爆轰试验是干啥的,爆震与爆轰有什么区别

首页 > 机动车 > 作者:YD1662023-11-26 10:24:32

【能源人都在看,点击右上角加'关注'】

爆轰试验是干啥的,爆震与爆轰有什么区别(1)

陈常宜 口述蔡皛磊 整理

爆轰试验是联结核武器理论设计与核试验成功的关键一环。核武器研制经过理论设计出理论方案,需要通过试验来验证具体的参数和技术。其中最重要的验证手段就是依靠爆轰试验来解决设计中一些参数的确定和可行性问题。如果爆轰试验过关了,那么总体设计就可以结合理论部的理论设计、实验部的爆轰试验结果,最后完成整个核装置的设计。

挑战一个接一个

中国研制的原子弹采用“内爆法”又称压紧型,在一个球体中通过引爆炸药而产生一种向心聚合的冲击波,从而压缩核材料使之达到高超临界。这种原子弹反应效率比较高。

内爆型原子弹首先要解决一个问题。当时,理论部给的是一个尺寸,比如说炸药要多大、里面的结构是什么材料,但怎样能产生内爆的、向内传播的聚心的爆轰波,是需要试验来解决的问题。我们必须要通过研究做出聚焦元件来控制爆轰波的路径。我负责研究的,就是做出起爆元件,产生内爆的聚心爆轰波来压缩核材料。这是原子弹研究中非常重要的一环。

研制起爆元件还有一大挑战在于,这是一个众多元件的组合,不仅要做出元件,更要保证这些元件组合后具有非常好的对称性,要能聚焦到非常小的范围,这样才能保证雷管起爆后爆轰波的扩散方向可控、且受到有效的控制。

爆轰试验一开始做的是小型的元件模型,此后还要做1:1尺寸的模拟试验,对元件的尺寸、配合度要求也会不断提高,试验难度也不断增加。我们需要一步步测得不同层级的爆轰波向内传播时与设想的波形、速度等各项参数是否相符,再将测得的数据反馈给理论设计,由他们将计算出来的数据与我们试验得到的相比对,从而验证理论设计是否正确。

另外,还必须有各种支撑结构相配合。这些支撑结构的稳定性如何?会不会影响最后爆轰试验的结果?这些都必须在一次次爆轰试验中进行检验和调整,目标是让这些结构对爆轰波的不利影响降到最小。

爆轰试验是干啥的,爆震与爆轰有什么区别(2)

陈常宜(左)和彭桓武院士

领导们搬进帐篷,把房子让给科研人员住

之前我们做原子弹,是苏联答应给我们提供援助的。后来中苏关系恶化,苏联停止援助,我们只能自力更生,依靠自己来研究这个问题。

整个研发过程始终都很困难。当时国家正处于困难时期,天灾人祸交织,我们必须克服一切困难,学习开展爆轰试验。

1960年开始,九所安排了两个组来承担爆轰试验任务,我所在的组主要就是攻关起爆元件的研制,另一个组则负责测定高温高压等试验参数。当时保密很厉害,我完全不知道别人在做什么,也不去打听,一门心思就是要完成元件的研制。第一个元件我们摸索了一年多,到1961年底基本掌握了原理,到1962年底把元件做出来了。做出元件后,现有的试验环境就无法满足我们开展较大规模的试验要求,需要去“前方”进一步试验。

我们所说的“前方”,就是青海221基地。1963年3月,我们抵达基地。有一个碉堡供我们做试验工作,还有一个砖瓦房,以前是青海驻地领导住的。为了照顾我们科研人员,领导们搬出来住帐篷,把房子让给我们住,用实际行动全力支援原子弹研制工作。

到了青海后,我们就在实验部做爆轰测试,另外还有人负责做核测试。刚到草原时只有我们一个室做爆轰试验,后来根据工作需要,分成了三个室。我当时是二室主任。元件模型做出来了,但真正要能实现应用的话,还需要通过一系列试验检验。另一方面,还要验证这么多元件组合后的效果,看能否达到内爆型的波形需要。这些试验规模比较大,做起来很费时间。另外,要把这些元件组合在一起,还需要结构件,还要验证结构件在爆轰波影响下作用如何。

