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长缨在手 敢缚苍龙

 
 
 
 
 

日志

 
 

于敏与中国第二代核武器的研制   

2016-02-04 11:08:11|  分类: 铸剑春秋 |  标签: |举报 |字号 订阅

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呕地沥血小型化  二代武器壮中华

    林彪派出得力干将直接插手核武器事业,不久折戟沉沙温都尔汗。继而“四人帮”大搞“批林批孔”,项庄舞剑,意在沛公。他们总的目的都是为了篡党夺权,直接的目的是批“周公”,夺周总理的权,直接控制核武器研究院。他们的例行逆施,严重地破坏了核武器研究院的科研队伍,致使一度人心思散,有许多科研骨干纷纷要求调离该研究院。
    理论部要求调离者虽非全院之最,但是数目也相当惊人,前后达数百人之众。
    于敏出身贫寒,突破氢弹原理他位居首功;“文化大革命”中“抓革命,促生产”,他被指定抓科研,领导对他还比较关照。周光召、黄祖洽他们调走后,领导决定把他留下来,继续抓科研。用他自己的话来说,他在文化大革命中沾了抓业务的光,否则早就当“运动员”,不知批成什么样子了。
    当年钱三强找于敏谈话,要他探索氢弹原理时,于敏曾想过,等氢弹突破后再回去搞基础科学研究。“文化大革命”结束,钱三强复出后又问过于敏是否愿意回科学院去。现在周光召、黄祖洽他们都走了,他又何尝不想一走了之?但此时此刻他审时度势,估计自己走不了;即使他要求调走,领导也不会批准他走。因为早在第一代核武器的研制过程中,国防科工委和二机部就提出了研制第二代核武器的任务,并指示要采用先进技术,以高比当量、小型化作为第二代战略核武器发展的核心,同时研制中子弹。于敏深知这个任务的艰巨性。核武器研究院虽然已经成长起来一支技术力量很强的科技队伍,但是在理论方面,了解全面业务,经验丰富,能在业务上把关拍板的业务领导只剩下他一人了。如果他再一走,谁来领头完成理论设计任务?他想自己年轻时,虽然对基础科学研究情有独钟,现在也仍然饶有兴趣;但是,核武器的进一步小型化和中子弹的突破,关乎到我国第二代核武器的研制,乃国家的根本利益所在。两者相比,孰大孰小,孰重孰轻,他心中一清二楚。“位卑不敢忘国忧”,幼时日寇烧杀抢掠的情景还历历在目。他觉得他不能丢下这样重大的事情不管,他有责任留下来与大家一起把这个工作做好。因此,他只好婉言谢绝钱三强的好意。
    1980年理论部领导班子大改组,于敏被任命为核武器研究院的副院长兼核武器理论研究所(即理论部)的所长。于敏深知第二代核武器研制的重要性和技术难度,他觉得自己也应该义不容辞,全力以赴地抓好有关的业务工作,但是,不必挂所长的头衔,当个副所长就行了。于敏几经推辞后勉强接受了任命,挑起了这付重担。而后,他一如既往,全身心地投入到第二代核武器的研制中,领导和组织大家实现了一次又一次的突破,把我国的核武器推向新的发展阶段,达到了国际先进水平。
    高比当量、小型化核武器和中子弹的研制谈何容易!要想研制成功,无论在原理、材料和构型上都要有新的发展,新的突破,难度之大,任务之艰巨是局外人无法想象的。在研制的道路上可谓是荆棘丛生,悬崖处处。
    核武器由炸药起爆到核能释放包括了一连串的物理过程,每个过程均由前一个过程创造条件。每个过程只有在合适的条件下,才能达到预期的目的,从而给下一个过程创造必要的条件。过程相关,环环相扣,哪一环出了问题,都要“一着不慎,满盘皆输”。第二代核武器之难,就难在对每一个过程都要有深入的认识,要尽量减少设计裕量。“裕量”意味着代价。“裕量”太大,核武器不可能小型化;“裕量”太小,可能掉入“悬崖”,过程不能正常动作。又要尽量减少设计裕量,又要保证每个过程正常动作,于敏将此称之为“逼近悬崖”。一“逼近悬崖”,原来不敏感的物理量,就变成了临界的物理量;原来如履平地的物理过程,则变成了如临深渊。
