第2集:开启原子能时代的钥匙

发布时间:2022-03-03    来源: 中核集团


曾几核时

特种纪念邮票背后的人物故事

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为纪念我国第一座重水反应堆、第一台回旋加速器建成,1958年12月30日,我国发行了一套特种纪念邮票:一枚是原子反应堆,面值8分;一枚是回旋加速器,面值20分。有意思的是,在原子反应堆邮票上出现了四个人物。尽管人的图形很小,又是背面或侧面,可这几个看上去正在忙碌工作的人物形象,恰给邮票增添了几分现场感和故事性。这四个人究竟是邮票设计者的神来之笔?还是确有现实原型呢?

1958年9月27日,“一堆一器”移交生产揭幕典礼在原子能院隆重举行。次日,《人民日报》在头版做了详细报道,并刊发了反应堆和加速器的照片。在重水反应堆的照片画面中,巨大的反应堆堆体下面,有四个穿白大褂的“小人儿”正在工作。这个画面,记录的是黄胜年带领裂变物理组成员在现场筹备实验。

其实,摄影者在现场拍摄反应堆照片时,聚精会神工作的黄胜年等人根本没发现有人在拍照。直到看见《人民日报》上刊出的照片,他们才知晓,并感到非常惊讶。而当年邮票的设计者正是以《人民日报》发表的这两张照片作为蓝本的,所以黄胜年四人就这样“荣幸”地进入了人们的集邮册,也“荣幸”地被定格在历史的瞬间。

这枚邮票上的四人,从右自左分别是:黄胜年、叶宗垣、杨惠风,最后坐着的是王豫生。前俩人正在安装调整中子探测器,后二人在调整电子线路。这个研究小组由钱三强和何泽慧先生领导,他们当时正在筹备做裂变物理、特别是裂变中子的实验。

重水反应堆达到自持链式裂变以后,裂变中子的实验测量课题提上日程,黄胜年他们小组进入了反应堆实验大厅。反应堆设有一些水平孔道,引出中子束供实验室用,他们分在零号孔道。于是他们就在这个孔道口安装测量仪器和设备。

黄胜年等人要做的是,开启零号孔道,引出中子束,用引出的中子轰击铀样品靶。铀样品靶吸收中子后发生裂变,裂变成两个碎片,同时放出两个以上的裂变中子。用摆放在样品靶周围的探测系统记录下裂变碎片和裂变中子数目,然后分析计算每次裂变平均中子数目。

实验过程中,他们遇到了不少问题和困难。例如,实验一开始,中子计数一大片,记录的中子数远远超过裂变中子的实际数目。经过分析,一是实验大厅潮湿,计数系统接触不良引起的放电,产生了假计数;二是大厅的本底中子过多。于是他们在水平孔道出口加了一个中子束准直器,在计数系统后面加一个中子捕集器。为防止反应堆孔道开启后中子散入大厅,他们在实验装置的周围加垒一道重混凝土防护墙。

所谓重混凝土,就是往水泥里参杂了铁金属块。反应堆外壳使用的就是重混凝土。当年的施工给工程技术人员造成了不少困难,每块水泥砖约重25公斤,为砌防护墙,他们全组动手,女同志俩人抬一块,男同志一人搬一块。防护墙砌起来了,有时又因为不合适,再推倒重来。他们折腾了很长一段时间,才掌握了中子的“脾气”,终于测到了一组裂变中子的实验数据。这是中国自己测量的第一组中子实验数据,弥补了国内零的空白。在国际核数据库中,第一次有了来自中国的中子实验数据。

“一堆一器”的建成,不仅为中国核科学技术研究奠定了基础,也为核工业的建立提供了重要的科学实验条件。这两枚邮票也因此成为了珍贵的见证。

“等米下锅”

1960年,我国第一颗原子弹装料处于“等米下锅”的困境。迅速建设一套装置并生产出一批合格产品,从而为铀浓缩厂试车投产提供原料,成为当时最紧迫的首要任务。二机部决定由四〇一所承担这项重中之重的任务。

1960年6月,二机部部长宋任穷到四〇一所部署有关工作,要求筹建试验性简易生产装置,并限时半年拿出合格产品,以解决铀浓缩厂投产急需。四〇一所由李毅负责组成领导小组,并组成了以吴征铠、汪德熙为技术指导的攻关组。

