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76座墓碑下 中国核工业从零到一的奠基人

发布时间:2021-09-04 10:43

  墓碑主人的平均年龄只有21岁,他们是在当年国家最高机密地下核工程“816”工程建设过程中牺牲的战士。

  曾经不能说的最高机密,现在不能忘却!过去60余年间,中国核工业从一穷二白到做大做强,靠的是一代又一代人的奉献与坚守。

  20世纪50年代,新中国刚成立不久,美国早已是拥核大国,对核技术绝对保密,动辄以威胁中国:朝鲜战争期间,美国总统杜鲁门就曾在记者招待会上扬言,要在北京投放;1954年,美国同台湾当局签署共同防御条约,若台海发生战争,美国将考虑使用小型

  面对西方大国的核威胁与核垄断,中国研制拥有核武器、捍卫国防迫在眉睫。1950年5月,以原子核物理研究所为中心的中国科学院近代物理研究所成立。然而,一无模型、二无图纸、三无资料,甚至连制造的原料铀都还没找到,全要从头摸起。

  1954年2月,时任地质部部长李四光和副部长刘杰成立三支勘探队,在广袤的中国大地上寻找铀矿。当时技术落后、物资匮乏,勘探队走到哪住到哪,靠拔草摘野果充饥,8个月后才终于在广西杉木冲发现了一片铀矿富集地。

  “开业之石”叩响了中国核工业的大门。1955年1月15日,在中南海主持召开秘密会议,李四光和刘杰带着采集的铀矿标本“M0277”参会,现场用盖革计数器测量放射性。会后,中央做出建立和发展我国核工业的战略决策。

  核工业建设能否成功,关键在于有没有一支在政治上、技术上过硬的专业队伍。但当时,全国只有10余名核科研人员。为了尽快吸纳人才,我方同美国政府多次谈判,使其取消不准中国留学生离开的禁令;同时抽调一批专业相近、水平较高的科技人员,改行参加核工业建设。

  就这样,从四面八方赶来的优秀科学技术人员、技术工人组成了一支专业队伍其中既有王淦昌、彭桓武等蜚声国内外的老科学家,也有邓稼先、于敏这些受过严格科学训练的中年科技人员,还有一大批经验丰富的技师、工人。

  1958年5月,在青海金银滩,中国最早的核武器研制基地成立。同年,以研制核武器为主要任务的二机部九局(中国工程物理研究院前身)成立。

  【注:二机部即“第二机械工业部”,为我国统管原子能事业的政府机构,1982年后改名为核工业部。】

  有了专门机构管理和专业人才加持,我国核工业建设和核武器硏制的伟大历程由此开始。

  在起步阶段,我国核工业离不开苏联的支持,但苏援也不是那么容易得到。早在1954年,就向赫鲁晓夫表示,希望苏联在原子能、核武器研制上给予中国帮助,却被婉拒。

  直到次年1月,在美国喊出“和平利用原子能”口号的压力下,苏联发表关于在和平利用原子能方面给予其他国家以科学技术和工业援助的生命。加之发展核工业需要更多的铀资源储备,苏联这才答应帮助我们进行铀矿勘测和核物理科学研究。

  1955年,新疆519和中南309两支地质大队成立,联合找矿。根据协定,苏联应帮助我们设计矿山和水冶厂,可苏方却称,援助的前提是我们必须有500吨铀金属储量。为争取苏联帮助,我们选定以勘探程度较高的湖南郴州金银寨为突破口,经过3个月的日夜苦战,顺利提交金属储量。

  1958年,2500人来到湖南许家洞,悄悄开始金银寨矿区郴州铀矿的建设工作。当地素有“船到郴州止,马到郴州死,人到郴州打摆子”的说法,工作环境十分艰苦。为了尽快把第一批铀矿山建起来,工人们边勘探、边设计边施工,“早上班晚下班、不完成任务不下火线号井掘进中出现涌水,水量达300多立方米/小时,水温40多摄氏度。苏联专家建议在吊盘上安装卧泵,强行排水继续下掘。但我国工程师姚君哲、张桂芝等人经反复硏究,决定用注浆法掘进,又从河南焦作借来技术工人和注浆设备,对工作面进行超前预注浆,这才顺利通过富水区。