    如何掌握这些物理量的“度”?于敏这时才深深地体会到了“失之厘毫,差之千里”的真正含义。掌握好这个“度”,第二代核武器就可能研制成功,掌握不好,就可能失败。该选择怎样的技术路线?怎样才能攻克第二代核武器?作为理论研究和设计领头人的于敏,真正地感受到了自己肩上的担子有多重!
    从第二代核武器预研开始到80年代中后期,于敏一直是我国核武器物理设计的主要业务领导和把关人。为了完成第二代核武器的研制任务,于敏认识到必须做好以下三件事:
    第一,必须坚决贯彻中央发展核武器的“有限目标,先进技术”的方针,真正做到集中力量,少花钱、办实事,力求采用先进的设计思想,先进的技术,从战略需要出发,突出重点,紧紧抓住高比威力、小型化核武器和中子弹这个主要研究目标,逐步缩短与核大国的差距。同时,在总的目标指引下,随着认识的逐步深入和技术的不断发展,必须明确每个阶段的分目标,缩短战线,集中力量打歼灭战,一个个突破技术难关。
    第二,必须谨慎地选择技术途径,力求做到不走弯路或少走弯路。技术途径一旦选择失误,要付出巨大的代价,造成最大的浪费。于敏觉得他的主要责任之一就是掌握正确的技术途径。为此,他必须创造一个宽松的环境,活跃大家的思想,发扬理论部优良的学术民主气氛,充分发挥这支无私奉献,团结协作,以大局为重,有战斗力的队伍的群体作用,集思广益,大胆创新,利用计算机模拟实验平台和理论分析,对每条技术途径进行系统、深入细致的物理分析,反复比较,权衡利弊,择优选用。
    第三,在技术途径选定以后,必须将复杂的物理和技术问题进行分解,狠抓物理和技术关键。对关键的物理和技术问题,必须充分发挥实验室硬件平台和计算机软件平台以及深入细致的物理分析这三种科学手段相辅相成的作用,过细地做工作,决不放过任何一个隐患。凡是能在实验室解决的问题,决不带到却试验上去解决。每次热试验,所要解决的问题都是必须通过聚试验才能解决的。对那些必须通过热试验解决的问题,必须绉过反复推敲,力求恰当地掌握它的“度”,努力做到对那些没有太大把握的地方,既留有一定的裕量,以便确保试验成功;又能保证设计方案的先进性。
    在研制第二代核武器的过程中,于敏始终严格按照以上这三条准则办事。他深入群众,深入第一线,与大家一起讨论,共商业务大计,一起选择技术途径,一起进行物理分解,在理论部带出了一套良好的科研作风。
    核武器小型化包括初级和次级的小型化。早在70年代初,于敏就意识到初级小型化的重要性。他选定了小型化初级的类型,提出了主攻方向,对小型化的可能性和小型化的尺寸等都做了分析和粗估,并组织人进行了多年的深入研究和理论设计,正式进行了热试验。
    热实验虽然取得了圆满成功,但是于敏的心中却非常沉重。他忧心忡忡,觉得这样的初级虽然小型化了,但是在性能上还存在一些严重的缺点,不适合武器化的要求,认为那时初级小型化采取的不是一条正确的技术途径。他与许多人讨论,指出问题之所在,提出自己的想法和建议,要求大家探索进一步改进初级的正确技术途径。大家对于敏的分析和意见非常赞成。在上海出差算题的人员,试算了许多物理模型,终于发现了一条新的改进初级的技术途径,对武器小型化大有裨益,正可解决于敏担心的问题。
    消息传到北京,马上引起于敏的重视。于敏在北京又组织人做了许多计算,进行了仔细的论证,确认这条技术途径是可行的。他非常激动,在论证会上做总结时动情地说:“这个问题至关重要,每个人都必须高度重视。否则,出了问题,无法向人民交待!看来我们已经找到了很好的路子,但是要变成可以实施的方案,任务还非常艰巨,还有几个大的问题必须解决。”然后,他对这几个问题进行了物理分解,并对如何开展工作一一做了部署,组织大家对新型的小型化初级进行攻关。后来,热试验取得圆满成功,证明经过谨慎选择的这条技术途径是正确的。这是我国核武器小型化的第一次突破。
