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我们如何继承“两弹一星”精神

1/21 11月17日,中国“两弹一星”功勋程开甲院士在北京病逝。作为我国首次核试验科研总体负责人,程开甲曾亲自拟定了原子弹爆炸试验的总体方案,之后又领导完成了我国首次两弹结合试验、首次氢弹试验和首次地下核试验等几十次核试验。程开甲院士病逝后,一时间各种缅怀这位中国“核司令”的文章纷纷登载在媒体上,我们这时也才发现竟有这么多曾为国铸盾隐姓埋名、披肝沥胆奋斗终生的科学家们,一直没有得到过我们足够的重视。那么中国的核事业到底经历过哪些鲜为人知的艰辛,今天的中国又该如何更好地继承“两弹一星精神”。本期《出鞘》就来谈中国“两弹一星”。(查看完整内容搜索微信公众号:sinamilnews)

2/21 程开甲在英国爱丁堡大学留学期间,曾经是著名物理学家波恩的学生(“两弹一星”元勋彭桓武也是他学生)。1949年,因在出差途中听到解放军毅然炮击入侵英国“紫石英”号军舰的消息,程开甲“看到了中华民族的希望”,并就此回国决心振兴国内的物理学研究。中国开始研制核武器后,程开甲被任命为核试验的总技术负责人。第一颗原子弹原本想用飞机投掷试爆,但程开甲却建议改为更为稳妥的百米高塔爆炸方案,并给所有用于连接测量设备的电缆沟铺上了细沙子。由于程开甲的建议,我国在首次核试验就达到了97%的测试仪器能记录完整准确数据的程度,相比之下法国第一次核试验却没有拿到任何数据,而美英苏也不过仅拿到了很少的数据,这也是中国核试验时间明显少于其他国家的原因之一。

3/21 后来在1967年6月进行的首次空投氢弹试验中,程开甲为了保证投弹飞机的安全,又提出了改变投弹飞机飞行方向的试验建议。与很多人知道的所不同的是,中国“首次”氢弹试验其实是在1966年12月28日,由于程开甲的建议,这次爆炸威力达12.2万吨TNT当量的氢弹原理试验同样是在罗布泊高102米的铁塔上进行,以便于数据的测试。而且为了控制核污染的扩散,程开甲还提出了对塔基周围230米的地面用水泥和石块进行加固处理的建议,从而减少地面松土被震入烟云,扩散到四周。媒体经常宣传说,中国从研制原子弹到氢弹总共用了两年八个月,但事实上12月28日才是中国氢弹试验成功的日子,而且中国科学家只用了两年两个月。

4/21 在很多文学和影视作品里,中国科学家在研究“两弹一星”时都是拿着算盘进行计算,但事实上这并不是实际情况,要知道核武器那种复杂的计算是根本不可能用算盘就能完成,其实中国的原子弹和氢弹在理论设计时一直都在用着国内性能最先进的电子计算机。1958年中科院研制出中国第一台半导体大型计算机103机(每秒运算2500次),1959年运算速度达到每秒1万次的104机也研发成功,并立即投入了原子弹的理论计算工作。除了北京,当时位于上海的华东计算所也是中国核武器理论的计算重镇,特别是所内的J501计算机(运算速度为每秒5万次),更是堪称中国突破氢弹理论设计瓶颈的“大功臣”。

5/21 其实华东所的J501计算机原本是于敏用来研究加强型原子弹的,真正用于突破氢弹原理的反而是北京中科院的119计算机。由于第一颗原子弹试爆后美苏对华核讹诈不断加剧,中国科学家们在迟迟无法突破氢弹原理的情况下,被迫先搞一个威力在100万吨TNT当量的加强型原子弹来给国家“壮声势”(当时把这一目标简称为“1100”)。但在1965年10月的一次计算中,由于组员把密度参数填错了,J501计算机意外得出了一个威力高达300多万吨TNT当量的“氢弹”结果,这时于敏等人才发现:设计氢弹,原来最重要因素之一是大幅提高热核材料的密度。之后经过1966年底程开甲参与的氢弹原理试验,中国被证实确实突破了氢弹技术,这也是在1967年的全当量氢弹试验中中国敢于直接空投氢弹试爆的原因所在。

