[旧文重发]中国核武(1964--1996)(一：来自中国的访客)

燕庐敕

风云际会 发表于 2013-7-19 23:13
说的也是，合肥现在算是大城市了。。。已把合肥去掉，换成平原上的某一中等城市。。。 ...

刚回过合肥，人口已经从80年代初期的80万发展到现在将近800万了。@李禾平  

风云际会

中国核武(1964--1996)(七：一些背景)

　　西北核所的人员全是解放军成员——负责对核爆测试数据的纪录而后进行炸弹碎片的辐射化学分析以评估装置的表现。任何一个有核国家应当考虑核爆测试为巨大的物理实验。在这一点上，中国的核武器设计者们对此深有心得；而现在新增的一些所谓有核国不会这样做。许多国家只是将他们的早期的核测试做为一种政治上的声明或者简单的验证性测试。在中国，则不同，即便只是在第一次的核爆测试中，极端精密的仪器也会被用在其中进行相关测量。

　　［ＰＳ：这几年闹的沸沸扬扬的朝鲜所谓“核爆”，按照我国内导师的分析其实根本就没有成功，他给我讲了他之所以给出这样的判断的理由，一个是他在电视上看到了朝鲜相关的实验室的一个镜头，尽管很短，可是导师由于二三十年的工作经验积累，马上看出那是一个制造原子弹的核心器件，由那个器件的大小，导师马上判断出，朝鲜即便要做核试验也只是10K吨ＴＮＴ当量以下的实验，而这样的试验其实是属于原子弹小型化的试验，而朝鲜显然还不可能有这样的技术（在后面我们还会讲到中国核武器的小型化），所以当看到那个玩意儿的时候，导师对这次朝鲜核爆究竟如何也就知道大半；这是其一，另外，由爆炸时的声响，导师判断，那是一次失败的爆炸，而之所以失败，导师认为可能有两个关键因素，一个因素是，钚与铀的成分配比不对（我问是多少，导师说是国家机密不能说，我就没再问了）；另一个就是，原子弹点燃引爆也是要将其内的原料压到超过临界密度（这也很容易估算，无非就是一个量子势垒啦，呵呵），而这就要求将填充材料的两个半球非常精密的在两头爆炸，让这两个半球以很高的速度碰到一起，同时中心部分要完全对准，才能完成试验。所以通过那个声音，我导师立即判断朝鲜的试爆压根就没有成功，而进而再给出结论是，朝鲜在很长一段时间内不会再进行这样的试验，因为这一次就已经把他们储备多年的材料已然用完了。］
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　　中国通过好几种方式来收集核爆数据。高效的诊断技术包含了管道或通道允许实时的数据采集并能及时的在将整个实验炸飞之前将收集到信号转成电子信号。一百根的同轴多导光缆将爆炸过程的确认信息送到不远的位于火球或冲击波之外的跟踪车处。光学及电磁设备静静的等在更远的地方可以对内部装置的表现给出迅速的评估。

7 R4 M( e# K4 L' W* f　　包括了对爆炸之后的炸弹碎片的收集的辐射化学是整个过程不可缺少的一部分。核装置的设计者们通常会在他们的实验中的一个关键位置放着追踪元素用以探知温度、中子流、燃烧效率以及其他的在爆炸过程出现的有必要采集的信息——而这整件事其实就是在一微秒内完成的。中国的核爆测试将这几种技术使用到了很好的效果。

　　在中国核爆测试工程最初的五年里，所有这类的测试是在大气层中完成的：六个是用空投或导弹递送，而有两个（包括了第一颗原子弹），是在一个100米高的铁架顶上完成的。（ＰＳ：据导师所言这个铁架在爆炸完成后没有什么事，而周边的许多测试的东西都被摧毁了，大家猜猜是为什么）。尽管中国从未签订1963年有限核爆条约，但是她的科学家们一直在尽最大的努力将辐射尘减少到最少的程度（ＰＳ：这里有点君子慎独的意味，即便没有条约的制约，这些共和国的英雄们仍然争取做到最好）。一直到二十世纪七十年代中国开始研究核武器的效果为止，之前中国所进行的所有地表试爆从未引起过巨大的放射性尘埃云。（ＰＳ：这是一个来自对中国一直有敌意的国家里的一个核心人员对中国的致敬。）
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　　有很多的原因要求停止大气及地表核爆测试。作为第三世界这个阵营的领军人物需要通过排除这类测试以赢得“魅力”且由于核武器不扩散条约也正要被正式批准，保护环境及核扩散控制是最常出现的理由用以反对大气核爆。然而这些禁令却带来了另外的好处：他们给有能力进行核爆的国家增加了安全性。在半个地球以外的一个外国观察者可以通过对放射性尘埃的收集对被测试的核爆的技术水平有很好的认识（这个观察者和那个进行核爆的国家可能互为敌对）；另一方面，没有了在大气中的核爆测试，正在与你竞争且好奇的邻国就不再能收集相关的线索了。通过让其他的国家更加困难的理解这些装置，将使得那些有核国家更容易扩大势力。
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2 j# m1 ~# ]+ q: ?5 m; K& `　　下一篇：那些核爆测试
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5 B" R8 T+ ~. @  d) d7 O　　在1969年，在经过了两年的预研之后，中国开始了第一次进行了在一个挖开的地道里的核爆。那次就相当于只是一次岩石动力学的实验，只是用的是核弹罢了。在获得了相关的数据之后，西北核所然后进行了一次对地下核爆测试现象的艰苦而彻底的检查及检验，六年的时光倏忽而过，在他们对岩石力学、采样技术、环境危险有了全面的了解之后，中国进行了第二次的地下核爆测试。