    积突破氢弹原理和第一代核武器研制的经验,于敏感到,要突破第二代核武器必须加强核武器物理基础研究,加强理论与冷、热试验的结合。
    核武器的大部分物理过程都是在高温、高密度的等离子体状态下产生和发展的。这种等离子体状态下的物理现象、物理规律和物理机制,目前在地球上只有在核武器里才能够真实地、完整地产生和出现。因此,必须加强热核试验的测试及诊断理论研究。热试验的测试数据只有通过与诊断理论相结合,方能推断核武器内部的物理现象、物理规律和各个过程的特征物理量,加深对核武器物理的认识。
    从突破原子弹开始,理论部就非常重视核武器诊断理论,那时有一个小组专门研究诊断理论,做了相当好的工作。本来应该进一步发展和完善核武器诊断理论的;令人遗憾的是,“文化大革命”期间,这个小组被冲散了。
    70年代中期,国防科工委和二机部下达了第二代核武器的研制任务,由理论部进行预先研究。那时,于敏经常到核试验基地出差,深切地体会到进一步发展热测试和诊断理论的必要性和迫切性。他与周光召商量,下决心成立了中子物理研究室,并成立一个小组,专门研究核武器诊断理论,与西南和西北两个热测试研究所配合,研究测试项目和测试数据。在于敏的关心和指导下,通过多年的努力,我国的核武器诊断理论取得了长足发展。目前,我国的热测试已经系统化,形成了一套基本完整的体系,并已经为我国成功地研制第二代核武器发挥了关键作用。
    于敏在初级小型化的研究任务中真可谓是“智者千虑生怕一失”。有一次,热试验装置已经下到井口4米处,零前的准备工作正在有条不紊地进行。可是,身在北京的于敏,心系戈壁,仍在苦苦地思考着这次实验的理论设计方案有无考虑不周的地方。他逐一地考虑每个物理因素,突然发现有一个物理因素在过去历次热试验中虽然都不起作用,但是现在情况变了,应该考虑它的作用。这次在理论设计中虽然已经安排上机计算,但现在还没有计算结果。他从床上爬起来,伏案进行粗估,果然发现考虑这个因素与否,有可能影响热试验的结果。
    第二天他早早地叫作者把有关人员请到他的办公室开会,一边进一步进行粗估、讨论,布置对这个物理因素用多个程序立即进行对算,一边让作者与国防科工委机关联系,马上陪他去向国防科工委汇报,请求试验场地马上暂停作业,等待计算结果,决定是否要采取一些加固措施。
    他明知牵一发动全身,理论设计的任何一点变动都要牵动全局,特别是在此时此刻,因为有一个物理因素考虑不周提出来暂停作业,很有可能要遭到首长的批评。但是,如果不向首长汇报清楚,不请求暂停作业,万一这个因素果真起作用,导致试验失败,造成巨大损失,岂不留下千古遗憾?
    “事到万难需放胆,两害相权取其轻”。于敏在汇报时,坦诚地做了自我批评,主动地承担了理论设计考虑不周的责任,果断地请求试验场地暂停作业。他这种实事求是的科学作风和负责精神,受到了组织的表扬和同志们的敬佩。
    于敏回到所里,有关的科研人员正在按照他的部署,兵分四路,在四个计算机房里紧张地进行计算。各级领导不断地来电话催问计算进展,在试验场地指挥作业的邓稼先更是心急如焚,一会儿一个电话:“老于,还要多长时间才能出结果?”“如再推迟,雷雨来了可不得了啊!”
    然而,于敏犹如指挥若定的一员大将。他运筹帷幄,指挥着四路大军的计算。晚上,他守在电话机旁,直至深夜还不睡觉,等着听计算结果;白天,他早早地到办公室,或接电话,回答各级领导和邓稼先的询问,或埋头看送来的纸带,分析最新的计算结果。经过两天一夜的连续奋战,计算结果终于出来了:四个程序计算的结果均表明,那个物理因素虽有一些影响,但无关大局,并不会影响到试验的成败,不需要采取加固措施。