6/21 中国当时设计原子弹和氢弹的重要技术指标是能被轰6甲轰炸机携带,但1969年3月中苏“珍宝岛”事件发生后,由于中国面临苏军可能大规模入侵的危险,考虑到战术核武器是消灭苏军坦克集群的最佳利器,中国又提出将便于突防的强5飞机改造为空投小当量战术核武器的运载机。南昌飞机厂以于登根为首的“119”设计组,仿照当时美军F-4“鬼怪II”战斗机挂载AIM-7“麻雀”空空导弹的半埋式机腹弹射式挂架的结构形式,也将强5飞机的内置弹舱改造为了向内凹入的半埋式弹舱,而氢弹则以半埋半露的方式挂在了强5飞机的机腹挂架上,挂架上则安装有两个以火药爆燃弹作为挂弹钩的推脱装置,从而确保氢弹不会撞到强5飞机上。

7/21 强5飞机采用的是一种特殊的上仰投弹方式,即飞机在接近目标区时,改为以45度角向上急速爬升至1200米高度投弹,氢弹以抛物线弹道落向目标,而强5飞机则以一个半跟斗机动动作,迅速向反方向加速飞行脱离。但即使这样,也不过仅仅多争取到一分钟而已。1972年1月,中国空军空五师飞行员杨国祥驾驶一架强5甲飞机,成功投掷了一枚代号为“狂飙一号”的小型氢弹并爆炸。其实这次氢弹试验原本在1971年底就准备进行,当时杨国祥驾驶的0266号强5飞机由于挂弹架装置失灵而未能将氢弹甩投出去,还被迫带弹返回马兰机场,差点将整个马兰基地给炸毁。

8/21 2016年,一部以林俊德院士为原型的电视剧《马兰谣》首播,该剧再现了我国第一次地下核试验的那段历史。地下核试验,是将核武器在地下一定深度进行爆炸的试验,一般分为平洞和竖井两种方式。它相比于大气核试验,优势之一是可以将放射性产物封闭在地下,从而避免污染大气环境。上世纪60年代,美苏英在签订《禁止在大气层、外层空间和水下进行核武器试验的条约》后,不断以反对“污染”大气层为借口施压我国停止核试验,妄图巩固核大国的垄断地位。在这样的情况下,开展平洞核试验就成了中国继续发展核武器的必由之路。

9/21 因为大气核试验会让外国收集到放射性微尘,从而暴露我国核弹的装料和性能等机密数据,所以开展地下核试验优势之二便是有利于在技术上进行保密。1969年9月,为了保障国庆20周年庆祝活动的顺利展开,避免期间苏军发动突袭,我国决定实施第一次平洞地下核试验实施威慑。在这次平洞地下核试验中,程开甲设计的回填堵塞方案成功实现“自封”,不仅解决了大气层实验无法解决的许多核技术难题,也使我国核武器研制避免了可能出现的被动局面,从而打破了西方国家对“中国再过20年也掌握不了地下核试验技术”的妄想。

10/21 为了了解地下核爆炸填塞的安全性,程开甲还曾提出过爆后开挖。比如在第二次地下核试验成功后,程开甲就曾“钻入地下”实地考察。他明知核爆后现场辐射剂量很大,但依然无惧危险,钻进了刚刚开挖的直径只有80厘米、接近40度以上高温的管洞,匍匐着爬行10多米,先是到达“测试间”,见到这里四周布满了黑色玻璃体,就像一座怪异的水晶宫,之后又继续在孔洞中匍匐向前爬行,最终爬行到坑道末端的核武器爆心,取得了核爆炸的力学效应、玻璃体分布以及石灰岩地质泄漏影响等许多第一手珍贵的资料,从而为今后的地下核试验场区选择和核武器研制积累了数据。

