中国第一颗原子弹铀是怎么浓缩的?:兔哥回答,欢迎关注!1964年10月16日下午3时我国第一颗原子弹爆炸成功。原子弹所需要的原料主要是浓缩铀235,要求达:-第一颗
兔哥回答,欢迎关注!1964年10月16日下午3时我国第一颗原子弹爆炸成功。原子弹所需要的原料主要是浓缩铀235,要求达到90%以上的纯度才能用来制造原子弹,而原子弹所需要的浓缩铀的提练是制造原子弹最大的拦路虎,现在我们总听到用于浓缩铀提纯的高速离心机,这是获取高纯度浓缩铀的主要的设备。由于铀在自然界里的含量极低,即便是铀矿石的铀含量也只有0.7%的铀235含量,因此,即便是用最现代化的离心机提取武器级的浓缩铀也需要十几,几十万台离心机长时间的工作才能提取出一颗原子弹所需要的高纯度浓缩铀,需要几年的时间。而我国的第一颗原子弹浓缩铀的提练却很原始,没有离心机,全民参与,土法上马,可以说是即悲壮又豪迈。(铀矿石↓)
我国第一颗原子弹核原料的来源;1955年1月,我国根据当时的国际环境,决定研制原子弹,当时苏联提供了前期的帮助。而制造原子弹所需要的铀235我们并没有,于是找矿、建设铀提练工厂就是一个重要的任务,然而由于苏联撤走专家使这项工作受到影响,不过还是首批建了8个核矿工厂,不过我国的第一颗原子弹所使用的铀矿并不是核矿厂生产的,而是普通的老百姓,为什么呢?原来在建设核矿场之前,为了原子弹的前期实验需要,当时的二机部提出了“全民办铀矿”的号召,而此时的核矿厂正处于建设当中,因此就错过了第一颗原子弹所需核原料的供应。而当时全国范围内的湖南、辽宁、广东等地是代表省份,广大农民投入到了找矿的运动中,把地表的铀矿整个收集一个便,并且还开采了一些小铀矿,甚至连一些微含量的小铀矿都开采了,全国涉及面积之大,参与人数之多简直是一场轰轰烈烈的找矿大会战,那么这些农民又是怎么知道是不是油矿石呢?
当时的人们是如何寻找铀矿石的;首先所找的都是地表面方便开采的铀矿石,由政府组织动员,专家负责指导,教授农民简单易行而且行之有效的方法。发给农民和参与找矿者找矿用的闪烁计数器和盖革计数器,当发现铀矿石时这个仪器就会灯光闪动。通过这样的措施使全民找矿的工作开展起来,那时人民群众的热情高涨,不计个人利益得失,跋山涉水,不顾个人安危,有时甚至是饿着肚子,抛家舍业的去找铀矿石。仅仅三个多月湖南的群众就把全省95%以上的地方都找遍了,其它省份也是如此。人们找到后就把这些矿石集中起来,堆成了一座座小山,油矿石是不能用来直接提练铀的,需要把矿石磨碎变成粉矿料才能做下一步的提取,于是这些普通的群众又投入到铀矿石的粗加工当中去。
不等不靠,土法炼铀;铀矿的粗提纯前期工作对技术要求不高,于是广大群众在找矿开采的同时又开始铀矿的初期提纯工作,所有的提炼都是原始的,所谓的工厂实际就是作坊,用最简单的材料搭起一座座的窝棚,当时需要把铀矿石碾碎磨成粉末,没有机器设备就用锤子、碾子、全部靠人工,然后把变成粉末的铀矿粉放入大缸中或是大桶里,加入稀硝酸和稀硫酸,这些铀矿石在里面浸泡着,咕嘟、咕嘟得冒这气泡,把浸泡出来的溶液从一个大桶放进另一个大桶再放进下一个大桶,如此反复下去。浸泡出来的溶液都要进行过滤,就采用过滤豆腐浆的方法,经过N多次的反复过滤,直到过滤出来的矿渣经过测试没有了铀元素为止。然后把这些溶液经过焙干,那时候没有烘干机,只能是烤干,烤干后就变成了黄色、褐色、黑色,然后就做成饼状的粗铀原料,当时叫做“黄铀饼”,在把这些黄铀饼送到铀精炼长提纯。就是用这种方法在1961年前就提供了约163吨铀精矿原料,保障了原子弹提前一年爆炸成功。应该说我国的第一颗原子弹是真正的人民创造出来的原子弹。
我国原子弹的爆炸成功使我国成为世界五大核国家之一,也使我国成为一个负责任的核大国,原子弹的成功充分展示了广大人民群众的勤劳智慧,和建设社会主义新中国的朴素的高尚情怀和艰苦奋斗的优良传统,永远值得我们珍惜和怀念。
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既然你诚心诚意的问了, 我便认认真真的回答你。
说起中国第一颗原子弹,您恐怕已经不再有什么胃口了。
今天要说的是诸位从没有细打听过的一件事 —— 那颗原子弹的原料是哪里搞来的?