在研制实验装置时,材料短缺,许多条件跟不上。但抱着“为早日造出原子弹提供原料”的强烈愿望,大家发挥忘我的热情,因陋就简、土洋结合,争分夺秒、日夜奋战,克服了一道道难关,只用了3个月就完成了简法生产装置的设计、土建和安装。1960年10月第一次试生产时,所长钱三强来到实验室,提出:“只要拿出1克合格产品,就算成功”。

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为我国第一颗原子弹提供关键核材料的生产车间

简法生产工艺初步试验成功后,四〇一所接着又进行了各种工艺试验和设备改造,到1962年共经历13次试验,证明生产工艺是可行的,并成功为我国制造第一颗原子弹提供了充足的原料。

在用简法生产的同时,二机部又把生产厂的一批技术关键问题研究交给四〇一所。为此,四〇一所又扩建了一个工号,用以研究解决有关技术关键问题并培训技术人员。

这项任务是四〇一所与二机部设计院和生产厂密切协作完成的。部党组对四〇一所成功完成任务发来贺信:“……超额和提前完成生产计划,按时完成了过技术关任务,并且培养了一支生产队伍,这对一线生产起了很大的保证作用。你们的成绩是很大的,特向你们表示祝贺!这是你所全体职工高度负责、艰苦奋战的结果,是科研与生产密切结合的良好体现,是我部贯彻自力更生方针的一次重大胜利。”

原子弹的“引信”从小小工棚诞生

点火中子源是原子弹引爆装置的重要关键核心部件之一。这种中子源在平时并不出中子,只有在需要点燃核爆炸、使核炸药发生链式反应时才出中子,所以叫点火中子源。

1959年开始进行点火中子源研制时,所长钱三强把这项任务交给了10室的王方定小组。制造这种中子源所用的材料需要在充分的防护条件下工作。然而,当时条件十分困难,不仅没有仪器设备,连起码的实验室也没有。

钱三强安排另辟蹊径开展工作,他对王方定说:“居里夫人的实验室曾是一个工棚改建的,我们也可以建一座工棚实验室,这样有许多好处,可以很快开始实验,较少受到外界干扰,任务完成后便于处理。这个工棚外表可以简陋些,但里面要尽量做得符合放射化学工作的要求。”

就这样,只花了一个多月的功夫,以沥青油毡作顶棚、芦苇秆抹灰当墙的5间工棚就在四〇一所建起来了。科研人员拣了别人不用的旧手套箱,加工一些简单器具,实验工作便开始了。

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王方定小组研制第一颗原子弹点火中子源的工棚

研制任务开始时,遇到的第一个问题就是原材料的缺乏——α源从哪里来?当时四〇一所并不具备条件,就找到协和医院,利用其仅有的一套放射性治癌设备,但获得的α放射性物质量很少,只能做微居里量级的实验。

钱三强得知这一情况后,立即说到:“我有,从法国带回来的。”他带着王方定来到办公室,打开铁皮柜,拿出了近十个带磨口塞的石英瓶。这些瓶子直径约3厘米,高约6厘米,内装黑色粉末,在暗室里闪闪发光。“放了这么多年一直舍不得用,现在给你们做原料,也是用到最需要的地方了。”

王方定从没见过这么大量的原料,一下子得到这么多,真是高兴极了。看着这些在暗室中闪闪发光的材料,他不禁感到肩上责任之重大。因为他知道,过去在放化和物理实验中,曾多次为需要这种材料而到处寻找,现在钱三强先生一下把这么多原料全给了他们,足见任务是多么的重要,这些材料是多么宝贵。

在简陋的工棚里开展工作是十分艰苦的。夏天室温高达三十六七度,还要穿上三层防护工作服,戴上两层橡皮手套,每次实验后,汗水将全身工作服都浸透了;严冬季节,天寒地冻,自来水管都被冻裂了,仍然要坚持做实验。为了防冻,晚上做完实验,科研人员只得把液体药品和试剂搬到有暖气的房间去,关好水井阀门,放掉自来水管里的水,第二天上班,再重新复原。