风云际会

燕庐敕 发表于 2013-7-19 23:30
5 S0 q0 M; T) Z: I+ ]刚回过合肥，人口已经从80年代初期的80万发展到现在将近800万了。@李禾平   ...

是啊，六七年前我走的时候也不过四百万左右。。。这扩张的是相当厉害。

风云际会

中国核武(1964--1996)(八：那些核爆测试)

( i% y5 F0 ^$ k1 v* B$ P　　1964年10月16号，在一座高塔之上，中国第一颗原子弹——596——试爆成功。美国的情报分析师在分析了放射性尘埃碎片后，对其中钚元素的缺乏而震惊，也为中国能以破纪录的时间跻身于世界核俱乐部而震惊，但这其实只是刚刚开始。十八个月后，在1966年那个春天，中国成功的完成了其第一颗氢弹（ＰＳ：前面已经解释过了，这里面是用原子弹点燃的）在空中的试爆，而试爆所需要的氚则是通过中子对锂-6的轰击来获得的，那次测试达到了二十万至三十万吨ＴＮＴ当量。至1966年底，中国直接跳过多级引爆技术采取了两级引爆，尽管这次年底的试爆只达到12.2万吨TNT当量，可是依然从爆炸所引起的尘埃之中发现了锂-6。内爆的辐射原理已经被测试过了。然后很快到1967年6月17号，中国毫无疑问的进入了氢弹俱乐部，那一天，中国完成了330 万吨ＴＮＴ当量的氢弹的空中试爆，再一次他们无可置疑的使用了锂-6，并显示了来自于浓缩铀的多种同位素。自从那个在酒泉的核反应堆上线以来，那个核装置里没有钚。

　　在1968年的12月27号，中国用一颗改进的以钚做主要原料的3百万吨当量氢弹试爆同Lyndon B.Johnson政府说再见。（ＰＳ：Lyndon B.Johnson是美国第三六任总统，在他任期期间至末尾，美国逐年递增的从越南大规模撤军，而1968年也是其任期的最后一年）中国的核科学家们不觉得有必要对钚独立做一次测试。他们只是简单的将其包含在第二代的氢弹设计里，最终也是如同计划好一样的成功的试爆了。到1968年止，中国的核技术能力已经可以和英国平起平坐了。而且此时中国也已经是拥有热核武器的国家了，中国以破纪录的短短的32个月的时间完成了从A-bomb试爆到330万吨当量的氢弹试爆的跨越。而美国则用了超过七年的时间完才完成这一跨越。
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　　正如尽管经历1958-1960年的大跃进以及前苏联的全面撤出这样的极困难的环境下中国人仍然完成了A-bomb的成功试爆，而氢弹的成功试爆则是这个国家的第二次的标志性的核事件。尽管由文化大革命所致的各个核武器实验室的四分五裂，中国仍在1968年成功的进入了热核武器的时代。（ＰＳ：其实当时的核武器的研发基地还好，没有受文革太多冲击）。在1966年５月，毛号召中国的年青人站出来，藐视现有权威，搜寻并清洗保守派——那些毛认为从革命到官僚机构变质蜕变的人。这场文化大革命所引发的混乱直接导致中国学术圈的倒退，严重的影响了经济建设，持续了将近整整十年并最终导致了数百万人的死亡。
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　　一个中国拥有精致无比的核技术能力的明证就是中国在极短时间内完成了试爆氢弹的飞跃。在1964年的第一次原子弹试爆之后，中国只进行了三次的预试爆用以铺平通往1966年的首次两级引爆热核实验。美国在前苏联则是进行了数十次的预试爆才进入了热核时代。而英则进行了九次才在1957年完成氢弹实验。
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& Y* s7 i5 i7 o- r7 N" S3 A- }　　在中国的每一站，Sillman发现那些通英语的人们夜以继日的翻译来自美国的文件。在每一站，他发现来自美国名校的学生在吸收消化着从来访者那收集到的每一片信息的同时也在不停的面对着新的核武器设计的挑战。在1990年，Stillman碰到了，被广泛承认的中国氢弹之父——于敏。（ＰＳ：中国的氢弹之父有两人，一个是于敏先生，负责理论，实现了氢弹设计的不同于西方Taylor构型的于敏构型；一个是周光召先生，主管实验；这两人才是中国真正的氢弹之父）他是一个难以置信的天才，并事实上确实设计了中国的第一个热核武器；但是一般认为他是在一系列的帮助下完成的，这些帮助包括了海外的情报，他国完成核弹测试痕迹，包含大量西方出版物的巨大图书馆以及大量的富有天赋的青年才俊的支持——他们中的大多数都在西方受过训练。

