攻克我國(guó)第一顆原子彈“心臟”

中國(guó)科學(xué)家獨(dú)立自主研發(fā)“兩彈一星”的過(guò)程，創(chuàng)造了無(wú)數(shù)奇跡。但由于這些工作大多屬于“絕密”級(jí)別，因此背后的故事也多數(shù)鮮為人知。著名材料學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院院士吳自良帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)攻克我國(guó)第一顆原子彈“心臟”的歷程，就是其中一則神秘的傳奇。

“天”降大任

所謂原子彈 “心臟”，是一種叫作“甲種分離膜”的核心元件。它的作用在于將鈾-235和鈾-238這對(duì)“雙胞胎”同位素分開(kāi)，提煉出高濃度的可用于發(fā)生核裂變反應(yīng)的鈾-235。

當(dāng)時(shí)，全世界掌握這項(xiàng)技術(shù)的只有兩個(gè)國(guó)家——美國(guó)和蘇聯(lián)。蘇聯(lián)專家撤離中國(guó)時(shí)，也帶走了絕密級(jí)別的分離元件技術(shù)資料。面對(duì)國(guó)際封鎖，毛主席表示中國(guó)一定要下決心搞出原子彈，而這項(xiàng)甲種分離膜的攻關(guān)任務(wù)，是由周總理親自抓的國(guó)家絕密項(xiàng)目。

最初，這一項(xiàng)目被交給上海冶金研究所(現(xiàn)上海微系統(tǒng)所)、沈陽(yáng)金屬所、復(fù)旦大學(xué)和北京原子能所4家單位。后來(lái)經(jīng)過(guò)綜合考量，國(guó)家將該研制任務(wù)集中下達(dá)到上海冶金所，通知其他分離膜研究小組攜帶設(shè)備，于1961年春節(jié)后到上海冶金所報(bào)到。于是，60多名專家在上海冶金所組成了第10研究室，對(duì)外稱“7支部”。而時(shí)任上海冶金所副所長(zhǎng)的吳自良，就擔(dān)當(dāng)了第10研究室的室主任和技術(shù)總負(fù)責(zé)。

“國(guó)家的需要就是我的研究方向。”抱持著這樣的信念決心，吳自良放下籌備已久的研究項(xiàng)目，全身心投入到全新的會(huì)戰(zhàn)之中。

晝夜兼程

分離膜的基本原理是用某種粉末制造出特定性質(zhì)的孔洞材料，因此研發(fā)的關(guān)鍵在于找到合適的材料和恰當(dāng)?shù)闹谱鞣椒ā?/p>

那時(shí)吳自良每天工作超過(guò)10個(gè)小時(shí)，逢年過(guò)節(jié)也不休息。甲種分離膜第二發(fā)明人、后來(lái)成為中科院院士的鄒世昌告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》：“這項(xiàng)工作的技術(shù)要求非常高，保密要求非常嚴(yán)格。整個(gè)實(shí)驗(yàn)大樓第四層的一半都被封閉起來(lái)，大家白天晚上、加班加點(diǎn)地工作。即便是身邊的家人，也只知道我們是為國(guó)家的重點(diǎn)保密項(xiàng)目工作，不知道具體在做什么。”“這項(xiàng)工作沒(méi)有什么資料可供參考，全靠大家一起摸索。作為我們的領(lǐng)導(dǎo)，吳先生向來(lái)沒(méi)什么架子，碰到什么技術(shù)難關(guān)，就和大家一起坐下來(lái)討論。”

當(dāng)時(shí)，7支部是一支非常年輕的團(tuán)隊(duì)，很多成員都在30歲上下，挑大梁的吳自良也不過(guò)40多歲。“那時(shí)的年輕科技人員，思想都很單純，一心只想著完成國(guó)家交代的任務(wù)。”鄒世昌說(shuō)。

終成正果

1965年，7支部的實(shí)驗(yàn)任務(wù)基本完成。為了確保實(shí)際應(yīng)用中的效果，他們研制出來(lái)的甲種分離膜先后交到北京原子能所和工廠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。然而不久后，隨著“文化大革命”的到來(lái)，后續(xù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果變得不得而知，7支部也解散了，成員各自飄零。