11/21 中国在1969年9月首次进行平洞核试验后,1978年10月又成功进行了首次竖井核试验。平洞核试验由于山体常常受限于埋设深度,一般很难进行大威力的核武器爆炸试验,而竖井核试验因为是把核武器吊放到竖井中爆炸,对核武器的爆炸威力一般没有什么限制,只需要根据爆炸威力钻掘到所需的深度进行试验即可。此外两种地下核试验的区别还在于,平洞核试验通常用来评估核爆产生的地面冲击和辐射等对军事设施的影响,而竖井核试验则常与开发新核武器有关。现在中国可以使用超级计算机进行核武器试验模拟,其实所用的原型数据基本都是利用原来的竖井核试验采集的。

12/21 竖井核试验通常会在地下形成“碎石竖洞”或碟状沉降坑,而核爆炸所产生的放射性物质则大多会被保留在地下。一般竖井核试验会选在冲积岩或凝灰岩这种多孔性的地层中进行,因为凝灰岩在高温高压下容易生成硅酸盐玻璃体,能很好地捕获放射性物质,而且不容易造成地下水污染,另外凝灰岩质地松软也易于凿开,比如美国内华达核试验场就属于凝灰岩地质。原本按照程开甲的设想,中国的竖井核试验也会选在凝灰岩地质中进行。但由于中国核试验场的凝灰岩都是在三四亿年以前形成的,十分致密坚硬(内华达的凝灰岩是在几百万年前形成的,较为松软),不适合作为竖井核试验场区,中国最终改选花岗岩作为竖井核试验的试验介质。

13/21 由于花岗岩过于坚硬,大型钻井机也成为了中国成功进行竖井核试验所必不可少的设备。以我国竖井核试验场——新疆罗布泊西北的辛格尔地区为例,该地下存在坚硬的花岗岩地层,靠普通人工方法是根本不可能打出深度近千米、直径3米左右的竖井的。因此只有靠动用大直径和能钻动花岗岩的钻井机,竖井核试验才能成功进行。1975年4月,中国兰州石化厂总装的大型钻井机在辛格尔核试验场的花岗岩地层中钻出了一个深323米、直径2.5米的第一口竖井,之后第二年9月又在该地钻成了一个深256.7米、直径2.5米的第二口竖井,从而为1978年10月14日成功进行第一次地下花岗岩竖井核试验打下了基础。

14/21 事实上,地下核试验还对我国发展中子弹贡献良多。中子弹最大的优势在于,它不同于原子弹和氢弹那样只能作为战略威慑武器,而是可以直接用于战场的常备战术武器。1999年,美国在得知中国拥有中子弹后,曾抛出一份所谓的《考克斯报告》,污蔑中国是通过各种途径从美国窃取了包括中子弹在内的大量军事技术,而中国则反驳称我国早在80年代就已经成功进行中子弹实验。而这次试验其实就是1984年12月19日进行的第五次平洞核试验。这次试验不仅为中国全面突破中子弹技术瓶颈打下了基础,还在时程上反驳了美国对中国“窃取”中子弹机密的指控。

15/21 很多影视作品为了突出“两弹一星精神”的高大,往往都会刻意强调核试验场艰苦的衣食住行条件,比如水是又苦又涩,而且还定量使用,不能有丁点浪费。但实际上这是不完全符合事实的。虽然在第一次核试验中,罗布泊核试验基地人员确实要喝这种又咸又涩的水,但是这种水并没有限量供应,因为基地南边不远就是孔雀河,水量供应是相当充足的。并且从1965年起,核试验场还开始从甘草泉用水车拉水过来,后期更是直接修了一条从甘草泉到场区内部的供水管道,充分保障了场区的用水。