    于敏几天来绷紧的心弦总算松弛下来了。他把眼光从纸带上移到围着看结果的同事们的脸上,露出笑容,站起来对大家说:“事大如天,罪也休。只好如此了!”并立即去向首长汇报,请试验场地马上恢复作业。
    热试验按时进行,取得了圆满成功。在这次热试验的总结会上,于敏意味深长地说:
    “‘自谓经过旧不迷,安知峰壑今来变’,那个因素在过去和这次实验中虽然没有造成影响,但不等于它永远不起作用。在以后的理论设计中必须小心谨慎,不能让它滑过去。一旦它真的起作用,而又把它忽略了,巨额资金和成千上万人的劳动,就全部浪费了。”
    在后来一个新型号核武器的研制中,那个因素果然不能忽略。
    在于敏的周密安排和严格把关下,经过有关科研人员的努力拼搏,80年代终于完成了突破新型初级小型化原理的任务。
    与此同时,中子弹的研制也进展顺利。
    于敏非常清楚,中子弹的物理过程比之过去的热核武器有自己明显的特征;但是他也非常担心有的因素因为无法通过实验室的物理实验进行检验,如果在量上把握不准,有可能导致地下试验失败。因此,他不但要求设计人员要仔细地分解复杂的物理过程,而且要求他们在具体的理论设计中要留有裕量。
    于敏的一贯作风是深入实际,直接掌握第一手资料,对一系列物理过程的特点了然在心。他深入群众,与大家一起分解物理关键。当他把几个最令人担心的物理因素综合起来分析时,发觉忽略了一些因素的影响,因而热试验成功的把握还不够大,还需要把理论方案设计得更加皮实一些。他指出这次是中子弹的原理试验,一定要成功;原理成功了,如果还有裕量,再做定型试验时,理论方案还可以改进。为此,于敏专门到院部去,向邓稼先、高潮和胡仁宇等领导详细汇报了自己的意见,要求将试验装置再加固一些。院领导经过讨论,一致同意于敏的意见。因为理论设计方案的小小的修改都要牵涉到加工生产等一系列问题,邓稼先半开玩笑地对他说:“老于,你给我提出这么一个难题,牵涉到方方面面的工作,我替你安排。热试验要再不响,我可就找你了!”
    有的人说于敏保守了,于敏只当没有听见。他身为所长和业务总管,对周恩来“严肃认真,周到细致,稳妥可靠,万元一失”的指示须灾不忘,他不能不做到万元一失。到了试验场地,他对有的物理因素和物理过程还放心不下,还在不断地与理论部的人员讨论和分析有关问题。
    在再次向各级领导汇报的会议上,陈能宽感概系之,脱口而出,背起了诸葛亮的《后出师表》:“……以先帝之明,量臣之才,固知臣伐贼,才弱敌强也……”于敏更是感慨万分,忧虑之情倾泻而出,接口背诵:“臣受命之日,寝不安席,食不甘味……”两人你一句,我一句地往下背,在坐者无不洗耳恭听,感情随之起伏。
    最后只听于敏一人背道:“夫难平者事也!昔先帝败军于楚,当此时,曹操拊手,谓天下已定。然后先帝东连吴、越,西取巴、蜀,举兵北征,夏侯授首。此操之失计,而汉事将成也。然后吴更违盟,关羽毁败,秭归蹉跌,曹丕称帝。凡事如是,难可逆料。臣鞠躬尽瘁,死而后已。至于成败利钝,非臣之明所能逆睹也。
    于敏为了初级的小型化和中子弹的研制,确实是事难平,寝不安席,食不甘味,全力以赴,做到了鞠躬尽瘁;然而中子弹有如许的复杂问题,又无法在实验室分别考查验证,也确实难可逆料。热试验的“成败利钝”,又岂是他之明所全能逆睹?于敏此时此刻,最后一气把《后出师表》背诵到底,决非在众人面前夸耀自己惊人的记忆力,实乃是他当时心情的真实写照。
    这次原理试验取得了圆满成功,为我国中子弹的研制和定型试验奠定了坚实的基础。
    于敏二十余年来,勤勤恳恳,兢兢业业,早出晚归,废寝忘食,昼夜思虑,为我国核武器的发展呕心沥血,作出了特殊的贡献。为了表彰他,1984年四川省和二机部分别授予他劳动模范的光荣称号,1985年全国总工会授予他“五一劳动奖章”;1987年于敏荣获全国劳动模范的光荣称号。

