我在基地“要害部门”研制“核心材料”

04

◎谢建源 口述 蔡皛磊 整理

我们口中的“草原”，就是青海省海晏县境内金银滩草原的银滩。1964年3月至1967年7月期间，我在那里参加研制生产原子弹、氢弹的“会战”。

1963年，我从清华大学毕业后，先被分配到北京第九研究所，接到的任务是：到新建的核部件生产基地负责相关材料的回收任务。1964年初，李觉院长动员我们“到‘前方’去，到‘草原’会战去”，我便跟着先遣队来到了草原。但一个月后接到指示，为了更好地完成之后的工作，组织上安排我和另一名清华同学一起，先去实习厂实习，查阅有关文献资料。

从草原到戈壁，我在实习厂度过了充实愉快的三个月时光。从文献调研中得知，在国外，切屑燃烧是原子弹研制中需要解决的一大难题，而且往往难于预料和控制。我们在大量试验的基础上，提出了防止铀切屑燃烧、灭火、储存和运输的多种方案，使得加工材料切屑处理得到圆满解决，并对今后铀屑的处理有重要的参考价值。

1964年6月下旬，草原传来消息，说有紧急任务派给我们。时间紧迫，我们搭中国第一次运送核部件的专列的便车，在严密护卫下回到草原。

草原上是一片紧张忙碌的景象。102车间副主任宋家树告诉我们，要我们回来的原因是发生了核材料燃烧事故。6月13日，车间准备把浸泡在四氯化碳中的切屑从小桶中倒出装入大桶，以便运到兄弟单位进行回收处理。装桶时想多装些、压紧些，造成有些切屑暴露在空气中，这样就发生了自燃。

我们的任务就是解决这些切屑的问题，以保证储存和运输时的安全。为此成立了4人小组，由我负责。当时我还是未转正的见习技术员，面对这项工作，真是“赶鸭子上架”。

切屑的处理非常重要，它不仅影响第一颗原子弹研制进程，而且凡是在221基地进行的核武器研制、生产，都必须解决切屑的处理问题。经过反复的思考与讨论，我们认为核武器研制生产单位在处理“废”屑上花费了大量精力，这些精力也许可以精简，只要能保证在加工过程中临时储存和运往回收工厂途中保证安全，不着火不出事故即达到要求。

虽然任务要求逐渐明确，但对于我们四个刚毕业的大学生来说，完成任务的条件是既无实验场地也无实验设备，只能白手起家，边摸索边干。

没有场地，车间西边空阔的草地简单铺上塑料布就成了我们的小实验场。锯了一根不锈钢管当作搅拌棍，配上自己设计的简单试验设备，我们就开始用“土”办法进行试验。因为之前102设计中省掉了“火法”处理切屑的工艺流程，所以我们首先提出了“水法”处理的方案，实现将废屑转化为黄饼储存和进一步回收利用。

如何除去切屑中的水分成为这个过程中的一道拦路虎。对于加工产生的大量切屑，只要没有空气没有氧，它就不可能燃烧。因此我们设想，或许可以采用真空低温干燥的方法去掉水分，在真空状态下保障储存和运输安全。经过试验，这种方法确实可行，于是我们立即付诸实施。但用了一段时间后得到兄弟单位反馈，说他们在开罐进行切屑回收时，仍有少数储藏罐在打开时发生自燃。我们又查阅了资料，发现铀在富氧状态表面氧化生成的保护膜可防止铀进一步被腐蚀，但在缺氧有水的状态下，铀会被更快地腐蚀。我们采用的真空低温干燥是否彻底除水“干燥”？当时没有检测手段，只是凭经验控制干燥时间和温度，难免有些批次未干透。

又一次看似无计可施时，我们转换思路，放弃了真空储运的方案，干脆对产生的切屑不作处理，放在桶中自然蒸发去掉水分，让空气中的氧和铀反应生成的保护膜阻止进一步氧化腐蚀，等到冬季再往桶中倒入水，将切屑冻在冰块中，这样运输就安全了，回收也不受影响。

能有这样的解决方法，现在想来，真是“知者不难，难者不知”。一次次尝试让我们对处理对象的属性有了深刻的认识，这样才能得心应手地根据天时地利人和的具体条件，采用最经济简单的办法达到目的。

20世纪80年代中期，谢建源（左）在221基地

当年我们是全身心投入到完成任务中。没有上下班，双职工都分别住在单身宿舍，每天早起就往车间走，在车间洗漱后到食堂买二两稀饭，吃烤馒头片，然后立即投入工作。中餐、晚餐也都是根据实验情况，抽出两三人一起拿着大锅把饭菜打回来，大家再分别或一起就餐，其实也就是简单扒拉几口，脑子里还想着工作和实验。每个月初，每人都把发的保健票、自己买的食堂饭票放在我办公桌的右边小抽屉，谁去食堂打饭谁自取。晚上大家也总会不约而同地留在办公室查资料，处理试验数据或学习外语。这样的生活周而复始，似乎没人觉得单调。现在回想起来更是觉得那些日子过得很踏实、很愉快、很有意义。