  1960年9月1日,电机车牵引一列装满矿石的小车驶出坑道,郴州铀矿(即“711矿”)一期工程建成投产。

  1956年4月,刘杰率队赴苏联参观学习、秘密谈判,并提出建铀浓缩厂的要求。苏联方面夸张地说:“这个项目需要很大的投资,需要很大的电力,甚至把你们中国全部的电力用上都不够。”在我方的坚持下,过了两天苏联才改了口气,同意援助兰州铀浓缩厂的建设。【注:的威力源于核裂变反应,铀、钚(铀-235、钚-239)是核裂变反应的材料,由天然铀浓缩提取产生。】

  然而,因当年我国基础建设规模盲目扩大,财政赤字加大,财力、物力紧张;对此中央认为,中国核工业“要有完整的一套,能够形成独立的核力量,主要解决有无问题,规模不宜过大。”为了保持体系完整,二机部只得把铀浓缩厂的建设规模压了又压,减少60%投资,这才保住了铀浓缩厂项目。

  、自力更生,“两弹”交货就在一切向好之际,1959年6月,苏联突然以其正在同西方国家谈判禁止核试验为由,拒绝按原定时间向中国提供教学模型和图纸资料。

  “我们要有思想准备,完全、彻底自己干。”同年12月,二机部制定八年规划纲要,提出“三年突破,五年掌握,八年适当储备”的目标,逐步把建设工作转移到自力更生的轨道上。果不其然,次年7月,苏联照会中国政府,决定在7月23日至9月1日撤走全部在华专家,停止一切设备和技术供应,给正在建设中的我国核工业带来巨大困难。

  危机当前,二机部决定将在建的工业项目分为一、二两线,先把一线工程即铀生产线抢建出来。

  爆炸有“枪法”和“内爆法”两种途径,“枪法”技术较容易但耗费核材料多,“内爆法”消耗的核材料少但技术要求精度高、难度大。我国选定“内爆法”为主攻方向,当时国内没有高速计算机,研究人员靠着手摇计算机和电动台式计算机,日夜三班倒地计算、分析和验证,摸清“内爆法”核材料压紧过程的规律,为理论设计提供可靠依据。

  兰州铀浓缩厂迅速组建建筑、安装、设计、生产几方面力量,在苏联撤走专家的当天下午召开干部会议,动员全厂自力更生,“攻克技术难关,粉碎核断援!”当时,连年自然灾害导致国民经济严重困难、粮食供应紧张,全厂职工营养不良,很多人患上浮肿病。当时有人提出把队伍撤出去避一避,可铀浓缩厂筹备处主任王介福坚持“保人保机器,队伍不能撤,建设不能停,事业不能垮,再难也要把浓缩厂建设好。”中央也十分关心职工们的生活,粮食部、商业部和军队拨黄豆、鱼肉和其他副食品支援。

  苏联毁约并没有让我们陷入混乱和停顿,在党中央坚强领导下,中国核工业加快了自力更生的步伐。

  1964年1月14日中午,兰州铀浓缩厂生产出第一瓶合格的高浓铀-235,丰度达90%以上,为我国第一颗提供了核装料;同年5月1日,甘肃酒泉原子能联合企业加工出合格的部件;6月6日,青海西北核武器研制基地顺利进行1:1模型爆轰试验

  我们完全依靠自己的力量,攻破了的秘密。首次核试验圆满成功,中国核工业实现零的突破。中央在研究了国外对我国首次核试验的观察和评论后,向二机部提出:“我们的氢弹研制能否加快一些?”加快研制氢弹,成为中国核工业的下一个任务。

  实际上,早在1960年12月,二机部便开始了热核材料性能和热核反应机制的基础研究。爆炸成功后,我国已系统掌握有关基本理论和关键技术,国产每秒5万次的电子管计算机已开机,氢弹必需的热核材料氘化锂的生产线也将建成。