为保持头脑清醒,科研人员有时要避开事务繁杂的白天,待夜深人静时才进行工作。他们对待产品质量检验工作也非常严格,每当建立一种鉴定方法时,都必须用另一种不同的方法进行核对,只有达到准确、无误才算过关。就是这样,王方定小组一步一个脚印,扎扎实实地解决了一个接一个的科学技术难关,三年中做了978次试验,终于找到了理想的生产工艺,制成了高标准的优质化合物。钱三强非常高兴,在召开的全所干部大会上说:“我们的中子源就是一个乒乓球大小,可是它的作用……”这时,全所上下才知道中子源为何物,这是一件多么了不起的事情。

1963年12月,四〇一所如期拿出第一批合格产品,深得使用单位的好评,为研制第一颗原子弹引爆装置“锦上添花”。

透过镜头看原子能时代

——拍摄手记

一进原子能院大门,在不远处一片葱翠树林的东西方向,分别坐落着我国第一座重水反应堆(101堆)和第一台回旋加速器的旧址——一座红色古朴的反应堆大楼和一块蓝色大磁铁,而我国著名核科学家钱三强和王淦昌的铜像则在树林中间,静静地守望着这两项开启了中国原子能时代的重要核设施。历史长河中,总有些星光分外璀璨,它们闪烁着划时代的耀眼光芒,也凝聚着无数人的美好愿景和企盼。

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作为原子能院的一员,我平日里时常经过“一堆一器”旧址,内心似乎早就习惯了它们的存在。然而在此次与摄制组成员一同拍摄、讨论的过程中,转换视角之后,心情也变得庄重。

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早在拍摄之前,导演和工作人员就曾来院实地探访,一边寻找着最佳拍摄角度,一边向院里专家们认真了解了“一堆一器”的历史和科学原理。作为面对着生涩复杂的专业术语,他们毫不气馁,力求用最通俗的用语,向大家讲解神秘的核科学知识,并且在后期试图用动画形式去更形象地还原。我作为一名文科生,不禁感叹他们尽职尽责的工作态度。

拍摄过程中,也面临着意料之外的难题。当时正值101堆厂房中正在开展其他工作,多个钢箱占据了厂房的大部分空间,使得拍摄工作难以进行。无奈之下,摄制组与101堆工作人员多次协调,终于寻得了适中方案。为了保持厂房无污染,需要在地面垫一层隔离纸。每拍一次,就要挪动一次隔离纸。沉重的摄像机,巨大的滑轨,必要时他们还抬着机器,爬上了堆本体旁边的铁架,只为还原101堆最真实的样貌。我看着就觉十分吃力,可摄制组老师却十分耐心,告诉我,“只要能拍到最好的角度,那样就是值得的。”

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在中国先进研究堆和100Mev强流质子回旋加速器拍摄期间,摄制团队一遍遍和院里职工“演员”沟通,并且给予他们鼓励,让“演员”们在镜头前自如展现了自己的日常工作状态。在一次场景还原中,导演还细心搭建了工作台。昏黄的灯光下,“演员”拿着铅笔,翻阅着泛旧的图纸,眼神专注。那一瞬间,我感觉自己似乎穿越了历史。几十年前,“一堆一器”上的老一辈科学家们,想必就是在这般简陋环境下,攻克着一个又一个难关。当时科学的前路未知,能够依靠的只有自身所学,以及内心坚定的信念。

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为了拍好我国第一台回旋加速器,我和摄制团队在夜色中停留了许久。由于加速器磁铁位于室外,大家必须想办法接通打光灯。可能是幸运之神眷顾,我们找到了附近的插电口,拍摄得以顺利进行。蓝色的磁铁在夜幕中显得十分沉静,凝视着它,我的脑海里是几十年间一代代科学家们奋斗的场景,是那场空前盛大的揭幕典礼。回到现实,眼前则是导演和工作人员克服各种现场困难,不断调整着拍摄角度和每一寸灯光,试图用最美的镜头为其讲述最好的故事。

两天的拍摄时间,我和摄制团队一起,静静地感受着时光的轮换。我们这一代人,被历史塑造着,也被历史感动着。岁月流变,洗净铅华,有些事物虽已沉淀于历史,但其内聚的精神却依旧昂扬。“一堆一器”作为原子能时代的引领者,她的故事被一代代核工业人讲述、铭记,并铸成了一座鼓舞人心的精神丰碑,激励着后来人奋勇前行。

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