可以用于实战，并具备小型化能力，帮助中国在核武器上实现了"弯道超车"。于敏提出了与其他核大国氢弹技术"TU-构型"截然不同的"于敏构型",一些核物理学家称赞于敏是"中国的氢弹之父"。而于敏却实事求是地介绍说:中国核武器事业是庞大的系统工程，是在党中央、国务院、中央军委的正确领导下，全国各兄弟单位大力协同完成的大事业。确实，这是党中央、毛主席直接领导，周总理亲自指挥，反抗核威胁、核讹诈，加强国防，制止核战争，直到消灭核武器，维护世界和平，立足全国，充分发挥集体智慧和力量，从材料勘探、提纯，设计、实验，到投放、反导等的伟大工程。我们的成功打破了赫鲁晓夫预言的:"中国10年也造不出原子弹"的妄言。中国人运用自己的聪明才智，独立自主地创造了一个又一个奇迹:只用3年多时间成功地爆炸了第一颗原子弹。从第一颗原子弹爆炸到第一颗氢弹试验成功，美国用了7年零3个月，中国独立自主地，只用了2年8个月，就一次实现威力大于 330 万吨 TNT 的完美氢弹爆炸。速度世界第一。

　　今年是新中国成立和中科院建院七十周年，我们的祖国已经变得强大起来。如今我已经是耄耋老人，回想当年亲历的核武器研制工作，心中有无限的感慨。为当年能把青春和智慧奉献给如此伟大的科研工程，感到无比自豪。衷心祝愿在习近平新时代中国特色社会主义思想的引领下，我国的科学技术不断发展，祝愿我们的祖国更加富强!

　　注:吴中祥，90 岁，离休，中科院力学研究所研究员。

　　本文源自：《定格在记忆中的光辉70年：献给中国科学院70周年华诞》，科学出版社，2019年