  和氢弹的爆炸原理不同,前者是核裂变反应,后者是核聚变反应。因此,研制氢弹的关键也在于理论突破。然而,有核国家对氢弹技术的保密更加严格,我国广大科研人员集思广益、几易方案,终于找到了实现热核材料点燃和自持燃烧的理想途径,确定了利用来引爆氢弹的方案。

  随后,理论、实验、设计、试制等四个方面的科技人员密切协作,解决了热核材料部件制造、爆轰试验、数据测量、装置结构设计、机械加工等技术问题。据我国第一颗氢弹总设计师于敏回忆,当时的工作条件极其简陋,每周只有10小时(基本是夜间)能使用电子管计算机。工作人员们就拖着水肿和营养不良的身子,拿着算盘和计算尺纯手工测算。

  1966年12月,青海原子城(即“221厂”)成功进行氢弹原理装置试验;次年6月17日,中国第一颗氢弹在罗布泊爆炸成功。

  中国再次创造了世界核武器发展史上的奇迹,极大改善自身国际安全环境,改变世界战略平衡格局,为世界和平提供新的保障。

  1966年10月27日,我国进行了核弹头与导弹结合(即核导弹)的试验。此外,核弹头还可以与核潜艇结合,续航能力大、航速高、机动性和隐蔽性更好。早在1958年,我国就决定要研制核潜艇并向苏联提出技术援助,却被苏联以“中国不具备条件”为由断然拒绝。闻后,愤然表示:

  核潜艇工程领导小组迅速组织海军、船舶制造与核工业部门,研究、确定核动力装置反应堆的主方案和主参数,并于1960年6月正式上报《核潜艇动力方案设计(草案)》。可惜的是,三年自然灾害给国民经济带来严重困难,1961年国家提出国民经济调整八字方针“调整、巩固、充实、提高”。二机部随之对核工业建设进行调整,核潜艇研制工作退居“二线”,为、氢弹让路。直到1964年,我国第一颗爆炸成功,国民经济调整工作基本完成,核潜艇研制工作重新上马。实际上,退居“二线”的三年间,核潜艇研制工作并未完全停止,各项关键科研项目核设备材料试制都在继续秘密进行、蓄势待发。

  时任核潜艇总设计师彭士禄主张陆上模式堆与艇上堆同时并进,以节约大量时间。另一种观点则认为,应直接将反应堆装在核潜艇上,一步到位。一时间,两种观点争论激烈,针锋相对。是多快好省,还是安全为重?彭士禄认为:“中国亘古至今没建过核潜艇,核潜艇是何物?只有在国外发表的照片和公开出售的玩具上见到。

  陆上模式堆不是仿真机,不是计算机模拟,而是真枪实弹,是完完全全的原子反应堆!”当时,世界上只有美国和苏联有核潜艇,且对制造技术都严格保密。

  1965年,在祖国西南的一处山坳,我们按照1:1的比例设计建造了中国第一座核潜艇陆上模式堆。此后,凭借刻苦钻研、大胆设想和反复试验,中国逐步解决了反应堆物理计算问题,确立反应堆设计的各种参数,选定核燃料组件的材料和形状。

  1970年7月30日18点30分,我国核潜艇陆上模式堆达到满功率;1971年9月,中国第一艘核潜艇下水;1974年8月1日,第一艘核潜艇被命名为“长征一号”,正式编入海军战斗序列,保卫祖国海疆。

  、争论迭起,艰难进行自1882 年7 月第一座发电厂在上海建立以来,我国发电厂始终使用煤炭、石油等化石燃料发电。新中国成立后,党和国家领导人也十分重视核能、核技术的和平利用。

  20世纪70年代,欧美核能先进国家已进入核电开发高潮,我国华东地区却陷入“用电荒”,大片工厂被迫停业。当时,我国潜艇核动力陆上模式堆也即将建成投入运行,使在核动力堆基础上建设核电成为可能。