直到1983年，當(dāng)時(shí)的年輕骨干鄒世昌已經(jīng)當(dāng)上了上海冶金所所長(zhǎng)，在北京開(kāi)會(huì)時(shí)，遇到了當(dāng)年領(lǐng)導(dǎo)兩彈研發(fā)任務(wù)時(shí)的二機(jī)部領(lǐng)導(dǎo)錢三強(qiáng)。錢三強(qiáng)告訴鄒世昌：“你們做出來(lái)的元件性能很好，分離效率比蘇聯(lián)的還要高!”他還建議，這樣重要的科學(xué)成果，應(yīng)該拿來(lái)報(bào)獎(jiǎng)。

鄒世昌回到上海后，馬上把這件事情匯報(bào)給吳自良。“不管是吳老和我，還是當(dāng)年一起奮斗過(guò)的同事們，都做夢(mèng)也想不到，時(shí)隔這么多年，還能聽(tīng)到這樣的反饋。”他說(shuō)。

“甲種分離膜的制造技術(shù)”項(xiàng)目，最后被授予1984年國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)和1985年國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)(“原子彈的突破和武器化”專項(xiàng))的覆蓋項(xiàng)目獎(jiǎng)。

1999年，中共中央、國(guó)務(wù)院、中央軍委授予23位科學(xué)家“兩彈一星”功勛獎(jiǎng)?wù)?，吳自良是上海市唯一的受勛人員。

獲此殊榮后，吳自良把獎(jiǎng)狀復(fù)印后分發(fā)給每一位參研人員，最后把重達(dá)一斤的金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)陆唤o研究所。

在今天看來(lái)，甲種分離膜的研制工作是一段激動(dòng)人心的傳奇，但是對(duì)吳自良和他的“戰(zhàn)友們”來(lái)說(shuō)，這是高度機(jī)密的工作，很長(zhǎng)時(shí)間里不能向外界吐露;這也是一項(xiàng)寂寞的工作，在十多年的漫長(zhǎng)時(shí)光里，甚至不知結(jié)果怎樣，成敗如何。但是那一代科技工作者，始終懷抱著對(duì)黨和國(guó)家的樸素深情，從而創(chuàng)造了一個(gè)又一個(gè)被歷史銘記的奇跡。

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鑄就“國(guó)防鋼材”

1953年，新中國(guó)的第一個(gè)“五年計(jì)劃”轟轟烈烈地開(kāi)始了，國(guó)家在長(zhǎng)春興建了第一汽車制造廠。這是當(dāng)年蘇聯(lián)援助中國(guó)建設(shè)的156個(gè)項(xiàng)目之一，項(xiàng)目中包括生產(chǎn)載重達(dá)5噸的載重汽車。

這種汽車的后軸是一個(gè)非常重要的元件，蘇聯(lián)用來(lái)制造這一元件的是被稱為40X的鎳鉻合金鋼。由于這兩種金屬元素在我國(guó)都比較稀缺，國(guó)產(chǎn)化面臨較大困難。

由此，中科院下達(dá)了研究蘇聯(lián)40X低合金鋼的代用品任務(wù)，吳自良深知這一工作的重大意義，毅然接下了任務(wù)。

從立題之初，經(jīng)過(guò)調(diào)研，吳自良提出用我國(guó)儲(chǔ)量豐富的錳和鉬代替稀缺元素，帶領(lǐng)年輕同事們來(lái)到煉鋼廠，親自買來(lái)器材和大家一起做實(shí)驗(yàn)。

最后，中國(guó)科技工作者終于制成了與40X鋼相比生產(chǎn)成本更低，低溫沖擊韌性、回火脆化敏感程度等性能更優(yōu)越，疲勞性能相仿的錳鉬鋼。這項(xiàng)成果創(chuàng)建了我國(guó)自己的低合金鋼系統(tǒng)，被譽(yù)為低合金鋼的典范，獲得了1956年我國(guó)首次頒發(fā)的國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)。

