原子弹的设计与制造
1．原子弹的研制
原子弹爆炸有“枪式”和“内爆式”两种。内爆式比较节省核燃料，但技术上难度大。我国第一颗原子弹是铀弹，由于内爆式具有普遍适用的优点，所以我国决定第一颗原子弹采用内爆式设计。掌握内爆技术，包括设计和制造，是一项艰巨的任务。
首先要解决的是引爆装置，它是靠一个点火装置产生的脉冲来引爆的，使高爆炸药产生一个均匀的向心爆炸力，从而在铀球及其外围的中子反射层（为增强裂变爆炸效果）上产生一个均匀的强大的向心压力，使铀－235球体从亚临界状态，经过压缩而达到超临界状态。在压力达到峰值的几个微秒内，在原子弹中央有一个高尔夫球大小的中子源产生大量中子，迅速引发超临界状态的铀�235球的裂变链式反应一－核爆炸。因此第二个关键任务就是精确定时．在引爆之前，核弹内裂变材料块的质量在给定条件下不会达到临界状态，引爆后能在几个微秒内达到超临界状态，此时中子点火装置（强的中子源）要在某一精确时刻点燃裂变链式反应并使之达到最大值。成功的设计应该是在给定质量下使裂变速度要大于裂变材料炸开时的膨胀速度，并使裂变链式反应达到足够多的"代"数，使释放的裂变能量达到最大值。如果在达到所要求的"代"数之前，就因裂变材料的澎胀而变为亚临界状态，那么这颗原子弹就是"臭弹"。据计算，10万吨级爆炸能量的99．9％以上是在链式反应的最后7代释放出来的，其时间约为0．07微秒。因此点火装置的精确定时和中子源的强度是不致造成"臭弹"的关键因素。
要达到设计、制造原子弹的要求，需要复杂、精确的理论计算和试验研究。为了完成原子弹设计制造任务，需要高水平的技术专家和专门的核武器研究设计院。
在1955年1月，决定研制核武器时，我国领导者已注意到了核科技工程人员严重不足，并预计进入浓缩铀生产和原子弹设计阶段，问题将会更加突出。因此，在战略武器计划开始进行时，就重视了核科技人才调集和培养工作。首先从全国调集一批最优秀的物理学家、化学家、工程技术专家，集中于核武研制、设计工作。同时决定从在苏联、东欧留学生中抽调300名专业接近的学生转学与原子能有关的专业。他们中有100多人后来成为我国核科学、核工程方面的中坚力量。1955年初，教育部成立了核教学领导小组，组建了北京大学物理研究室（1958年改为原子能系，现为技术物理系），第二年在清华大学成立了工程物理系。这项从1955年开始的核教育计划，为核战略计划培养出足够的合格人才，保证了核战略计划的顺利实现。
1957年夏，二机部就拟建了最保密的机构一一核武器局（称九局）。1958年1月开始筹建，起初总部设在北京，后迁到青海，命名为西北核武器研究设计院（代号"九院"）。同时，为了开展制造原子弹初期的工作，在北京建立了一个过渡性的研究机构，称北京核武器研究所。九院的基地建设是从1958年底开始，到1962年底，建成了方园几百华里的"原子城'。原子弹的设计、制造和试验研究开始在北京，后来都移到这个基地进行。九院的核心领导，除了李觉院长外，还有几位著名的核科学家朱光亚、彭桓武、王淦昌、郭永怀等及后来的邓稼先、周光召、于敏、陈能宽等人。通过理论计算、反复试验，逐步解决了原子弹设计与制造中的一系列难题，1963年11月20日在青海九院进行第一次模型弹（铀芯用金属球代替）试验。试验结果非常成功，从记录的数据看，与事先模拟的相符。1964年6月6日又进行第二次试验，到此完全解决了核部件的理论和设计问题。只要核燃料部件如期送到，第一颗原子弹就可以总装了。
核部件是指裂变材料的部件，即铀芯，它是原子弹的核芯。首先涉及它的理论计算与设计。以九院理论组组长邓稼先为首的一批年青科学家承担了这一艰巨任务。他们在北京郊外的一间小屋中，用手摇计算器进行流体力学、空气动力学和其它工程科学的计算。夜以继日，经过千辛万苦、集体攻关，终于掌握了向心爆炸理论规律。1963年9月，他们完成了原子弹的图纸设计，立即送交加工单位进行裂变铀芯（铀球）制造。
裂变芯的制造材料是高浓缩的金属铀。它是用兰州扩散厂生产的高浓缩六氟化铀，经处理重新转化为四氟化铀，再生产成高浓缩铀－235金属球。这里又经过了许多冶金专家，千余次的试验，克服了冶炼、铸造中出现的种种难题才完成的．
1964年4月在酒泉原子能联合企业开始了原子弹铀芯部件的加工和最后一步的原子弹的总组装。组装工作于1964年8月开始，经过72小时，顺利地完成了第一颗原子弹的组装工作。等待它的就是第一次核爆炸试验了。
2．罗布泊与第一次核试验
原子弹的试验需要特殊的试验场。核试验是检验原子弹理论设计并改进性能必不可少的手段。因此发展战略武器就需要核试验场并进行必要的核试验。
（1）神秘的罗布泊核试验基地