  1970年2月8日,上海市传达周恩来总理指示:“从长远来看,华东地区缺煤少油,要解决华东地区用电问题,要依靠核电。”中国核电由此启程,并被命名为“七二八工程”。

  1974年3月,“七二八工程”总设计师欧阳予、技术顾问彭士禄等人提交了反应堆设计方案,中央专委会批准并划拨6.3亿专用资金用于核电站设计、建造工作。

  1978年十一届三中全会后,中国核工业建设重大调整,从主要为军服务转向为国民经济和人民生活服务。然而,中国核电的建设之路并未就此一帆风顺,而是在争论中艰难进行。

  争议的首要问题就是:核电站反应堆堆型的选择。在传统铀基热核反应堆中,超过95%的燃料将变成核废料,且处理难度系数高,核扩散风险大。与之相比,压水堆以铀-235为核燃料,燃耗极低。当时世界上主流堆型是压水堆,占比达61%。

  当时,我们首先把目光投向了核燃料转化效率更高、产生的核废料更少的熔盐堆上。其核燃料是钍,相较铀的储量更丰富。但当时还没有国家将其实际用于核电建设,经过两年研究,熔盐堆方案囿于技术条件有限被迫停止。最后,在彭士禄的支持下,压水堆被最终确认为“七二八工程”反应堆堆型。

  在我国首个核电站建设方案中,计划的功率大小为30万千瓦,但在前期研制熔盐堆时实际确定的功率为2.5万千瓦。此外,核电站建成后需要大量的铀,功率定得太大也会给原料供应带来压力。因此有人认为,改建的压水堆也应以2.5千瓦为标准。

  核电站建设再次陷入僵局。彭士禄和二机部积极沟通,在确保核燃料能够供应的情况下,最终决定采用30万千瓦的方案。

  中国核电站起步于西方国家的核封锁下,缺钱、缺技术。1978年8月,国家计委甚至收到了关于停建“七二八工程”项目的报告。当时,有人认为“七二八工程”设计图纸不全,设备加工有困难,经济指标落后。相对的,国外核电技术成熟,因此建议停建30万千瓦核电站,与国外合作建90万千瓦压水堆核电站。

  1979年1月13日,国务院副总理谷牧主持召开会议,投出关键一票保住了“七二八工程”。他说:“七二八工程是个原型堆核电站,搞这个工程主要是为了掌握核电站设计和制造技术,不是为了搞系列化电站。现在已经铺开了摊子,有了初步成绩,在国外技术专利没有拿到之前,这项试验研究工作不宜草率下马。”

  然而,一波未平一波又起。1979年3月,美国三里高核电站发生泄漏事故,导致全球恐核情绪蔓延,国内认为“自行建站有极大风险”的言论再起。

  面对再生变故,二机部、国防科委、国家建委、国家机械委和多名核科技专家上书中央,陈述建设原型堆核电站的必要性和重要性。

  当时,国内并没有核电相关的管理机构,也没有一套选址、建厂的规则标准,第一代核电人们只得一边摸索一边制定规则,先后五易厂址。一天,参与选址的陈曝之在浙江省海盐县秦山镇发现了一片海滩。这里地处低烈度弱震区,地质构造相对稳定;基岩稳定性好、承载力强,山体岩石坚硬;地形有利于大气流通扩散一切都符合建设核电站的条件。

  年8月,“七二八工程”正式落地秦山。这里杂草密布、群山交错,人们形象地称之为“汽车跳,海盐到。” 秦山核电厂第一任厂长于洪福带领第一批建设者进驻现场,迅速组织四通(通水、通电、通气、通讯)一平 (平整场地)。1983年6月,秦山核电站前期建设正式开始。县城到核电厂址没有道路,大家就用开山炸出来的石头修了几公里的简易车行道;为沟通内外联络,架设从海盐到秦山的通讯线路,开通可拨打至全国的长途电话,安装传真机的电力载波设备;厂区还修建了高位水池,架设由海盐至秦山的专用输电线日,反应堆主厂房地板浇灌第一罐混凝土,中国大陆第一座核电站正式开工。

