朱光亚与我国核武器的“三级跳”

朱明远 陈如标

2024年12月25日,是朱光亚诞辰100周年纪念日。诺贝诺贝尔物理学奖获得者李政道曾评价朱光亚:“他十分精心地组织了王淦昌、彭桓武、郭永怀、程开甲、邓稼先、陈能宽、周光召、于敏、黄祖洽、陆祖荫等等,成千上万的祖国杰出科学家和工程技术人员进行了‘两弹’研制,是中国‘两弹’研制中的科技众帅之帅。”从北京到青海金银滩,再到新疆马兰和罗布泊;从北京花园路九所到三里河二机部大楼、旃檀寺国防科委和国防工办大楼,再到中南海西花厅……我们追随着他的足迹,回顾他为祖国核事业奉献一生的传奇经历。

朱光亚兄妹与父母合影(左一为朱光亚)

统筹推动“596大会战”

1962年9月,二机部党组呈报了《1963、1964年原子武器工业建设、生产计划大纲》,明确提出争取在1964年、最迟在1965年上半年爆炸我国第一颗原子弹的“两年规划”。为了进一步分析研究其可行性,朱光亚负责主持制订了《原子弹装置科研、设计、制造与试验计划纲要及必须解决的关键问题》与《原子弹装置国家试验项目与准备工作的初步建议与原子弹装置塔上爆炸试验大纲》。

1962年10月30日,罗瑞卿向中央提出力争在1964年爆炸第一颗原子弹的报告。11月3日,毛泽东批示:“很好,照办。要大力协同做好这件工作”。随后,成立了周恩来领衔的中央专门委员会加强对原子能工业建设与核武器研制试验工作领导。1962年12月4日,朱光亚列席了周恩来主持召开的中央专委第三次会议,向与会者介绍原子弹装置的理论设计方案。中央专委审议批准了“两年规划”,并逐项解决了二机部提出的一系列问题。

1963年3月,位于青海某地的核武器研制基地初步建成,北京九所的科研人员和从全国抽调的技术人员奔赴汇聚到研制基地,草原大会战(又称“596大会战”)拉开帷幕。到1964年,第一颗原子弹从理论设计、结构制造、加工能力到实验测试手段等各方面工作都取得显著进展。青海221基地已经浇注生产了炸药部件,兰州504厂也生产出了合格浓缩铀产品,各项工作有条不紊地进行着。为了加强对核武器研制工作的领导,1964年2月25日,二机部党组对核武器工作体制作出调整,将原九局、九所与青海基地合并成立九院。3月2日,任命朱光亚为院党委常委、副院长,在技术上总负责。

组织突破聚合爆轰核心技术难关

1964年上半年,朱光亚的主要任务是部署和领导开展“冷试验”,即聚合爆轰试验。

我国第一颗原子弹设计采用的是技术上比较先进的内爆型,聚合爆轰试验是验证原子弹理论设计、摸索产品设计规律和参数的关键途径,为此,朱光亚在1963年5月就起草了进行爆轰试验的技术文件,部署开展有关工作,并于12月24日在青海基地进行了1∶2缩小尺寸的全弹(未装铀部件)聚合爆轰出中子试验,朱光亚全程参加指导试验。这次试验取得圆满成功,为596原子弹装置在1964年首次爆炸奠定了可靠基础。

试验结束后,朱光亚以二机部名义起草了《核装置聚合爆轰产生中子的试验情况简报》,经二机部领导审阅后,上报邓小平、聂荣臻、罗瑞卿等中央领导。随后,他又组织起草、修订 《全球聚合爆轰出中子的模拟试验》方案,部署开展1∶1全尺寸爆轰出中子模拟试验(即“冷试验”)。

为确保“冷试验”任务的完成,1964年3月28日,朱光亚和王淦昌等组织研讨大型炸药件加工工艺问题,确定1∶1尺寸炸药球的成型工艺。3月30日,朱光亚组织起草、审订九院 《1964年科研工作计划纲要》,分三个部分详尽部署了第一颗原子弹研制试验各项工作。4月6日,组织科研人员对某试验光学与电子学测试结果进行了总结分析。4月11日,周恩来主持召开中央专委第八次会议,决定首次核试验采用塔爆方式,要求9月10日前做好准备。第一颗原子弹研制试验大会战进入最后冲刺阶段。

