我于1950年春從美國回到祖國參加社會主義建設(shè)。1955年,我國決定發(fā)展原子能事業(yè)。我有幸從那時起就參加了這一事業(yè),雖然40多年來工作崗位幾經(jīng)變動,但仍一直在核技術(shù)領(lǐng)域?qū)W習(xí)和工作。中國科學(xué)院約我回顧這段不平常的經(jīng)歷,我僅就我國發(fā)展自己的核武器技術(shù)早期艱難歷程中的部分情況作些回憶與介紹,希望能對讀者有所幫助。
自力更生 打破核壟斷
1955年中國創(chuàng)建核工業(yè)、研制核武器,方針是“自力更生為主,爭取外援為輔”。外援來自蘇聯(lián),包括實驗設(shè)備、核工業(yè)設(shè)施的建設(shè)和科技人員的培訓(xùn)等,原子能研究所的研究性重水反應(yīng)堆和回旋加速器兩座實驗設(shè)備就是按照協(xié)議由蘇聯(lián)援助建造的。然而,時間不長,1959年6月赫魯曉夫撕毀協(xié)議,來信拒絕向我國提供原子彈教學(xué)模型和圖紙、資料,并于1960年撤回全部在華專家。這嚇不倒中國人民。黨中央決定完全按照獨立自主、自力更生的方針發(fā)展我國的核武器。
核武器研制是一項綜合性很強的大科學(xué)工程,需要有多種專業(yè)、高水平的科學(xué)與工程技術(shù)人員通力協(xié)作。事實上,早在1958年二機部領(lǐng)導(dǎo)即著手準備科技人才,由當時在中國科學(xué)院近代物理研究所工作的理論物理學(xué)家鄧稼先主持一個學(xué)習(xí)班,帶著一群剛從大學(xué)畢業(yè)不久的年輕人,對原子彈的理論進行探索、研究。蘇聯(lián)撕毀協(xié)議后,1960年初,王淦昌、彭桓武以及中科院力學(xué)研究所的郭永懷等三位著名科學(xué)家被調(diào)到核武器研究所任副所長。中央還批準,從中國科學(xué)院和有關(guān)部門、地區(qū)選調(diào)了程開甲、陳能寬、龍文光等105名高、中級科學(xué)研究與工程技術(shù)人員到核武器研究所。1961年北京大學(xué)教授、理論物理學(xué)家周當召到核武器研究所兼職工作。1962年10月,經(jīng)中央專委批準,又增調(diào)張興鈐、方正知教授和黃國光工程師等126名高、中級工程技術(shù)人員和科研人員參加原子彈研制工作。加上那幾年由全國大專院校分配來的畢業(yè)生和歸國留學(xué)生,使核武器研制隊伍得到充實和配套,從組織上保證了研制工作的順利進行。
1960年10月,核武器研究所調(diào)整機構(gòu),成立理論物理、爆轟物理、中子物理、放射化學(xué)、金屬物理、自動控制、彈體彈道等研究室和一個加工車間,在北京因陋就簡地開展研究工作。爆轟試驗是借用位于官廳水庫地區(qū)的工程兵靶場進行的。中子物理和放射化學(xué)研究工作是以原子能研究所為基地,在錢三強的領(lǐng)導(dǎo)與物理學(xué)家何澤慧等的指導(dǎo)下順利開展的。理論物理研究中的大量計算工作,先是用幾臺手搖計算機和電動臺式計算機,日夜不停地進行;從1961年起,得到中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所的大力支持,使用該所的104電子管計算機,由數(shù)學(xué)家周毓麟、秦元勛、李德元等研究了有效的數(shù)字方法和計算程序,計算工作才得以加速進行。