所以,在青海基地的日子,我们始终在做试验,从模拟试验一直做到最后的检验性试验,而且试验规模从1:2放大成了1:1,更考验元件之间的相互配合,工作量更大、难度更高。

爆轰试验是干啥的,爆震与爆轰有什么区别(3)

陪同环保专家到基地,介绍爆轰试验场(右一为陈常宜)

第一个元件,我们整整摸索了一年,改进了几百次

之前,中国从来没有爆轰试验方面的研究,也没有人学过相关的专业知识,甚至连炸药什么样、雷管什么样都没有见过,大家只能从零开始,边学边干边摸索。

试验探索的进度比较缓慢,因为一般我们要先通过计算得到参数,再通过试验来进行验证。这是三维的问题,计算非常复杂,又没有经验可供借鉴。当时我们求助的很多力学专家都没有想到有效的办法,后来室主任陈能宽就提出了一个思路,按他的思路进行试验,取得了成功,且加快了速度。这种通过试验来倒推参数的方法在当时算一种尝试,也是现实要求逼着我们进行创新。

第一个元件的研制我们整整摸索了一年的时间,中间改进了得有几百次吧?实在是数也数不清了。每天脑子里想着的只有这件事,不停地改、不停地试。包括对试验效果的测试技术,也是从无到有、从有到优,一步步试出来的。这完全是靠爆轰试验一点一点打出来的,因为空想想不出来,必须上手去试,掌握了测试技术,才有可能接近成功。每一次试验获得一点改进,然后大家进行讨论,看为什么会有这种进展,然后下一次再设计、再做试验,每一步都走得很慢、很艰难,但我们就是这样坚持下来,走通了这条路。

“陈常宜,你这雷管保不保险?”

最后一次综合性的检验性试验是在1964年6月6日完成的,可以说结果非常理想,我们真的特别激动和开心。

后来在核试验场,有人问我,检验性试验成功了,对核试验的成功有几分把握?还存在什么因素会导致核试验的失败?当时我觉得,如果不成功,可能就是雷管有瑕疵。因为一个元件搭配一个雷管,那么多元件就意味着每一个雷管都必须要按计划成功爆破。任何一个雷管不爆或者晚爆,都可能导致原子弹失灵。

雷管也是我负责的工作。当时彭桓武问我:“陈常宜,你这雷管保险不保险?”其实,在做核试验以前,我对雷管也进行了大量的可靠性试验,一批雷管有上千个,我也拆解了近千个,逐一测量它们爆炸的同步性、作用时间。因为雷管是核试验成功与否的关键,必须用大量的测量数据来保证可靠性。我还对每一根雷管做了X光透视,检查它的内部结构,测量装药高度、电极距离等等数据。

插雷管的时候我其实是不紧张的,因为连紧张也顾不上了,脑子里没有别的事情,一心想的就是要把雷管插好、检查好。彭桓武问我对核试验有没有信心,其实我内心是很笃定的。因为我们几年来一直就在做这项工作,持续时间很长,对自己的工作很熟悉、每天想的都是查漏补缺。

陈能宽是这项工作的总指挥,我和另外两人插雷管,插完我再整体检查一遍。起爆线也是我们插的,我和另外一个人一起检查。每一步都是非常仔细认真的。之前我们做冷试验的时候也要插雷管,所以工艺技术上是熟练的,只是现在更加危险、要求更加严格。比如过程中我们要严防静电,静电问题特别讨厌,弄不好就会引爆。我们穿着布衣布鞋,全身不能有一点塑料的东西。

爆轰试验是干啥的,爆震与爆轰有什么区别(4)