在“冷试验”之前,朱光亚还对新疆罗布泊核试验场区进行了实地考察和调研。核试验场区选在干旱少雨的戈壁滩上。为了掌握实地情况,1964年4月22日,朱光亚同李觉、吴际霖等一起,从青海核武器研制基地出发,先乘火车,再乘汽车,行程上千公里,对沿途铁路、公路、“搓板”路及站台转运、气象、历年气候变化等情况进行了详细调查。到达场区后,朱光亚详细了解试验铁塔、主控站、指挥中心、简易机场、后勤保障、通讯、运输条件等各方面情况,并召开了关于原子弹试验用铁塔装置的技术协调会议。根据实地考察掌握的情况,朱光亚重新起草了《对试验铁塔技术要求的初步意见》,并修改补充了原子弹装置的运输方案。

朱光亚在办公室伏案工作

考察期间,朱光亚与核试验基地研究所所长程开甲等围绕试验技术问题进行了多方面对接交流。朱光亚将有关核爆炸产物样品采集和分析测量问题带回青海基地,组织科研人员进行研究,最终于5月14日形成了《某测试项目对样品的要求》,提出了超铀元素产额分析测量样品采集的三个方案,为核试验基地研究所开展测试技术准备工作提供了科研思路。

1964年5月到6月,朱光亚围绕着第一颗原子弹的试爆,领导开展和解决了一系列重大技术问题,包括:1.引爆控制系统。在确定第一颗原子弹使用远距离有线控制的引爆方法之后,朱光亚指导开展了引爆系统试验,于5月23日总结试验情况,修改形成了九院《科研工作简报(第五期)》报送二机部。2.长途运输问题,即“产品”(596原子弹)如何由青海安全运往新疆罗布泊试验场。朱光亚主持起草了《596产品包装运输模拟试验情况汇报》,拟订了《596产品运输注意事项》,并于6月2日—5日组织进行了“产品”运输模拟试验,结果表明“产品”及控制系统能够经受住运输环境的考验。3.“产品”技术安全问题。针对铀部件加工过程中发生的铀屑燃烧事故,朱光亚于6月18日组织有关人员认真分析查找原因,总结经验教训,形成了《事故初步分析和检查》报告,提出了立即对技术安全问题做一次深入检查的任务。4.次临界度实测。6月,朱光亚多次深入科研一线现场,检查指导开展核装置次临界度的实验测量,并根据每次试验结果制定出次临界安全操作规程,确保原子弹装配过程的所有环节即使按最苛刻、最不利的条件,都具有足够的次临界安全性。5. 金属表面防腐蚀问题。朱光亚根据九院四室金属表面防腐蚀试验的初步结果,组织起草《金属表面防腐措施初步意见》,提出了三项具体措施和注意事项。

经过努力,6月6日,1∶1全尺寸的爆轰出中子模拟试验如期举行并获得圆满成功,朱光亚现场参加了试验的组织指导。这次“冷试验”是正式核爆炸之前的一次全面考核,结果说明第一颗原子弹从理论设计、结构制造、加工能力到试验测试等各项工作已经成熟,标志着主要技术难关已经扫清,具备了转入核爆炸试验的技术条件。中央专委发来贺电,正在青海基地视察的张爱萍当即赋了一首《赠朱光亚及九院全体同志》的诗: “祁连雪峰耸入云,草原儿女多奇能。炼丹修道沥肝胆,应时而出惊世闻。”对于这次“冷试验”的成功,“两弹元勋”陈能宽在回忆中写道:“因为光亚积累了各方面情况,所以能够写出超脱性、综合性的报告”“不出所料,我国第一颗原子弹应时在新疆热试验场爆响,我们满怀豪情地欢庆中国圆了打破核讹诈的‘惊世闻’之梦!”

组织我国第一颗原子弹试爆

“冷试验”成功之后,我国第一颗原子弹试爆进入了直接实施阶段。6月12日,朱光亚组织起草《596装置国家试验大纲》。《大纲》写明了首次核试验过程中核装置运输、总装与质量检查、引控系统安装调试、测试项目等各个环节的工作要求以及所要达到的目的,成为第一颗原子弹试爆的指导性文件。