1962年9月,根據(jù)當時核武器研究、試驗、核材料生產(chǎn)等已取得的進展,以及西北核武器研制基地和核爆試驗場建設(shè)等狀況,二機部部長劉杰與核武器研究所李覺、吳際霖等領(lǐng)導(dǎo)同志研究提出爭取在1964年,最遲在1965年上半年爆炸我國第一顆原子彈的“兩年規(guī)劃”。這是一項重大決策。為進一步分析研究其可行性,我們組織編寫了《原子彈裝置科研、設(shè)計、制造與實驗計劃綱要及必須解決的關(guān)鍵問題》與《原子彈裝置國家試驗項目與準備工作的初步建議與原子彈裝置塔上爆炸試驗大綱》。前一文件是階段性總結(jié)分析報告,對我國在當時科學(xué)和工業(yè)基礎(chǔ)薄弱的條件下很快完成第一顆原子彈裝置的研制起了重要作用。后一綱領(lǐng)性文件是對下一步工作的全面部署,明確提出了將核爆炸試驗分兩步走:第一步先以塔爆方式,第二步再以空投方式進行的方案。后來的實踐證明這是一個切實可行的方案。它不但使我國第一顆原子彈爆炸的時間提前了,更重要的是能安排較多的試驗項目,用來監(jiān)測原子彈動作的正常與否,檢驗設(shè)計的正確性。這個大綱在第一顆原子彈研制及試驗中也起了重要的作用。
“兩年規(guī)劃”上報并經(jīng)中共中央審議批準后,在黨中央和國務(wù)院的堅強領(lǐng)導(dǎo)下,在全國各有關(guān)部門、地區(qū)的大力協(xié)同和支援下,廣大科研人員、工人和干部克服了重重困難,如期實現(xiàn)了爭取目標。1964年10月16日下午3時整,一朵黃褐色的蘑菇云在我國的西北戈壁灘騰空而起。中國自行研制的第一顆原子彈爆炸成功的消息,震動了全世界。那天晚些時候,毛澤東、劉少奇、周恩來等黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人在人民大會堂接見參加音樂舞蹈史詩《東方紅》創(chuàng)作和演出的全體人員,周總理向大家宣布我國第一顆原子彈爆炸成功,全場歡呼。第二天在人民大會堂周總理向人大常委第127次會議宣布這一特大喜訊時,大家熱淚盈眶,長時間地響起了暴風(fēng)雨般的掌聲,熱烈慶祝我國首次核試驗成功,歡呼中國人民打破了帝國主義的核壟斷。
1964年12月21日,周恩來總理在第三屆全國人民代表大會第一次會議上所作的政府工作報告中,以這次試驗為例說明我國自力更生的成就。他講到我們自己研究、設(shè)計、制造的這顆原子彈,同美、英、法試驗的第一顆相比,水平要高;實驗中所用的上千臺(套)設(shè)備,絕大部分都是我們自己設(shè)計制造的,是高質(zhì)量的、過得硬的。
兩彈結(jié)合 裝備部隊
1963年9月,聶帥在聽取二機部劉杰、劉西堯、錢三強等領(lǐng)導(dǎo)同志匯報時指示:我們裝備部隊的核武器,應(yīng)以導(dǎo)彈為運載工具作為主要發(fā)展方向。1964年2月,聶帥進一步指示:兩彈結(jié)合,即把原子彈裝到導(dǎo)彈頭上,成為導(dǎo)彈核武器的核試驗,應(yīng)在不妨礙當前任務(wù)的前提下妥善安排。我們堅決執(zhí)行聶帥這一高瞻遠矚的指示,繼原子彈塔爆試驗和1965年5月機載核航彈爆炸試驗之后,1966年10月,我們又成功地進行了導(dǎo)彈運載核彈頭爆炸試驗,一步接一步地實現(xiàn)了我國原子彈研制“三級跳”計劃。
原子彈要有 氫彈也要快
1964年5月和1965年1月,毛澤東主席在聽取國家計委關(guān)于第三個五年計劃和長遠規(guī)劃設(shè)想的匯報時,曾兩次談到核武器發(fā)展問題,明確指出:“原子彈要有,氫彈也要快”。周恩來總理在我國首次核試驗成功后,也提到氫彈研制能否加快一些,并要求二機部就核武器發(fā)展作出全面規(guī)劃。經(jīng)反復(fù)研究后,二機部于1965年2月向中央專委呈報了《關(guān)于加快發(fā)展核武器問題的報告》,提出一方面要抓緊原子彈武器化工作,裝備部隊;另一方面要盡快突破氫彈技術(shù),向戰(zhàn)略核武器的高級階段發(fā)展,周總理主持專委會審議并原則同意二機部的規(guī)劃安排。