在金银滩上，我们很快就完成了搬到221基地的设备仪器的安装、调试，投入到完成第一颗原子弹试爆前必须解决的任务中去。

氢弹研制攻关中，102车间的主攻任务是研制生产出合格的轻（热核）材料部件。轻材料部件按其在核装置不同作用分为四种，各部件的质量要求极高，近乎苛刻，比如品位和同位素的丰度都必须在98%以上，部件的密度要均匀，部件不得有裂纹、杂物等，因此生产出质量符合要求的产品难度很大。

生产出合格毛坯是102车间第三大组的任务。轻材料部件毛坯必须经过机械加工达到尺寸和精度的要求，而脆性材料机加工时进刀量稍大，就可能有小块崩落，所以只能用小进刀量一点一点地打磨，但这样下来的切屑都是细粉尘，弥漫散布在手套箱内，一旦有火花就可能发生爆炸。机加工的任务由第一大组承担，保证不发生轻材料粉尘爆炸的任务就由我领导的安全组负责。

轻材料的化学活性极高，空气中少量湿气也会使它变质，水解成强碱的氢氧化锂，因此一旦吸入轻材料粉尘，人就会咳嗽不止，对身体造成伤害。为了保证材料不变质，几乎所有的操作都在有保护气体的手套箱内进行，压制也是在密封桶中进行的。

我们过去对轻材料连听都没听说过，对它的认识一片空白，就像一张白纸。文献资料上也仅有关于这种材料理化性质的简单描述，要研究它的燃烧、灭火、粉尘爆炸以及变质的规律确实是困难重重。没有试验方法可借鉴、没有试验的仪器设备、也没有试验的场地，什么现成的条件都没有，我们就自己创造条件，自己改装设备。

比如进行轻材料的粉尘爆炸试验时，我们拣来废弃不用的手套箱，用它来模拟机加工时的密闭工况，配合当时一种较为简陋的橄榄型吸尘器进行爆炸试验。那个手套箱是一个用M8螺钉紧固的很结实的有机玻璃箱，壁厚约2厘米，高度20厘米，长、宽各为60厘米。我们把吸尘器排气端接到手套箱充当鼓风机来扬起轻材料粉尘，再用可调变压器加热箱内的电阻丝模拟热源，先扬尘后加热电阻丝，大约半分钟就发生了爆炸，箱盖的M8紧固螺钉被切断，上盖板被抛出五六米远，让我们见识到轻材料爆炸的威力。

当时试验就在102车间西边的草地上进行。不知道是谁走漏了消息，负责轻材料加工的工人师傅们都在远处观看，大家知道了粉尘爆炸的安全问题不可小视，必须研究怎样保证加工时手套箱内粉尘不爆炸。后来经过实验和分析，我们认为只要手套箱内氧含量低于某个值时就不可能发生爆炸，于是设计了一个小型玻璃爆炸球试验。经过多次反复测试，终于确定只要控制箱内空气中氧含量在某个限定值以下即可不发生爆炸，同时找出了手套箱内氧含量的测定方法，圆满解决了机加工防粉尘爆炸的任务。

轻材料部件刚开始进行加工时，师傅们常说“谢建源来了我们就放心加工”，希望我们在机床边陪着，他们才能安心踏实地进行加工。我们就是这样，群策群力，因陋就简，以“土”代“洋”，逐步开展研究工作，从定性、观察性的试验逐渐过渡到半定量的，最终通过进行大量试验，很好地掌握了轻材料粉尘末燃烧、爆炸后变质的规律，归纳出加工中的一系列安全措施，保证了热核部件攻关的顺利完成。

20世纪80年代中期，谢建源（右）和军工部总工程师张兴钤院士合影

102车间是我终生难以忘怀的地方，我在这里建功立业成家，这里充满着我奋斗的回忆。221基地研制生产了我国的第一颗原子弹和氢弹，为国家的16次核试验提供了试验产品，并对几个型号进行了武器化，生产了产品，武装了部队，提高了军威和国防力量。221基地保卫部门的口头禅是102车间是“核心中的核心、要害中的要害”，因为在核装置研制生产中，102车间承担了核部件的精加工，甲球的内球组合件的组装，点火装置的生产，热核部件的生产，乙球的组装等工作。

102车间不仅在科研生产中做出重要的贡献，结出了丰硕成果，而且造就了一批科技人才，人们戏称之为“黄埔军校”。据回忆中不完全统计，前后在102车间工作过的工程技术人员约120人，这些人中出了两名院士：中科院院士宋家树（原车间副主任）、工程院院士武胜（原102车间三大组组长），出了三任厂长：903厂厂长何文钊（原102车间主任）、221厂厂长王菁珩（原102车间团支部书记）、903厂厂长吴东周（102车间安全组技术员），还有被派往联合国国际原子能机构任职的国际公务员。

（谢建源，研究员级高级工程师。1963年清华大学工程化学系毕业，分配到北京第九研究所。1964年3月为研制“两弹”到青海核基地参加“会战”。）

视频：王陈陈

审校：刘洋