我們知道，鈾-235是制造原子彈必需的材料，而要獲取足夠濃度的鈾-235則離不開一種名為“甲種分離膜”的核心部件。在20世紀60年代，面臨著技術封鎖的新中國是如何突破這項被美國、蘇聯(lián)牢牢把握且列為絕密級國防機密的技術的呢？

圖：吳自良牽頭研制甲種分離膜

要想研制原子彈，首先要明白原子彈的基本原理。原子彈的核心原理就是核燃料鈾-235 在熱中子的照射下發(fā)生裂變并通過連鎖反應釋放出大量核能。但在自然界中，天然鈾元素中鈾-235 和鈾-238 兩個同位素的含量差別很大?？梢园l(fā)生核反應的鈾-235 只占鈾全部總量0.7%，剩余的全部是鈾-238 。鈾-238 的大量存在不僅自身不會發(fā)生核裂變，還會吸收熱中子，妨礙連鎖反應的實現(xiàn)。對于制造核武器，鈾-235 濃度須達到90%以上。沒有技術手段提煉濃縮鈾-235 ，造不了原子彈，造不了反應堆，發(fā)展核工業(yè)就像無米之炊。

圖：毛澤東等中央領導看過的鈾礦石標本

鈾-235 和鈾-238 在自然界中共同存在，化學性質(zhì)上兩者像雙胞胎一樣，無法通過化學方法實現(xiàn)分離，只能依靠兩個同位素原子量的差別，采用物理方法分離。在20世紀50、60年代，氣體擴散法是分離鈾同位素唯一的工業(yè)規(guī)模方法。用氣體擴散法以工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)放射性鈾-235就必須擁有關鍵部件——甲種分離膜。

當時世界上只有美國、英國和蘇聯(lián)三個國家掌握制造甲種分離膜的技術，該技術被列為絕密級國防機密，嚴禁擴散。蘇聯(lián)更將這種分離膜稱為“社會主義陣營安全的心臟”，其戰(zhàn)略地位、保密程度可見一斑。1960年蘇聯(lián)專家撤走以后，有人揚言中國將造不出原子彈。關鍵原因之一就是我國還不能制造鈾-235 的分離膜元件。

“甲種分離膜”涉及粉末冶金、物理冶金、壓力加工、金屬腐蝕、物理化學、機電設計制造、分析測試等多個學科，要解決制粉、調(diào)漿、燒結、機械加工、焊接、后處理等一系列工藝過程，綜合性很強。

為了突破這一技術難題，上海冶金研究所受命成立了第十研究室，專門負責甲種分離膜的研制，由吳自良擔任主任。他率領來自上海冶金研究所、北京原子能研究所、沈陽金屬所、復旦大學4家單位的科研人員，開展科研攻關。科研人員夜以繼日、勤奮工作，經(jīng)過反復探索、試驗、分析和總結，分離膜元件研制中的技術難關逐一攻克。1963年秋，我國試制出了合乎要求的甲種分離膜部件，其性能達到實際應用的要求。

1964年10月16日，我國第一顆原子彈爆炸成功了，標志著中國成為世界上除美英蘇以外第四個掌握濃縮鈾生產(chǎn)技術的國家。1984年“甲種分離膜制造技術”獲國家發(fā)明一等獎。1999年9月18日吳自良榮獲“兩彈一星功勛獎章”。

圖：“甲種分離膜制造技術”獲國家發(fā)明一等獎（1984）

來源: 國防電子信息