审时度势预则立

    20世纪80年代中期是我国核武器事业发展道路上的重要里程碑。不仅初级小型化原理试验和中子弹原理试验取得了圆满成功,第二代核武器的研制取得了重大的决定性的进展,而且次级小型化的技术途径也已明确。
    遥望地平线,于敏已经看见了我国核武器事业达到世界先进水平的曙光。但是,于敏没有盲目乐观,而是喜忧参半。他喜的是,我国的核武器事业已经奠定了持续发展的结实基础,现在已面临“为山九仞”的境界,离顶峰只有一仞之遥了,他为此感到无限欣慰。他忧的是第二代核武器还需要发展,还没有完全武器化,颇为担心“功亏一篑”。因为美国当时虽然仍在不断地做地下核试验,但是显然是已接近理论极限,只要政治上需要,就有可能结束地下核试验。假如美国提出全面禁试,我们必须做的热试验没有做,该拿到的数据没有拿到,岂不“功亏一篑”?他想,倘若果真如此,给国家和民族造成损失,那就事大如天,愧对人民了。
    于敏心急如焚,觉得必须马上与邓稼先商量商量这个问题。在他的心目中,邓稼先政治上比他敏感得多,他更了解全面的情况。1985年邓稼先已经身患肛管癌,出院后1986年再度住院,当于敏向他谈了自己的看法时,邓稼先正有同感。他提出要给中央写信,要求加速核试验,并把胡思得叫到医院,在病榻上与他们商量给中央写信的事。后来由邓稼先和于敏口述,胡思捐执笔,以邓稼先和于敏的名义给中央写报告,要求加快核试验,以便赶在全面禁试前做完我们要做的核试验。中央很快就批蹈了他们的报告。
    第二代核武器要真正做到武器化,满足部队要求,确保安全、可靠、有效,便于部队使用,还要进一步改进构型和小型化。为此,1986年于敏两次写信给当时的院长胡仁宇,其中之一就是建议他务必抓紧这项工作,加强这项工作的投入和研究力度。
    这项工作在理论部已经开展了十余年,先后有不少人参加过,但是因为技术难度大,还一直没有把它列为重点项目。但是这个组的研究人员非常执著,锲而不舍,做了许多工作,近几年获得了不少重要的认识。于敏以敏锐的眼光洞察到了,只要加强领导,加强研究力量,这项研究就有成功的把握;而一旦成功,对武器化就有巨大的好处。因此,他不但给胡仁宇写信,提建议,还深入科研第一线,与大家一起讨论,协助院、所业务主管领导在业务上把关。
    胡仁宇是实验核物理学家,师从契伦科夫,未毕业即被召回国从事核武器实验研究。他有很强的组织才干,在业务上能从大处着眼,从具体事情人手,抓深抓细。他和胡思得对这项工作做了全面部署,制订了加快这个项目热试验的规划,上报中央批准,终于争取了时间,赶在全面禁试条约签订之前全部做完了必须做的热试验,使我国的核武器又获得了一次重大的突破。
    在全面核禁试以前,我国核武器的发展共有六次重大突破。前两次是原子弹和氢弹突破,其次是第二代核武器的小型化和中子弹的突破。最后两次突破于敏虽然也颇为关心,参与把关,但是他已经退居二线。在第二、三、四次突破中于敏分别于1982年获国家自然科学奖一等奖(第四作者),1985(第一作者)、1987年(第二作者)和1989年(第一作者)连续三次获国家科学技术进步奖特等奖。核武器是集科学、技术和工程于一体的大系统。这些成果虽然都是集体劳动的结晶,但是从这些重大奖项中也足可看见于敏做出的突出贡献。

摘自:《“两弹一星”元勋传(上册)》 ,清华大学出版社,2001年版
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