氫彈的研制,在理論和制造技術(shù)上比原子彈更為復(fù)雜。早在1960年12月,二機部劉杰部長就提出,核武器研究所先集中力量進行原子彈攻關(guān),氫彈的理論探索工作可由原子能所先行一步。按此指示,成立了“中子物理領(lǐng)導(dǎo)小組”,錢三強所長主持,組織黃祖洽、于敏等理論物理學(xué)家和幾位青年科技人員進行熱核材料性能和熱核反應(yīng)機理的研究。1964年10月原子彈首次試驗成功后,核武器研究所抽出部分理論研究人員全面開展氫彈的研究。1965年初,這兩部分人員在核武器研究所會合,從原理、結(jié)構(gòu)、材料等多方面廣泛開展研究。研究所充分發(fā)揚學(xué)術(shù)民主,鼓勵科研人員大膽設(shè)想,提出各種新的概念和設(shè)計方案。1965年9月底,于敏等帶領(lǐng)科研人員前往上海,利用中國科學(xué)院華東計算機研究所的J—501計算機,進行了大量計算和數(shù)值模擬結(jié)果的理論分析,經(jīng)過近三個月的持續(xù)努力,終于找到了造成自持熱核反應(yīng)條件的關(guān)鍵所在,探索到了氫彈原理。
1965年底,在西北核武器研制基地召開的1966—1967兩年科學(xué)研究生產(chǎn)規(guī)劃討論會上,介紹了新提出的氫彈原理和實現(xiàn)它所必須解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。經(jīng)過討論,會議決定立即按新理論方案,組織全院理論、實驗、設(shè)計、試制等方面的力量,加速進行試驗研究,盡快確定設(shè)計方案;原已安排的1966年5月將進行的關(guān)于熱核材料的核試驗仍按計劃進行,檢驗設(shè)計,深化認識。還確定,在不影響氫彈試驗?zāi)繕说那疤嵯?,設(shè)計方案應(yīng)盡可能采用已有的部件和已熟練的技術(shù),力爭1966年內(nèi)先用塔爆方式進行小當量的氫彈原理實驗。會后,各方面的試驗研究工作迅速展開。
1966年2月20日,國防科委向周總理、聶帥與黨中央、國務(wù)院、中央軍委呈送了上述安排的請示報告。周總理和聶帥很快批準了這一安排。這時“文化大革命”開始。為部署、落實這一安排,原定2月下旬在西北核武器研制基地召開計劃工作會議。由于地方上的兩派發(fā)生武斗已影響到基地,會議很可能會受到干擾。聶帥得知這一情況后,立即決定計劃工作會改在北京召開,并派專機將已到達基地的科學(xué)家和機關(guān)同志接到北京。3月2日,聶帥接見了二機部劉杰部長和核武器研制基地的領(lǐng)導(dǎo)同志,他嚴肅地指出:科學(xué)家對科技問題要敢于堅持真理,不要怕,不能被“造反派”所左右,否則要犯錯誤。核試驗和有關(guān)的會議,不能讓“造反派”把持,也不能讓他們知道得太多,該保密的一定要保密。計劃工作會議開始時,聶帥還親自出席并作了重要講話。
這一時期,周總理日理萬機,仍然擠出時間親自做群眾工作,促使不同觀點的群眾團結(jié)起來。他對核武器研制基地兩派群眾組織領(lǐng)頭人明確指出:奪權(quán)你們只能奪“文化大革命”的權(quán);業(yè)務(wù)工作的權(quán)屬中央,你們不能奪。當兩派群眾的聯(lián)合出現(xiàn)反復(fù),周總理立即召集兩派代表到北京耐心地進行說服教育,促進兩派群眾的團結(jié)。
1966年底,動亂的局勢影響到氫彈研制協(xié)作任務(wù)的進展,中央軍委根據(jù)葉劍英的提議,發(fā)布了“特別公函”,明確指出研制氫彈是中共中央和毛澤東主席批準的重要任務(wù),要群策群力,按時完成,促使各承擔(dān)協(xié)作任務(wù)的單位很快研制出急需的儀器設(shè)備。