1953年，吳自良還承擔(dān)了朝鮮戰(zhàn)場(chǎng)急需的特種電阻絲的研制任務(wù)。上世紀(jì)60年代，他在所內(nèi)組建了精密合金研究室，提出研究相變問(wèn)題的方向;他還研究了鋼中過(guò)渡族元素，澄清了文獻(xiàn)中許多爭(zhēng)論和謬誤。70年代，他針對(duì)半導(dǎo)體器件和大規(guī)模集成電路成品率低和可靠性差的問(wèn)題，提出并指導(dǎo)開(kāi)展單項(xiàng)工藝和硅材料品質(zhì)因素的研究，獲得了中科院和上海市的科技進(jìn)步獎(jiǎng)。

“難發(fā)文章”的大家

眾所周知，師從一位名家大師，更容易發(fā)出高水平的論文，更有利于順利完成學(xué)業(yè)，謀求更好的發(fā)展。然而，每當(dāng)有學(xué)生進(jìn)入?yún)亲粤嫉恼n題組，卻總會(huì)被告知：“在吳老師這兒發(fā)表論文，那是很難的!”這是怎么回事呢?

原來(lái)，吳自良對(duì)學(xué)生論文的要求十分嚴(yán)格，注重成果創(chuàng)新和寫(xiě)作質(zhì)量，反對(duì)盲目追求論文數(shù)量和低水平重復(fù)，更反對(duì)粗制濫造的文章。不過(guò)，只要他認(rèn)可一項(xiàng)工作的價(jià)值和水平，就會(huì)投入巨大的熱情和精力，與學(xué)生們反復(fù)討論、精心修改。

他的學(xué)生、原中科院上海冶金所研究員張宏至今記得，上世紀(jì)80年代末的一個(gè)暑假，他看到吳老師在家里穿著汗衫短褲，在電扇下?lián)]汗為一位學(xué)生修改英文論文。后來(lái)，這篇文章發(fā)表在國(guó)外權(quán)威期刊上，引用率相當(dāng)高。

另一位學(xué)生、上海微系統(tǒng)所研究員謝曉明則回憶：1988年，他在實(shí)驗(yàn)中獲得了令人驚喜的成果，在欣喜之中撰寫(xiě)了自己的第一篇論文，興沖沖地交給吳自良。之后的幾個(gè)月里，吳自良召集參與這項(xiàng)工作的學(xué)生們，一遍又一遍地討論、核實(shí)、分析。模型建好了又推翻，推翻了再重建;文稿寫(xiě)了又改，改了重寫(xiě)。學(xué)生不禁暗自責(zé)怪老師太過(guò)認(rèn)真、速度太慢。

將近十年后，謝曉明參加一場(chǎng)國(guó)際會(huì)議時(shí)，一位意大利同行看到他的名牌，立刻走過(guò)來(lái)，緊緊握住他的手，表示對(duì)多年前那篇高水平論文的欽佩和祝賀。這時(shí)，他才真正認(rèn)識(shí)到那篇浸透著導(dǎo)師心血的文章的分量。

吳自良對(duì)學(xué)生的要求高，對(duì)自己的要求更是近乎苛刻。他從不在未參與、未親自審閱修改或沒(méi)有作出貢獻(xiàn)的論文上署名。

上世紀(jì)80年代末，張宏在完成一篇論文后，署上了吳老師的名字，以示論文是在他的支持和指導(dǎo)下完成的。然而，當(dāng)他們將論文呈送吳自良審閱和修改時(shí)，吳自良當(dāng)即表示：文章可以發(fā)，但是自己的名字必須刪掉。盡管課題的方向確立、儀器設(shè)備訂購(gòu)及調(diào)試、經(jīng)費(fèi)申請(qǐng)和獲得等，無(wú)不在吳自良的親自指導(dǎo)下進(jìn)行，但是吳自良堅(jiān)持認(rèn)為，他并沒(méi)有直接參加這部分計(jì)算研究工作。最后，張宏等人只得在作者列表中刪去他的名字，僅在“致謝”中提到他的貢獻(xiàn)。

吳自良一生治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、不憚寂寞。他的學(xué)風(fēng)、修養(yǎng)、品德，影響了無(wú)數(shù)后靠學(xué)子和他們未來(lái)的科研生涯。