鉴于核武器强大的爆炸威力和强放射性，因此必须寻找合适的核试验基地。1958年8月10日，一列火车满载着经过精心挑选的千余名解放军官兵向西北进发，任务是为核试验基地选一块地方，并去建造它。通过沿途勘察，并配合航空测量，最后确定了新疆罗布泊为核试验基地，整个试验区面积为10万多平方公里，相当于我国浙江省大小。1959年10月16日罗布泊核试验基地正式选定。接着调兵遣将，开展大规模的基地建设，包括铁路、公路、机场、指挥中心、通讯中心、控制中心、试验场（地爆、近地爆、空爆、平洞、竖井等）、实验室、工厂、各种生活设施等。现在基地建设已趋完善，基地首府马兰己建成一片绿洲。
（2）最后准备
原子弹在酒泉组装完成，要运送到新疆罗布泊基地现场。为了安全起见，原子弹分拆成两部分，非核的部件由铁路专列运送，核部件由飞机运送，以确保运输中万无一失。这趟特别列车1964年8月底离开酒泉总装厂。经过精心安排，漫长的铁路运输，非核装置安全地运抵试验基地。几天后，飞机运送原子弹的核芯体。途中随时用监测仪器测量宇宙射线剂量，以防意外事件引发核装置过早发生链式反应。核芯体安全到达核试验基地后，卷扬机将原子弹升到120米高的供核试验的大铁塔顶，其周围装备了各种探测仪器、安置了各种试验用的动物、军事装备等。1964年10月16日15点是中央确定的爆炸零时。
（3）成功的核爆炸
起爆的代号“投篮”的密令于15日发出。从酒泉运来的原子弹全部部件在试验场的地下装配车间里进行完美无缺地装配，并将核弹体小心地用卷扬机安装在120米高的塔顶上。作了最后一次检查后，迅速地撤离到离试验塔23公里的试验控制室内，通过倒记秒，到爆炸零时发出了"起爆'命令。紧张激动的时刻到了，蘑菇云升起了！经过近10年的努力，我国第一颗原子弹爆炸成功了！
当天下午4点，在人民大会堂周总接见"东方红"大型歌舞演出人员时，宣布了原子弹爆炸成功的喜讯。当天晚上中央广播电台向全世界播送了这一消息。我国第一颗原子弹试验成功震惊了全世界。最初西方新闻媒介的反映是"中国原子反应堆己运转多年，依此积累一颗原子弹所需要的钚－239，并非难事"，但当国外分析出我们是用铀�235作核燃料后，他们大感惊讶，才意识到中国已掌握了制造原子弹的最关键技术，即铀同位素分离技术，核燃料已经可以从气体扩散工厂进行工业化生产，而且还掌握了先进的向心聚爆技术。把原先为钚弹而开发的技术，用于浓缩铀弹，这是一项惊人的成就。
人们惊呼，在一个工业、科学资源有限的贫穷落后的国家，用不到十年的时间，能取得如此复杂的技术经济成就。而且更令人吃惊的是，这一成就是在“大跃进”的严重动乱和“三年经济困难时期”实现的。我们靠的是“两弹一星”的精神，靠的是全民族的艰苦努力和共同奋斗。我国有20个部（院）、20个省市自治区的900多家工厂、科研机构、大专院校参加了第一颗原子弹的制造、试验。参予的人数达数十万人。
从铀勘探到制造出第一颗原子弹，按1957年的价格计，约107亿元人民币。我们知道，1957年全国财政总支出才290亿元，107亿元相当于1957年国家预算的37％。虽然核武器研制计划的开支是1955－l964十年间支出的，但这样大数额的拨款是与六十年代初的经济困难状况极不相称的。这就是"勒紧了裤腰带"终获成功。
（4）前苏联援助
在1955年1月15日党中央作出核战略决策后两天，即1955年1月17日，前苏联政府发表声明，它将援助中国和其它东欧国家促进和平利用原子能的研究。我们在实施核计划时，既坚持自力更生，又积极争取前苏联的援助。因此在1955－1958年间，中苏共签定了六项与发展中国科学、核工业、核武器计划有关的协定。内容包括帮助中国勘探铀矿，提供发展核物理研究与和平利用原子能有关的的技术设备（包括提供核反应堆、迥旋加器），提供原子弹的教学模型和有关技术图纸等。后来前苏联派遣了许多专家、技术人员，提供技术图纸和重要的设备、材料。对我国核工业建立、核武器研制发挥了重要作用。但由于众所周知的原因，1960年中苏关系破裂，苏联撤走专家、停止援助、销毁图纸资料，给我国正在实施的核计划极大的打击，许多正在建设的项目陷入混乱、停顿状态。1960年1月，在中央政治局扩大会议上作出一项紧急决定，决意在没有外援的情况下发展原子弹，号召干部群众，发愤图强、埋头苦干，把全部建设工作逐步地转移到完全、彻底自力更生的轨道上来。又经过几年的艰苦努力，我们取得了成功。但前苏联援助也是功不可没的，可以说：没有前苏联的工业援助，我们就不可能在原子弹和氢弹的制造中取得如此迅速的成功。
（原载http://166.111.32.190/gailun/webpage/page4/page4-4.htm） 
