去年6月,中核集團在蘭州鈾濃縮基地宣布,經過多年研制,我國核工業關鍵技術——鈾濃縮技術完全實現自主化,并躋身國際先進水平行列,這標志著我國成為繼俄羅斯等少數國家之后,自主掌握鈾濃縮技術并成功實現工業化應用的國家。
大部分核電站需使用低濃鈾燃料,其中鈾235的含量約為2%—5%。而在天然鈾中,鈾235的含量只有0.7%,其余皆為鈾238。提高鈾235含量的工藝過程被稱為鈾濃縮。
中核集團公司總工程師雷增光當時在接受科技日報記者采訪時說,目前主要采用氣體離心法來實現鈾235和鈾238的分離。電磁法、熱擴散法、氣體擴散法已被淘汰。
但在半世紀前,用氣體擴散法實現鈾濃縮是經歷了一番波折的。
“這是中蘇合作中新增加的項目。”原核工業部辦公廳主任李鷹翔曾在原二機部部長劉杰身邊工作多年。他告訴記者,1956年中蘇合作秘密談判時,在談到核燃料循環時,蘇方介紹,生產濃縮鈾235的原料可以用天然鈾,也可以用經反應堆輻照過的乏燃料回收的鈾,換言之,一種鈾原料可以生產钚239和鈾235兩種產品。
“帶隊的劉杰部長意識到,之前對核燃料循環流程了解不夠,雖然外國專家們認為搞鈾濃縮235工廠用電量很大,投資也很大,但缺了這個環節,將造成鈾資源的很大浪費。”李鷹翔回憶,幾經爭取,終于在《關于蘇聯為中國在建設原子能工業方面提供技術援助的協定》中,增加了鈾濃縮廠項目。
“幾千臺機器串聯起來,經過相當長的過程,逐漸將鈾235含量富集到90%以上。”但李鷹翔說,如何使設備一級一級聯系起來啟動,如何裝料,取得合格產品,需要大量復雜的計算。
協定簽訂后的頭三年,蘇方向我國交付了擴散機等重要設備和技術資料,并先后派來60余位專家幫助建廠。蘇聯專家撤走后,留下的是沉睡的廠房、設備,成堆的疑點、問題,殘缺如天書的資料……
優秀的女理論物理學家王承書就在這時候被調來,啃這塊難啃的“骨頭”。
當時我國僅有一臺15萬次電子計算機,為檢驗結果的準確度,王承書堅持用手動的機械計算機做必要的驗證。瘦弱的她一個手指力量不夠,只得將右手指壓在食指上,一下下敲打按鍵,一得到數據便馬上記錄在筆記本上。如此枯燥的工作,她和兩位同事干了一年多,僅有用的數據就裝了三只抽屜,電子計算機算出的10箱紙條,她都一一過目。夜以繼日地計算數字、推導公式,一個個級聯方案和分批啟動方案。
1962年9月,二機部制定了實現第一顆原子彈爆炸試驗的兩年規劃,要求鈾濃縮廠在1964年1月具備出產品的條件。
李鷹翔解釋,這意味著首先要重新計算擴散機組的啟動方案。原來的啟動方案是在蘇聯專家指導下制定的,即擴散機組共分9批啟動,在第7批啟動后生產出高濃鈾產品。按照該方案,拿到產品至少要到1964年4月,比兩年規劃要求晚了3個月。技術人員根據現實條件,對啟動方案重新計算,最后提出在原方案中的第5批擴散機組啟動時拿產品。這個方案可以實現在1964年1月拿產品,缺點是啟動期間得到的產品比舊方案少。
方案經批準后,一場決戰14個月的戰斗打響了。
1964年1月14日11時,當精料豐度第一次達到設計值時,在被下達取產品的命令后,操作員劉曉波按照操作流程,輕輕打開產品容器上的進口閥,高濃鈾氣體緩緩流入產品容器被冷凝。產品分析報告很快出來了,分析結果表明產品質量完全合格。
50年后,親手操作提取了第一瓶高濃鈾產品的劉曉波回首往事,仍歷歷在目,激動不已:“為振國威、壯軍威、提高我國的國際地位起了重大作用。”
是年10月16日,當一朵巨大的蘑菇云在神州大地西北角升起時,最初西方新聞媒介的反應是“中國原子反應堆已運轉多年,依此積累一顆原子彈所需要的钚239,并非難事”,但當國外分析出我國是用鈾235做核燃料后,他們大感驚訝,這才意識到中國已掌握了制造原子彈的最關鍵技術,即鈾同位素分離技術,核燃料已經可以從氣體擴散工廠進行工業化生產,而且還掌握了先進的向心聚爆技術。
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