16/21 在居住条件方面,最开始实验人员住的是帐篷。帐篷分单帐篷和棉帐篷两种,单帐篷主要用做仓库,棉帐篷则用于住人。棉帐篷又分小棉帐篷和大棉帐篷两种,小棉帐篷较为狭窄,可以放置10个帆布吊床,5个上铺、5个下铺,主要供连队战士和一般参试人员使用;而大棉帐篷则相对更加宽敞,住的是木板床,主要供领导干部居住或作为办公室和会议室使用。1968年后场区也开始了居住条件改造工程,有的队挖地窝子,有的则盖房子,并设立了可供烟酒糖果和日用小百货的小卖部。而在出行方面,虽然最开始场区多为“搓板路”,但后期也已经基本全都改成了沥青路。

17/21 核试验中遇到各种突发事件是在所难免的。在1966年进行氢弹原理实验时,由于试爆后突然下雪,导致放射性物质随雪花纷纷飘落,放射性沾染超过预期,参试人员中有不少因此患上了肺纤维化和癌症等疾病。而1979年那次降落伞坏导致氢弹直接拍地上摔碎的事故,更被认为是邓稼先早逝的罪魁祸首,甚至还被拍进了电视剧《邓稼先》,并为全国人民所熟知。邓稼先的牺牲精神毫无疑问是永远值得我们传诵的,但关于邓稼先在寻找遗失氢弹时因“用手碰了下氢弹碎片”导致受辐射过量并早早离世的说法,我们还是要仔细斟酌一下的。

18/21 因为据参试人员回忆,遗失的氢弹是被直升机找到的,而非邓老找到的,所以邓稼先手碰氢弹碎片的说法首先就是不成立的;其次因为氢弹内初级所用的是钚239,这个α射线源用一张报纸就能挡住辐射,所以对于穿着全身防化服的邓稼先应该也不会造成多大伤害;然后未爆氢弹所造成的放射性沾染应该不会很严重,也并不会对短暂进出核试区域的邓稼先造成太大伤害,否则核试验部门根本不会让这么重要的一位科学家进出如此危险的区域;值得一提的是,最后对未爆氢弹是以推土机就地掩埋的方式进行处理(上面覆盖含铅水泥),因此我们认为邓稼先的早逝更多可能还是与其长期研发核武器所带来的的过度劳累和身体损伤有关。

19/21 应该说,核武器研发事业是一个尖端的事业,也是一个创新的事业,必须有源源不断的人才来“开山辟路”。坚持“两弹一星精神”的核心,在于坚持独立自主。当年在各种严密封锁之下,中国科研人员凭借自己的知识水平、技术积累和不懈努力,完成了这项“不可能的任务”。与50多年前相比,现在的中国无论经济发展还是科技水平都有了跨越式发展,但在航天、发动机和核工业等领域中,还是有一些外界势力试图对中国实施“技术封锁”,因此继续实践“两弹一星精神”仍有其必要性。但我们也不可忽视的是,国内某些单位在技术攻关时,却往往过于强调两弹一星研制中的“艰苦”因素,有时甚至借此压低青年科学家和一线研究人员的待遇,这样其实反而会对中国的科技发展造成损害。

20/21 历史经验表明,任何在核武器等尖端技术方面取得垄断地位的国家都会凭借着战略优势,对其它国家动辄进行敲诈勒索。中国只有拥有对等的技术力量,才能把别国发动战争的危险降到最低。特别是在如今大国尖端技术比拼已经趋于白热化的情况下,我们仍有继续发扬“两弹一星精神”,敢于在核武器等尖端军事技术方面攻坚克难的必要。而要更好地发扬这种精神,一方面要重新重视程开甲这些在媒体上“曾被遗忘的人们”,另一方面也不能过度诉诸两弹研制中的艰辛,夸大攻克尖端技术所需要作出的牺牲程度,相反及时提高青年科学家和一线研究人员的待遇才是重中之重,这也是今天《出鞘》的目的之一。那么本期《出鞘》就到这里,我们下期再见。

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