1967年3月,國防科技工業(yè)部門仍有許多單位處于癱瘓或半癱瘓狀態(tài)。聶帥經(jīng)請示周總理同意,提出對國防工業(yè)部門實行軍管的建議,毛主席批示“總理照辦”。中共中央、國務(wù)院、中央軍委隨即發(fā)布了對各國防工業(yè)部門實行軍管的決定。
由于采取了上述一系列有力的措施,保證了1966年底的氫彈原理塔爆試驗和1967年6月的百萬噸級氫彈空爆試驗各項準備工作的如期完成。聶帥受周總理的委托,兩次到核試驗基地主持了試驗,取得了圓滿成功。從原子彈到氫彈,按其原理試驗的年、月間隔比較,美國是7年3個月,英國是4年7個月,法國是8年6個月,蘇聯(lián)是6年3個月。中國從1960年底開始探索氫彈原理:1964年10月原子彈試驗成功后,氫彈攻關(guān)力量得到加強,只用了2年2個月,于1966年底就成功地進行了氫彈原理試驗,實現(xiàn)了毛澤東主席提出的“氫彈也要快”的要求。
沖破“部分禁試”登上新的臺階
回顧過去,還必須提到1963年7月,美、英、蘇三國代表在莫斯科簽訂的《關(guān)于禁止在大氣層、外層空間和水下進行核試驗的條約》(簡稱《部分禁試條約》)。這個條約不包括禁止地下核試驗。這就是說,美、英、蘇等已擁有核武器的國家可以繼續(xù)通過地下核試驗來改進和發(fā)展他們的核武器,而中國為建立自己的核力量將開始在大氣層進行核試驗卻是不符合此條約規(guī)定的,因而是不允許的。當時,美國出席莫斯科會談的代表曾公開稱:這次三國所以能夠達成協(xié)議,是因為“我國能夠合作來陰止中國獲得核能力”。這就是《部分禁試條約》的實質(zhì)。為了揭穿這一騙局,在他們簽署了這個條約之后,我國政府立即發(fā)表聲明嚴正指出,外國通過簽訂條約企圖捆住中國人民的手腳,辦不到。
地下核試驗雖然技術(shù)上更復(fù)雜,但也難不倒我們?!恫糠纸嚄l約》的出籠,更激發(fā)我們盡快研制成功我國的核武器,并進而掌握地下核試驗技術(shù),打破西方大國核壟斷的決心。遵照周總理的指示和中央專委的決定,在抓緊第一顆原子彈爆炸試驗的準備工作、繼續(xù)完成空投核航彈試驗準備工作的同時,我們又開辟了一條戰(zhàn)線——地下核試驗的準備工作。曾計劃于1966年5月進行一次平洞方式地下核試驗,因當時已安排有導(dǎo)彈運載的核彈頭爆炸試驗,并集中力量進行氫彈技術(shù)攻關(guān),故經(jīng)請示批準,地下核試驗的準備工作暫停了一段時間,試驗日期也推后了,到1969年9月才順利完成。
核試驗從天上轉(zhuǎn)入地下,實際上是核武器研究發(fā)展客觀需要所決定的。用平洞或豎井方式進行地下核試驗,一是有利于在核裝置周圍進行精確測量其動作過程與各種性能,還可在爆后鉆取核反應(yīng)產(chǎn)物進行細致分析,從而對其設(shè)計方案進行檢驗;二是可避免放射性沉降造成大范圍的環(huán)境污染。此外,大氣層核試驗形成的放射性煙云飄出國境后,國外仍可能收集到樣品進行分析,從而對核彈的裝料、性能作出一定判斷,不利于保密。地下核試驗?zāi)芴峁┑膬H是地震信號,國外只能從其震級對核彈的爆炸當量作出粗略判斷。以上早就是各國核科學(xué)家的共識,也為我國地下核試驗的成功實踐所證實。
1986年3月21日,我國正式宣布,從那時起將不再進行大氣層核試驗。1996年7月29日進行又一次地下核試驗后,我國正式宣布暫停核試驗。
從1964年我國首次核試驗算起,到1996年共進行了46次核試驗,其中半數(shù)是地下核試驗;同其他核國家相比,次數(shù)是最少的,成功率、效益是相當高的,在輻射安全方面也是相當好的。