这件事说出来有点好笑,却又不好笑,中国当时精选原子弹的原材料的过程就跟做豆腐差不多,居然是由成千上万农民用人类最原始和简陋的材料,在山寨工厂里,流血流汗,不顾放射性危险,硬凑出来的。
懂一点核物理的都知道,造原子弹要从找铀矿开始。 只有铀235可以造核弹,而自然界的铀只含有不到0.7%的铀235。 原子弹需要较高浓度的铀235。 这个过程先要把铀从铀矿石(多为花岗岩)中提炼出来,然后浓缩出铀235。 提炼铀包括开矿、选矿、浸矿、炼矿、精炼等程序。 前三步技术含量较低。从铀金属中浓缩分离出铀235是最后也是技术含量最高的流程,必须在正规工厂或实验室里做。造原子弹,就得从找铀起步。铀矿这个东西即便今天也不是拿钱就可以随便买的。
1955年那个时候我国是两眼一麻黑,根本就不知道哪里有铀矿。 当时的二机部决定铀矿勘探和开采要全民来办。 不久两万多人的地质队伍在全国进行了大面积普查,最后确定了几个铀矿开采基地。但有意思的是,用于第一颗原子弹的铀竟然不全是出自这几个铀矿,而是来自于那些搞不清铀元素为何物的农民手中。当年许多县甚至人民公社都组建了地质队,成千上万的农民投入了找矿工作。
在短短几个月的时间里,湖南、广东、辽宁等地的农民采矿大军便将近地表层的铀矿石几乎扫荡一空。铀矿找到了,下一步是精选。 这在当时是个大问题。 那时铀矿精选和处理铀矿石的工厂都没有建成,而研究单位又急需两吨二氧化铀做实验,二机部部长宋任穷便指示三局想办法先生产出制取二氧化铀的原料。三局决定在广东的一个地方搞土法炼铀。 这个地方叫下庄。下庄是粤北山区中一个仅有几十户农家的小山村。
苏联专家别捷夫去那里看过后很兴奋,命名其为希望矿化区。 为了在炼铀厂建成之前获取制造第一颗原子弹所需的重铀酸铵,三局副局长佟城首先赶到下庄,组织十一分队实施土法炼铀。不到一个月炼铀厂就建成了,但厂房有点山寨,竟是用树皮、茅草和竹子搭起来的。 草棚下并排竖立着几个大桶,用以代替浸出槽,每个桶中装满了碎矿、稀硝酸和稀硫酸,被浸泡着的矿石在桶里发出咕咕的响声,浸出来的溶液从第一个桶里流进第二个、第三个……然后流进地下的容器里,再从容器里倒回到第一个桶中,反复浸泡沉淀。
在这里,用布袋、豆腐包搞过滤,用煮饭用的大铁锅当反应器,接下来,在另一个草棚里,人们用同样简陋的土办法,把溶液慢慢烤干。湖南省有个郴县(今为郴州市)也是当时的一个土法炼铀的点。 汗流浃背的农民矿工们用铁锤砸碎放在用来锤稻子的臼窝里的矿石,用筛米的筛子筛出粉末,接着加酸浸出,用滤斗过滤,用电炉烤干。当时苏联专家对这样一种全民办矿,土法炼铀,既热烈又混乱的局面持两种态度。三局的总工程师斯捷潘诺夫主张按照正规的办法办,采样、试验、设计、订购设备、建厂都要按程序来运作。
