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中国首颗原子弹爆炸50周年:铀水冶纯化从无到有

2019-08-17 18:09

“当时正规水冶厂尚未建成投产,为满足急需,只好采用土法生产‘黄饼’。”原中国核工业地质局副总工程师黄世杰边说边在空中比画了个圈。

“黄饼”学名叫重铀酸铵,是核工业中的一种重要原料,也是核燃料生产过程中必需的一种中间产品。

地质学家李四光曾说:一般的天然铀矿石,能作为原子弹原料的成分只有千分之几,要从矿石里把这千分之几的铀提出来,再浓缩成为原子弹的原料。铀矿冶是核燃料循环的前端,是核工业的基础工业。

1959年,时任新疆519大队第19队地质股长兼技术负责的黄世杰,按照上级通知要求,接受了一项“份外”任务:率领队上的技术人员和工人,将已有铀矿点的次生铀矿富矿石(品位高于0.5%)收集起来稍加破碎,装于瓷缸中,用稀酸浸泡,人工搅拌,沉淀富集,获得重铀酸铵。

“当时正值夏天,烈日当空,没有专门厂房,在队部露天广场上,几十个大瓷缸一字排开,人工搅拌过程中时有稀酸溅出腐蚀衣裤。但大家热情高涨,奋战一月有余,终于圆满完成任务。”黄世杰这样评价,“这种简易方法效率和效果甚好。”

但重铀酸铵还需经酸溶解、萃取、反萃取、沉淀、转化结晶、煅烧等工序,才能成为核级二氧化铀,这个过程被称为铀的纯化。

在地质人员用土法生产重铀酸铵之际,1958年,时任中共中央总书记邓小平批准了包括铀矿冶三矿一厂(湖南郴州铀矿、衡山大浦铀矿、江西上饶铀矿和湖南衡阳铀水冶厂)在内的核工业选厂报告,并确定衡阳水冶厂作为区域性矿石处理加工厂。

“这个厂如果不能按时建成、完成技术攻关,生产不出二氧化铀,后面一系列工厂就会陷入‘无米之炊’的境地。”原核工业部办公厅主任兼新闻发言人李鹰翔用“我国原子能工业的‘龙头’”来形容该厂的重要意义。

没有住房,粮食紧缺,甚至连像样的路都没有。修公路、架电线、建水厂,所有的生产、生活设施全都是职工们自己去干,参战的小伙子和姑娘们全光着脚上阵。为了提高工作效率,年轻人壮着胆子向领导提出“请发一双草鞋”的“苛刻”要求。市场上没有草鞋卖,厂领导只好组织会战的工人们利用空余时间捡笋壳一个一个地编,大家穿上草鞋干活,加快了施工进度,这也为衡阳水冶厂留下了“穿着草鞋起步”的佳话。

然而,土方工程会战胜利后,由于前苏联单方面撕毁协定,停止供应许多主工艺设备,工厂建设进度受到了影响。

李鹰翔回忆,经研究决定,原二机部在北京第五研究所(核工业北京化工冶金研究院前身)和原子能同位素分离研究室(现属于中国原子能科学研究院)建立了若干个简法生产装置。

“这是在条件不具备的情况下,争取尽快上马而采取的非常现实而又巧妙的办法。”李鹰翔说,这个决策在当时被戏称为“骑驴找马”。

简法生产装置规模小,投资省;不需要正规设备,试验性装置比较容易,上马快;适应技术过关的特点,边试验、边改进,在试验性生产中掌握技术,积累经验。其实,简法生产并不简单,其工艺流程、生产设备、操作规程、安全防护的要求都很严格。

核工业北京化工冶金研究院老专家回忆,当时缺少生产设备,很多是非标设备,只能自己动手设计、加工制造,并在使用中不断改进。但科技人员凭着自身不断积累起来的知识和经验,千方百计加强协作,采取措施,克服了设备材料和技术人员等多方面的困难,简法生产出了核级二氧化铀。

“一边过技术关,验证工艺流程和参数,掌握生产技术,一边进行试验性生产,以解决铀浓缩厂的燃眉之急。”李鹰翔评价,在正规工厂未建成之前,简法生产突破了生产技术难关,并验证了生产流程,培养了操作人员,为整个核燃料生产争取了时间。

1962年9月,经过四年不懈努力,衡阳铀水冶厂提供了合格核原料,保证了后续工厂核燃料生产的需要,填补了我国核工业铀原料生产工艺技术的空白,谱写了我国核工业铀水冶纯化从无到有的新篇章。(陈瑜)

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