  人们发现,当水温较低时落棒非常顺利,当水温上升到300摄氏度时落棒却很慢,有时还会卡住。要知道,如果不能在2秒内落棒成功,核反应堆就有失控的风险。核反应堆主要设计领导杜圣华决定,将控制棒驱动机构全部拆卸,一处处排查,才终于找出了问题的原因。原来,是设计的结构间隙留得太少,高温高压下各部位材料的膨胀系数不一样,导致间隙变小进而影响落棒。

  为防止发生核泄漏时放射性物质向外扩散,秦山核电站设置了四道安全屏障,其中,安全壳是最后一道屏障。然而,我们连安全壳应该是什么形状都不清楚。参与核电站土建设计工作的夏祖讽回忆道,当时国内没有任何先例可循,只能从上海科技情报所的微缩胶片中了解有限的技术资料。他用两年时间翻阅了一百多座核电站的资料,才摸索出安全壳的设计原理。

  1986年11月,中国政府邀请南斯拉夫核电专家杜拉访问秦山。杜拉称秦山核电站为“一场核电站建设的灾难”,引发“杜拉旋风”。原来,秦山核电站建设初期为赶工期,往往一边设计一边施工,且施工条件简陋。但按照国外的标准,建设核电站需要几千人统一培训、持证上岗,按照规范施工。秦山核电站的施工和现场管理显然不符合国外标准。

  1987年1月,核工业部副部长赵宏兼任秦山核电公司总经理,重点抓秦山核电工程建设,加强管理和培训,及时处理暴露的问题。在国家核安全局的主导下,核工业部着手制定了中国第一套核电站建设的质量保证体系。

  上世纪末以来,中国核电迅速发展。1994年,我国引进国外技术和资金建造的2 台98 万千瓦机组的广东大亚湾核电站投入商业运营。

  90年代下半期,我国启动小批量核电建设共8台机组,包括秦山二期、三期工程各2台机组、连云港田湾核电厂和广东岭澳核电厂各2台机组,装机容量共670万千瓦,于21世纪初陆续建成发电。其安全运行业绩主要指标均高于世界平均水平,放射性废物排放总量及工作人员所受辐射剂量也都低于国家规定的限值。

  2005年后,我国开始成规模地发展核电。截至2012年底,在建核电机组共30台,占世界45.5%;总装机容量3267万千瓦,占世界49.9%。

  2011年3月日本福岛核事故后,我国立即对在运、在建核电厂全部开展综合安全检查,出台《核安全与放射性污染防治“十二五”规划及2020年远景目标》和《核电中长期发展规划(20112020年)》(调整),坚持安全高效发展核电。

  2011年7月21日,我国第一个由快中子引起核裂变反应的中国实验快堆成功并网发电。2012年12月,中核集团铀浓缩离心技术投入生产。2014年8月,由国家能源局和国家核安全局牵头组织专家组,对由中核集团和中国广核集团联合推出的“华龙一号”总体技术方案进行评审。除了核电技术,我国在轻核工业领域也取得长足进展,助力食品加工、安全检查、癌症治疗等行业进步。截至2018年,我国共有300多家从事同位素辐射技术研发与生产的单位、10万余名从业人员,预计年产值可达1000亿元人民币。

  过去一年来,新冠肺炎疫情蔓延全球,切实防止病毒通过冷链物流渠道传播成为重中之重。

  疫情发生后,因环氧乙烷消毒灭菌需7-14天,耗时较长,医用防护服需求紧张。国家原子能机构、中核集团积极推动辐照灭菌技术,参与起草《医用一次性防护服辐照灭菌应急规范(临时)》,大幅缩短了医用防护服的生产周期。2020年12月,在国家原子能机构的支持下,中核集团旗下中国辐射防护研究院、中国同辐股份有限公司、同方威视3家单位联合中科院微生物研究所等科研单位开展了“进口冷链食品新冠病毒防控的辐照消毒研究”核能专项研发。

  随着辐射加工技术的成熟,同位素与辐射技术产业化、工业化的规模越来越大,影响的范围也越来越广,为我国经济社会发展、人民生活质量改善和科学技术进步做出重要贡献。

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