张爱萍将军(右一)在试验场向*总理报告
1966年9月27日上午9时整,中国用自行设计研制的第一枚地地导弹,将核弹头从巴丹吉林沙漠投送到了新疆的罗布泊,核弹头在靶标上空精确爆炸。“两弹结合”试验的成功,结束了中国核武器“有弹无枪”的局面。也就在这一年,我国组建了战略导弹部队——第二炮兵。
“两弹结合”首次试验成功后,聂荣臻和钱学森等人合影留念
第二阶段:核弹与导弹我国在集中人力物力资源进行研制原子弹攻关的重要时刻,中央指示,原子弹研制成功以后一定要突破氢弹研制。为此,我国科学工作者从1960年就已经开始着手进行氢弹研制原理的预研工作。此后,我国氢弹跟随原子弹并行研发,成就了我国两代实战化核器的顺利发展。正是这一招妙棋,我国氢弹的研制时间大大缩短,创造了令全世界震惊的速度。
1.未雨绸缪,“国产土专家一号”从零开始研制氢弹
据原中国科学院党组副*、副院长张劲夫回忆,我国核弹由原子弹向氢弹发展,既有领导层高瞻远瞩、超前筹划,也有科技工作者鞠躬尽瘁、团结协作。其中,钱三强起了重要作用,功不可没。
1960年6月,时任二机部副部长钱三强提出,氢弹是要以原子弹做引爆器,但它与原子弹有不同的原理和规律,与轻核聚变反应有关的理论问题,需要有人先作探索,宜早不宜迟。时任二机部部长刘杰与钱三强商量后提出氢弹预研项目,钱三强具体进行组织安排。1961年1月12日,钱三强亲自将秘密进行氢弹理论研究的任务交给了在原子能研究所工作的于敏等人。
于敏曾被日本原子核物理专家朝永振一郎赞誉为中国的“国产土专家一号”。钱三强之所以把于敏从北京大学调入原子能研究所,就是为了加强氢核理论基础研究,通过先期预研,为原子弹成功后继续发展氢弹进行超前准备。在钱三强主持下,以原子能所“中子物理领导小组”为名,组织于敏、黄祖洽、何祚庥等开展基础研究,为后来的氢弹研制作准备。
正是由于钱三强提出的超前方案和独具慧眼的学术组织工作,我国氢弹和实战化核武器研发才能“立题早、动手快、方案巧”,确保了能够在尽可能短的时间内赶上和超过西方国家。
于敏先生(右)与黄祖洽(中)、何祚庥先生(左)在一起(1993年)
统计原子弹到氢弹突破原理试验的时间,法国八年零六个月,美国七年零三个月,英国和苏联四年零三个月。其主要限制在于计算特别繁复。当时中国的计算设备与上述国家毫无可比性:当时整个国内仅有一台每秒万次的电子管计算机,并且95%的使用时间分配给原子弹的计算,留给于敏等用于氢弹设计的时间仅有5%。于敏工作组只有人手一把计算尺,加上记忆力和废寝忘食地计算,攻克了一个又一个未知的领域。
自1960年到1965年初,于敏、黄祖洽等科技人员共写出了69篇研究报告,对氢弹的各种物理过程和氢弹的作用原理及可能结构,进行了多方面深入探讨,并解决了一系列热核材料燃烧的应用问题。张劲夫同志在回忆这段时期时,一方面,特别强调了于敏等科学工作者的顶梁柱作用,对于敏在氢弹设计方案和突破技术难关方面,进行了高度评价;另一方面,对二机部核武器研究所团队的的出色工作,也赞誉有加。
二机部作为当时制造核武器的主管部门,除从科学院调去一批专家外,还从一些高等院校调去朱光亚、周光召等科学家。这些科学家在我国核弹发展事业中,都作出了重要贡献。正是体制的保障和集体的力量,才使得我国从原子弹到氢弹的这一发展过程,创造全世界范围内时间最短的辉煌计录。
2.“原子弹要有,氢弹也要快。”
我国原子弹爆炸试验虽然成功了,因当时国际承认的真正意义上的战略核武器是指威力更大的氢弹,我国核弹发展的主要工作转入氢弹的研制。*主席曾为此作出指示:“原子弹要有,氢弹也要快。”氢弹义不容辞地成为新中国核弹事业发展的重中之重,原子能研究所的“轻核理论组”一下子被推到了核武器研制的前列。
氢弹研制远比原子弹复杂,相关理论涉及理论物理、原子物理、核物理、中子物理、辐射流体力学、等离子体物理、凝聚态物理、爆轰物理、应用数学和计算数学等诸多学科。于敏院士生前接受采访时曾指出:“氢弹既有工程问题,又有技术问题,又有科学问题。是三者都有的一种尖端技术。所以要学的东西很多”。
众所周知,在当时重重技术封锁的国际环境中,核大国对相关技术更是绝对保密。时任“轻核理论组”副组长的于敏和同事们凭着造“争气弹”的精神,自力更生、艰苦奋斗,从零开始研制氢弹。
1965年1月,于敏与“轻核理论组”集体调入二机部第九研究院(中国工程物理研究院前身)。1965年9月底,于敏率领研究人员赴上海华东计算技术研究所,利用该所假期间空出的J501计算机(运算速度为每秒5万次,当时国内速度最快)完成了加强型原子弹的优化设计。
上海的近百个日夜,于敏经常半跪在地上分析堆积如山的计算纸带,终于形成了一套从氢弹初级到能量传输到氢弹次级的原理到构形基本完整的氢弹理论方案,氢弹设计取得了重大突破。朱光亚院士评价称,在突破氢弹的技术途径的过程中,“于敏发挥了关键作用”。这一作用被一同参与研究的同事们直接评价为氢弹的“首功”。
于敏完成的一套从氢弹原理到构型的基本完整方案
接下来的一年,氢弹原理核试验准备工作也紧锣密鼓地展开了。众所周知,氢弹构型设计作为热核武器的核心关键技术,于敏独立自主创新了与美国的TU构型不同的本土构型——即后人以于敏名子命名的于敏构型。正是这种构型保证了我国能够以仅仅不到三年的时间就实现了由原子弹到氢弹的过程。1966年12月28日,氢弹原理试验取得圆满成功。中国成为继美国、苏联和英国之后,第四个掌握氢弹原理和制造技术的国家。试验现场蘑菇云腾起后,于敏拿到测试队报来的测试结果,脱口而出:“与理论预估的结果完全一样!”。至此,我国完全具备了设计实战型氢弹的条件。
1967年6月17日,我国又成功进行了全威力氢弹的空投爆炸试验。中国人凭智慧和毅力打造的自己的“人造太阳烟云升离地面10公里”,在距爆炸点以北250公里处仍能看到。从突破原子弹到突破氢弹,中国的速度创下世界之最:美国用了7年零3个月,前苏联用了6年零3个月,英国用了4年零7个月,法国用了8年零6个月,中国用了2年零8个月。