9 C( H: D' q9 C　　ＰＳ：导师自己说，说他们这一代人虽然在科研上被耽搁了二三十载，可是，他们很自豪，因为他们让列强们再也不敢来侵略我们了，小日本也再也不会对我们有任何的野心了。邓稼先其实只是ＴＧ宣传的一个典型，在整个两弹一星工程里，与邓稼先所作工作不遑多让且更好的人有很多，只是现在都还没公开罢了。

风云际会

中国核武(1964--1996)(九：Klaus Fuchs)
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# M, q- d' d! b' W5 V& o8 k: a　　ＰＳ：一些背景，Klaus Fuchs：(1911-1988) 是出生于德国的物理学家，致力于英美核武器发展的研究。曾因向苏联提供科学机密被监禁（1950-1959年），中文翻译全名为：克劳斯·艾米尔·尤利乌斯·福克斯。（来源：金山词霸^_^）

　　一个先前不被认同的情报源是Klaus Fuchs，一位杰出的德国物理学家及共产党员，他在二战之前从德国逃走并到英国寻求避难，之后在英国的核武program被闪电战所破坏后转移到美国。在Los Alamos，Fuchs在战时的Ａ弹的概念成形及发展中扮演重要角色，且他及时概念化的给出氢弹的设计。在战争期间，他还把那些秘密给了他的前苏联管理者。当战争结束时，Fuchs回到了在英国的Harwell镇上的原子能研究机构——而此时，他的战时的背叛行为还不为人所知。
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　　在1949年，当美国的密码工作都破译了苏联战时的密码后，Fuchs的过去的通敌行为被人发现了。通过从苏联驻华盛顿大使馆到莫斯科办公室的几份保存的战时传输信息的拷贝，美国的情侦人员确认Fuchs是一个间谍。在经过了混乱的审判之后，Fuchs坦白了，并于1950年在一英国法庭被判入狱。
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% r+ C, y- o0 u1 L# J1 e　　九年之后——1959年6月23号——Fuchs从英国的Wakefield监狱释放。随后他移居到东德的德累斯顿市，在那里他做为一物理教师定居了下来。早期拜访Fuchs的一个重要的学生是钱三强。在1959年，钱是中国Ａ弹工程的核心人物。在那年的七月，钱造访了东德，在那里他和Fuchs进行了详细的谈话。在2006年，Stillman的一个同事H.Terry Hawking告诉他：“我在一个公开的出版物上读过这个报道，这一次会面是在Fuchs回到东德之后不久发生的。Fuchs告诉钱的信息给予了中国核武工程很大的帮助。”参见：http://oldatlanticlighthouse.wordpress.com/category/klaus-fuchs/。在1959年那些漫长的夏日里，Fuchs给钱全面的讲解了Fat Man的设计及操作。而且十有八九，他还告诉了钱他的关于在热核武器内的辐射压的所扮演的角色的想法。

风云际会

中国核武(1964--1996)(十:后来的进展)

+ X0 S5 [4 r* ^' Q0 V% _( B+ r3 y　　在他访问中国期间及后来一系列的同来美访问的中国科学家的讨论中，Stillman得到了关于中国核武program的一个完整扼要的报告：每一次试爆的时间，每一次测试想达到目的，其当量以及从每一次试爆中所学到的教训。一个详细的列表可以从这看到：http://ptonline.aip.org/journals ... 1/iss_9/47_1s.shtml。所有那些测试结果及其他对中国核武工程的相关的信息由2005年来美访问的中国工程物理学院的领导向我确认了。如下是一些补充的进展及结论：