陈常宜(后排左三)参加纪念碑落成典礼

起爆前10秒,人好像已经没有知觉了

第一次核试验,工期非常紧张,很多细碎的工作都只能走一步看一步地摸索,因此对每一项工作的标准要求也都定得很高。像爆室里温度要求是20℃±5℃,直到炸响之前都不能超过这个范围。为了这个细节,我们也做了很多努力。比如预计做核试验时室外温度如何?在这样的温度下如何保障温度达标?我们当时去的时候是夏天,外面温度有30多摄氏度,爆室里更是高达四五十度,我们为了准确测出爆室室温的变化曲线,往往在高温室内一呆就是好多个小时。定下温度曲线后,我们再根据后期试验时的温度变化,来确定核试验时的爆室温度,从而设置降温或者加温。

我们对自己的要求就是必须仔细再仔细。像核试验之前起吊核装置时,我们发现吊具的钢缆有一根钢丝断了,当时工人们都觉得没有问题,一根钢缆有几十根钢丝,只是一根钢丝断了并不会影响起吊。但我们为了保险起见,还是汇报院里指挥部,领导决定换上了全新的。我们整个原子弹研制过程就是坚持一丝不苟。

从1960年开始,历经分解试验、小比例试验、大比例试验、到综合性检验,再到最后核试验前的安装、在塔上插雷管,我都是亲历亲为,到1964年10月第一颗原子弹爆炸成功,这一路真是非常不容易。起爆前的10秒倒计时,人好像已经没有知觉了,紧张、期待等各种感情交织,脑子里一片空白。预示着爆炸成功的巨响传来,大家幸福得跳起来、鼓掌、抱在一起,我心里一块石头落了地,一下子瘫坐在椅子上。

氢弹研制要赶在法国人前面

1966年初,中央决定要在年底完成氢弹原理性试验。这意味着1966年10月要完成爆轰试验。时间非常紧迫,这一定程度上与国际形势有关。当时世界上只有美国、苏联和英国有氢弹,法国正在研制,所以当时的想法就是我们一定要抓紧氢弹研制工作,要赶在法国人前面。

氢弹爆炸需要很高的温度和压力,只有原子弹爆炸的能量能达到这样的要求。而原子弹试验成功后,如果要适用于氢弹,还需要做一些改变。这就带来了新的技术挑战。

氢弹突击队实际上就是解决原子弹改进后正常试验的问题。那时虽然处于“文革”时期,但九院也非常了解我们任务的紧迫性,重新调集力量组织起研究队伍。我被授命为这支突击队的队长。后来证明这支队伍确实是精兵强将。

同时,为了保障按期完成,院里还采取了一系列措施,将负责试验的、理论的、设计的研究人员结合起来,尤其是试验的与设计的联动配合,集中力量突击攻坚。这种策略大大缩短了沟通成本与反馈周期,试验过程中就有负责总体设计的人员参加,从而能够了解我们的试验进度及遇到的问题,也能提前知道后续总体核试验装置需要注意哪些问题,有哪些需要试验检验的就随时给我们提出。

无论是人力、计划、设备等方面,还是生产车间的配合,院里都为我们提供了大力的支持。我们也有同志在车间蹲点,对于形状复杂、加工精度要求高的元件,都能及时跟进、及时调整。这些试验性的生产,很多时候都是不断摸索不断配合的,这种“质量联系”的工作方式下,效率就非常高,也更好地调动了大家的生产积极性。

突击队很多时候,就是在看似没有路的时候,创新方法,解决问题。我们当时的工作环境主要是3个碉堡。为了试验安全,我们住的地方离办公室很远。有的同事为了节约交通时间,中午不回家吃饭,甚至晚上还接着干,直到夜里山上起雾了,湿度、温度达不到试验要求,才赶回家抓紧时间休息一下。能够在10个月内完成是奇迹,也是大家实实在在干出来的。

能够参与核武器研制工作,这对大家来说都是非常荣耀的。这是组织上的信任。所以大家心都往一处想。原子弹是中国的“争气弹”,氢弹研制也最终实现了“赶在法国人前面”的目标。

免责声明:以上内容转载自中核集团,所发内容不代表本平台立场。全国能源信息平台*010-65367702,邮箱:hz@people-energy.com.cn,地址:北京市朝阳区金台西路2号人民日报社

栏目热文

文档排行

本站推荐

Copyright © 2018 - 2021 www.yd166.com., All Rights Reserved.