7月初,九院组织了名为“第九作业队”的参试队伍,院长李觉任队长,朱光亚和吴际霖任副队长。九院第九作业队参试人员分批从青海基地前往新疆罗布泊核试验场区,朱光亚在与吴际霖一起实地勘察了从青海基地至罗布泊场区的空运、陆运细节,并研究落实了各环节技术保障措施之后,也于8月20日和李觉一道抵达试验现场,住进与爆心铁塔相距仅500米之遥的第九作业队营地。据朱光亚后来写的《参加首次核试验工作总结》记述: “我们参加试验的工人、工程技术人员、党员干部共222人,7月份起陆续前往国家试验基地”,“第九作业队围绕着‘596’在核试验场区奋战了三个多月,一直到原子弹爆炸成功”。8月,成立了国家首次核试验委员会,张爱萍任主任委员,朱光亚任副主任委员,并兼任委员会下设的试验部副部长。8月23日,在青海基地加工和验收完毕的模拟弹运至核试验场地。8月26日至9月1日,使用模拟弹进行了一次全场区联动综合预演,卓有成效地达到了预期目标,标志着首次核爆已经可以转入正式试验阶段。9月23日,张爱萍邀集刘杰、刘西尧、吴际霖、朱光亚等人在北京召开会议。遵照周恩来指示,对首次核试验用的原子弹的运输、安全保密等各项工作进行了具体研究和布置。根据会议安排,朱光亚同吴际霖和刁筠寿在第二天(9月24日)赶赴青海核武器研制基地,对正式试验用原子弹的质量、规格包装以及装车、运输等工作进行仔细检查。9月28日,朱光亚随运输实弹核心部件的专机到达核试验场区,检查正式试爆前的各项工作。10月5日,首次核试验委员会常委会议讨论研究了试验程序、回收计划和紧急刹车、试验指挥等几个问题,基本同意试验部报告的试验程序计划方案,并对产品“投篮”方式、产品上塔、接收钥匙、接插雷管、指令发出等审批程序进行了补充。会议要求,试验部就解决耐压试验和联试的矛盾问题组织九院与21基地研究所进行专题讨论,九院要进一步研究“紧急刹车”问题。会议决定,

“701工区”(第九作业队701分队负责的铁塔爆心区域)指挥所由李觉任指挥兼政委,朱光亚和吴际霖、李信、陈能宽任副指挥。关于原子弹爆炸的“零日”“零时”,要根据天气情况确定。10月9日,会议决定把正式试验时间放在10月15日至20日之间,并派办公室主任李旭阁进京向周恩来报告。根据周恩来、罗瑞卿关于党中央批准试验计划的重要指示精神,14日,会议议定10月16日为试爆“零日”。15日,会议根据天气情况最后确定“零时”为16日15时。朱光亚作为第九作业队负责技术的副队长,在铁塔爆心第一线指导检查。10月14日,他在现场监看了第一颗原子弹的部件装配过程。16日晨,当第一颗原子弹吊升到铁塔爆室并安装固定后,他到塔顶进行最后检查,直到中午雷管插接完毕才随作业队最后一批人员撤离爆心地区,此时离“零时”只有不到3个小时。16日15时整,我国第一颗原子弹爆炸成功。朱光亚和他的战友们向党和人民提交了一份满分的考卷。

1964年10月16日下午第一颗原子弹爆炸成功后,张爱萍将军在试验现场与朱光亚、吴际霖等九院领导人握手庆贺。

关于我国第一颗原子弹爆炸成功的公开报道,为配合《人民日报》于16日晚10点发布的《新闻公报》和《中华人民共和国声明》,还需要刊发照片作为印证。周恩来曾问张爱萍,“如果美国不承认我们是核爆炸怎么办”,回答是发表照片可以证明。为此,张爱萍委托朱光亚就发表照片问题撰写一份报告。10月21日,朱光亚写出《关于在报纸上公布第一次核爆炸烟云照片的报告》。张爱萍携带这份报告和一组核爆炸蘑菇烟云照片回到北京,经周恩来筛选后,11月5日《人民日报》刊发了其中的两张。

1964年11月5日《人民日报》刊发的两张我国第一颗原子弹爆炸成功时的照片

另外,朱光亚还为配合八一电影制片厂拍摄的第一颗原子弹爆炸过程的影视资料,于12月9日致信国防科委并张震寰副秘书长,随信附上了向中央领导汇报首次核试验电影中核装置的具体技术数据。第一颗原子弹爆炸成功后,朱光亚与同事们一起对这次核试验的技术工作进行了全面的总结,撰写九院第九作业队《参加首次核试验工作总结》。后来曾先后担任中国工程物理研究院(前身是九院)院长的朱祖良、胡仁宇、胡思得在回忆文章中写道: “就在人们沉浸在试验成功的喜悦之中的第二天,朱副院长就赶忙组织起草首次核试验技术总结报告。这个总结连同他亲自撰写或组织起草的其他许多文件一样,都为我们的核武器研制与试验奠定了极为重要的科技基础,并提供了宝贵经验。”12月28日,朱光亚整理出了反映美、英、法三国初期核试验水平的资料,写道:“连美国原子科学家也不得不承认,我国这次(首次)核试验已超过了美、英、法初期核试验的水平。”