　　１，1982年，中国总理邓小平开始把核武器技术转移到巴基斯坦，且，in time，转到别的第三世界国家。那些转移包括了使用高浓缩铀的非常简单的CHIC-4的设计图，其第一次测试中国在1966年已经完成。
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　　２，由巴基斯坦人进一步发展的CHIC-4的设计很明显的于1990年5月26日在中国进行了测试。
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7 m8 R0 R. ]1 {$ i　　３，在四次失败的实验之后，中国的核武器研究者完成了辐射增强型武器的试爆，这是中子弹，时间是1984年12月19日。(ＰＳ：中子弹可以做的很小，虽然不能做到像火柴盒那么大，但是放在手提包里是没什么问题，这是一种很恐怖的武器，由于中子是电中性的，也不会有什么和通常的物质的华学反应，只是会被原子核散射击，考虑到原子核对中子的碰撞截面很小，这意味着其可以轻易的穿过坦克的护甲，面对一个坦克集群，一颗几千吨当量的中子弹就可以做到消灭对手于无形，而所有坦克可以分毫无损)

8 K% B" a- o- N8 M$ R  k( G. b　　４，中国在1980年10月16日用一颗70万吨当量核弹的空中引爆向大气层核爆试验告别。这也是所有核强权国家中的最后一次的大气层试爆。之后，中国一直进行地下核爆到1996年7月29号为止。
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　　５，在二十世纪九十年代，中国在罗布泊为法国进行了一系列的地下hydronuclear试验。（ＰＳ：err..不好翻译，大体就是一种极低当量的小型核爆测试，一般当量就几吨到几十吨ＴＮＴ水平）。
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　　十五年过去了了，才华四溢的中国在核武器设计及对地下核试验的理解和认识达到了和西方同等地位且远远超过了所有的别的亚洲国家。中国，现在，处于第一流的核强权国家之列。

　　全文完。

混天球

欢迎欢迎， 兄这篇大作读过，印象很深。有木有更新哪？

风云际会

混天球 发表于 2013-7-19 23:51
欢迎欢迎， 兄这篇大作读过，印象很深。有木有更新哪？

没有更新。。

* U9 W: t: j+ b" k在河里还有一个量子力学的科普系列，以及在茶馆和河里还有一个科学时评系列（新）。
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* v2 I1 a6 o6 y% x, N" M8 u- z苦于现在没有太多时间，不然那个科学时评系列是应当稍微连续的写下去的。

风云际会

燕庐敕 发表于 2013-7-19 23:30
" O5 [  w% [. }# X0 [刚回过合肥，人口已经从80年代初期的80万发展到现在将近800万了。@李禾平   ...

- K% l% ]1 A. `9 `5 P' d2 I
2 m. P, ]% c+ h6 P( p# t' @师兄，我加你好友好像没加上？

: b7 g5 B+ r) _2 s补充：加上了，是我眼花了。。。。

有牙老虎

我从中看到的是对中国科学家的敬意。作为一个中国人感到自豪

李根

十五年过去了了，才华四溢的中国在核武器设计及对地下核试验的理解和认识达到了和西方同等地位且远远超过了所有的别的亚洲国家。中国，现在，处于第一流的核强权国家之列。
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西楼客

看看历史，后来人有多少感慨啊

风云际会

胖卡门 发表于 2013-7-19 10:26
牛叉的文章，速度发下面的！

原来80年代路霸就这么嚣张了啊，连九院的都避免不了。。。 ...

* }. F5 d. W9 ?已发完。

tanis

一口气看完了~ 老几辈的科学家是我们学习的楷模！

橡树村

能不能把这些都合在一起而不是发这么多主题？主页都被这个题目占满了。

7 a9 p6 [$ C  s; ~  _5 ^0 F爱坛帖子数量比较少，希望理解。

$ m! b) r- D$ `( O或者很慢的发，几天发一篇，也不影响首页推荐。

临淮关

好文啊，，，一口气读完，，，不过瘾啊，，，
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向我朝核武器科工人致以最崇高的敬礼！！！

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李禾平

燕庐敕 发表于 2013-7-19 15:30
刚回过合肥，人口已经从80年代初期的80万发展到现在将近800万了。@李禾平   ...

我离开合肥的时候，市区人口40万，郊县人口60万，总数100万。
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. `7 e9 U0 G# y7 d  A7 B; L3 |8 a9 v现在的人口扩张，还有一个原因就是把几乎整个巢湖地区给并了进来。

齐的隆冬强

胖卡门 发表于 2013-7-19 10:26
9 f9 S9 N/ I. g6 I牛叉的文章，速度发下面的！
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% e7 K4 }4 \7 c  B$ E0 q原来80年代路霸就这么嚣张了啊，连九院的都避免不了。。。 ...

3 E8 _* Z, ^4 q不是说当年唐山的路霸连邓小平的车都敢扣吗？最后还是当地公安局长来解得围，

风云际会

有人催了就全发了。如果版主会合并的，能否帮忙合并？

燕庐敕

风云际会 发表于 2013-7-20 00:23
师兄，我加你好友好像没加上？
# S. \; v4 B1 G6 ^0 f* m
8 N9 m0 f! _$ J2 u( E补充：加上了，是我眼花了。。。。

年纪轻轻就老眼昏花，太不象话了，去，运动锻炼去！