首先說試驗現(xiàn)場的安全問題。在第一次核試驗中,自始至終抓了安全防護工作,再三強調(diào)不準有一個人受到傷害。制定了安全防護規(guī)定,從難從嚴進行了防護訓(xùn)練。爆炸后成果回收、輻射偵察等工作進行得很順利,嚴格控制了進入沾染區(qū)的人數(shù),并進行了劑量監(jiān)督。切實保證了試驗的安全,沒有出現(xiàn)什么人“吃”了放射性污染物或受到傷害。10月22日,在核試驗基地召開的總結(jié)會上,當時在軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院工作的魏履新同志風(fēng)趣地說:試驗成功了,回收成果的同志們都很忙,而我們這些來現(xiàn)場專門負責(zé)人員輻射防護安全監(jiān)督護理工作的卻沒事干,都“失業(yè)”了。
再說場外,全國廣大地區(qū)的放射性本底調(diào)查和對國外核試驗放射性沉降的監(jiān)測,50年代末即開始不間斷地進行。我國首次核試驗由于是百米高的塔上爆炸,放射性煙塵經(jīng)過的部分地區(qū)有輕微放射性沉降高出本底,但仍在安全閾之下。由于高出本底的時間短,對當?shù)鼐用裨斐傻膭┝慨斄渴呛苄〉?。即使如此,也引起領(lǐng)導(dǎo)上的關(guān)懷與重視。1964年11月2日,周總理在聽取張愛萍、劉西堯同志關(guān)于首次核試驗情況匯報時指示,以后核試驗要進一步加強場外放射性沉降的監(jiān)測工作。地面沉降取樣點要增加,我國的最南邊、最北邊和東部邊界合適的地方也要設(shè)站??罩幸贾迷谡龞|、東南、東北三條線上攔截放射性煙云取樣。淡水中取樣,海水中取樣,蔬菜、植物、果品等也應(yīng)研究取樣,積累經(jīng)驗和數(shù)據(jù)。對這些指示,會后由有關(guān)部門一一作了落實。后來,為了減輕下風(fēng)向地區(qū)的放射性沉降,還加強了煙云走向的預(yù)測預(yù)報,把煙云經(jīng)過地區(qū)無降水作為選擇試驗日期的重要氣象條件之一;在核試驗場的鄰近地區(qū)部署衛(wèi)生防護分隊,準備好應(yīng)急措施等,以做到萬無一失。
正是由于我們十分重視人民的健康安全,并始終不懈地抓了輻射安全工作,在我國的23次大氣層核試驗中,都沒有出現(xiàn)什么問題。根據(jù)衛(wèi)生部門40年對北京、蘭州、敦煌等地區(qū)的降沉灰、氣溶膠、水源、食物等放射性水平的調(diào)查,結(jié)論是對上述地區(qū)居民未造成放射性傷害。
歷史經(jīng)驗 繼承發(fā)展
我們能夠取得這樣的成績,是由于在黨和政府高度集中統(tǒng)一的領(lǐng)導(dǎo)下,注意抓了以下各點:
——嚴肅認真,萬無一失。從我國第一次核試驗開始,黨中央就成立了由周總理牽頭的十五人專門委員會,周總理提出“嚴肅認真,周到細致,穩(wěn)妥可靠,萬無一失”的方針。張愛萍、劉西堯主持的試驗指揮部堅決貫徹執(zhí)行,并發(fā)出了“一定保響、基本保測、確保安全”的號召;接著,又提出了“不放過一個問題,不帶著問題試驗”的要求。在許多重大問題上都做了兩手準備。在某些環(huán)節(jié)上定了保險系數(shù),留有必要的余地。試驗前還組織了預(yù)演,反復(fù)檢查,找缺點,補漏洞,力爭把一切可以預(yù)見的、應(yīng)該回答的問題都予以解決,保證一次成功。當時任核武器研究所副所長的彭桓武說得好:“一次成功,是一個正常標準,是我們事業(yè)本身的特點所決定的。”后來的試驗都力求達到這一標準。