推进“三级跳”及氢弹研制

早在首次核试验之前,党中央就提出了我国核武器研制“三级跳”的设想,计划在第一颗原子弹爆炸成功之后,立即进行机载核航弹的爆炸试验和导弹与核弹头“两弹结合”的研制。首次核试验任务圆满完成后,朱光亚迅速转入到下一阶段核航弹以及导弹与核弹头“两弹结合”的研制和试验工作中。

关于核航弹试验,朱光亚回忆说: “1962年9月制订了先进行原子弹塔爆试验、接着再进行核航弹空爆试验的‘两年规划’,并开始核试验的全面准备。”由于在塔爆试验的研究和试验中,航弹空爆的设计与实验已经在同步进行并已取得成果,所以当“596”试验成功后,很快就进入了空爆试验的准备。1964年12月10日,朱光亚组织起草、修订了《关于核航弹空爆试验任务准备与协作要求的报告》,并报二机部和国防科委,将具体安排试验拟分为两步走:第一步,“冷试验”(不装核材料,用模拟材料代替)。第二步,“热试验”(即装有铀235的原子弹)。“冷”“热”试验产品各备两个,再准备三个配重产品,供空投瞄准训练用。根据报告的部署,九院只用了几个月就完成了试验前的各项工作,并与三机部、空军和核试验基地协同合作,于1965年5月14日顺利完成了原子弹空投爆炸试验。

关于“两弹结合”,聂荣臻指示九院, 要抓紧时间开展小当量核弹头的研究、设计工作,要尽快与国防部五院协商拟定“两弹结合”协作的要求。这时,九院已经制订了核弹头研制计划。3月,朱光亚在参与计划及组织实施过程中,呕心沥血,提出核弹头试验、工艺定型进度及对外协作项目。9月11日,朱光亚参加中央专委办公室第十四次会议,研究“两弹结合”有关问题。会议决定,由二机部与国防部第五研究院共同组织方案论证小组,进行“两弹结合”的研究、设计工作。11月10日,朱光亚参加某任务技术委员会会议,介绍“东风二号”导弹、核弹头“两弹结合”设计原则和要求。12月3日,他又参加二机部九院和七机部五院联席会议,讨论商定“两弹结合”分工协议计划。会后,他起草了《关于两弹结合的会议纪要》,并为二机部部长刘杰准备向中央专委第七次会议汇报《两年规划》执行情况和今后工作安排有关内容的材料。这份材料提交到12月5日的中央专委会,会议作出了“核武器的研制方向,应以导弹头为主,空投弹为辅”的重要决策。经过两年努力, 1966年10月27日,我国第一次导弹核武器发射爆炸试验取得圆满成功,标志着中国有了可用于实战的核导弹。

朱光亚后来回忆说: “继原子弹塔爆试验和空投核航弹爆炸试验之后,1966年下半年,我们又成功地进行了导弹运载核弹头爆炸试验和氢弹原理塔爆试验,到1966年底,一步接一步地实现了我国核武器的所谓‘三级跳’计划。”

1966年12月我国氢弹原理塔爆试验成功后,聂荣臻元帅与朱光亚在核试验现场交谈。

对此,人们评价说:朱光亚、钱学森等把物理成果转换成工程成果,把科学技术转换成国家战力,是具有战略眼光的科学家。 从原子弹到氢弹,从第一代核武器到第二代核武器,从地面、空中核试验到地下平硐、竖井核试验,朱光亚参与攻关、组织领导、主持指挥了我国40余次核试验中的每一次试验,其中30多次是在试验现场组织指挥。他全程参与领导了我国核科学技术的创建与发展,团结科技工作者为我国建立精干有效的核自卫力量、奠定国防安全基石立下了卓著功勋。

朱光亚一家在中国核试验基地合影(左起:长子朱明远、朱光亚夫人许慧君、朱光亚、女儿朱明燕、幼子朱明骏)

来源:《百年潮》2025年第2期

作者: 朱明远( 朱光亚长子) 陈如标