——大力協(xié)同,攻關(guān)會戰(zhàn)。核武器研制與試驗是一項規(guī)模大、技術(shù)復(fù)雜、綜合性強的系統(tǒng)工程。它聯(lián)系著研究、生產(chǎn)、試驗、使用各個部門,需要全國有關(guān)各方面配合。1962年11月3日,毛澤東主席批準成立中央十五人專門委員會時就明確批示“要大力協(xié)同做好這件工作”。據(jù)統(tǒng)計,全國先后有26個部(院),20個省、市、自治區(qū),包括900多家工廠、科研機構(gòu)、大專院校參加攻關(guān)會戰(zhàn)。僅中國科學(xué)院就有20多個研究所承擔(dān)了大量科研項目協(xié)作攻關(guān)。例如,蘭州化學(xué)物理所配合核武器研究所與兵器工業(yè)部的一個研究所,為原子彈研制出高效能炸藥和高電壓雷管;數(shù)學(xué)所和計算所合作進行了數(shù)學(xué)與計算方法的研究;北京和上海的計算機研究所為核武器理論研究、設(shè)計提供了當時國內(nèi)性能最好的電子計算機;長春、西安光學(xué)機械研究所改裝和研制的高速攝影機,在首次核試驗火球攝影和測定中作出了貢獻;大氣物理所配合氣象局進行了核試驗所需的準確氣象預(yù)報。為加強領(lǐng)導(dǎo),及時協(xié)調(diào)解決研制中的具體問題,還由二機部和中科院劉杰、錢三強、張勁夫、斐麗生、劉西堯等領(lǐng)導(dǎo)同志組成協(xié)作小組,及時協(xié)調(diào)解決研制中的具體問題。特別是當時核試驗的內(nèi)容與目標幾乎是次次有所不同,前后兩次試驗間隔的時間又短,準備時間相當緊張,各有關(guān)單位仍然是相互諒解,大力協(xié)同,發(fā)揮了社會主義大協(xié)作的優(yōu)勢,保證了各次任務(wù)的勝利完成。
——發(fā)揚民主,群策群力。核武器研制與試驗既是新鮮事物,需要刻苦鉆研、攻關(guān),又因其專業(yè)繁多,相互聯(lián)系復(fù)雜,而必須在工作中注意發(fā)動群眾出主意,想辦法;要注意發(fā)揮專家和科技人員的智慧與作用,群策群力,在集中指導(dǎo)下發(fā)揚民主,在民主基礎(chǔ)上進行集中,保證各項任務(wù)的順利完成。
——總結(jié)經(jīng)驗,不斷提高。每次核試驗結(jié)束以后,我們都要進行總結(jié),同試驗前一樣,要求在總結(jié)中也不要放過任何一個小問題。有時還結(jié)合前一次或過去的經(jīng)驗一起總結(jié),努力做到得出一些帶規(guī)律性的認識,有所發(fā)現(xiàn),有所創(chuàng)新,有所前進,用以指導(dǎo)下一次試驗的設(shè)計、加工以及包括診斷技術(shù)在內(nèi)的各項準備工作。
——一次試驗,全面收效。我們堅持在每次試驗中都注意從科學(xué)、技術(shù)與國防建設(shè)的需要出發(fā)來安排試驗項目。既有主要項目,又有次要項目,并對所上項目反復(fù)論證、審查,做一次試驗,全面收效。如有可能,有的核試驗還努力做到“兩次并成一次”,少花錢,多辦事,既節(jié)省了經(jīng)費,又爭取了時間。
江澤民同志在今年8月12日的一次座談會上講話指出:“我們正處在世紀之交的重要歷史時刻。和平與發(fā)展仍然是當今時代的主題,世界格局正在向著多極化趨勢發(fā)展,但霸權(quán)主義和強權(quán)政治依然存在,并有新的發(fā)展。”“綜合國力的競爭越來越成為決定一個國家前途命運的主導(dǎo)因素”。在這樣的形勢下,核力量的戰(zhàn)略地位沒有變,仍然是各大國軍備競賽的主要方面,只不過已從發(fā)展數(shù)量轉(zhuǎn)向提高質(zhì)量,暫停核試驗后仍在繼續(xù)進行次臨界實驗,研究開發(fā)計算機模擬仿真技術(shù),并大力開展以強激光為代表的定向能等新型武器的研究。對此,我們決不能放松警惕,應(yīng)堅持并發(fā)展已有的成功經(jīng)驗,努力做好我們的工作,為增強我國綜合國力、維護世界和平繼續(xù)作出努力與貢獻。
(此文系朱光亞院士1999年8月所撰寫。)