但如果按他的办法搞就得多搞几年时间。 中方领导考虑那个时间太长,根本就没法按照毛主席提出的“搞一点原子弹、氢弹”的时间表按时出弹。 水冶专家特拉菲莫夫却支持中方的做法,他说他自己原先就搞过土法炼铀。 苏联的土法是什么办法呢?即使用陶土大缸和大木桶,再用纱布过滤。这个办法对人身体有危害,对环境的污染比正规的厂子大。但是当时为了早日把铀产品搞出来,肯定要做出牺牲的。 所以当时苏联专家提出来要加工20个大桶,直径要两米,高也要两米,这样每个桶装几吨矿石做渗滤,把硫酸倒进去,从里面把铀矿浸出来。
苏联专家还强调要加强安全防护,设备条件简陋不等于说就不能安全防护或者不需要安全防护了。比如操作的时候都要戴胶皮手套,要穿上套鞋,穿上工作服,还要穿上橡皮围裙,戴口罩,另外废水一定要经过石灰和木炭处理。 但这话说的容易做起来难,当时一穷二白的乡下哪来这些个家伙?
很多人不得不直接用手来操作,结果死伤了好几个工人和农民。这其中也包括一位参加过长征的老红军。土法炼铀中,有些材料需求量很大,比如用来过滤的布就特别费,在酸液中浸一、两次就不能再用了。 当时布都要凭布票购买,每人每年的定量很有限,买多了不行,人家要盘问。 铀矿工人们就拿着上级发的布票,轮流去各家商店购买,一人一次只能买几米回来。买布时还要保密,不敢跟人家说一下子要这么多布干什么。
1958年底,二机部在下庄主持召开了全民办铀矿现场会,推广下庄的土法炼铀经验。在此前后,江西、广东、湖南、云南、贵州等20多个省区的农民也被动员起来,人人动手,用土法采矿并冶炼。他们从附近采集矿石,用类似的办法制成精选矿。 当时这种被精选后的铀矿被称为“黄饼”(不是黄豆制成的“豆饼”).。 农民制成“黄饼”后,拿到收购点去。
尽管这样的“黄饼”极其粗糙,但国家当时定出的价钱却超过了黄金,每吨 20来万元。 在当时20万元可以盖一所中型医院。 不过扣除了制作成本,加上其生产效率十分低下,农民并没有赚什么钱。二机部的袁成隆副部长说,土法炼铀,老百姓搞,我听说云南云沧那个地方有农民在那儿炼铀,就亲自去看看到底怎么样。去了一看,到处是小高炉,正在那儿炼呢,一个副专员在那儿主持这个事儿。开采呢,就是用镐刨,那个矿比较富,把那含铀矿刨出来。
要碾碎怎么办呢,没有别的办法,用碾子,就是老百姓碾粮食的那种碾子(日后还要用那个碾子压粮食),把那铀矿石碾碎。碾碎以后得过滤啊,那就用做豆腐的麻布包过滤,一道一道过滤。最后得出细一点儿的,那个铀的沫,这也叫初铀。将来拿这个就可以搞氧化铀、四氟化铀、六氟化铀,一道一道弄下去了。老百姓找矿代价很高,不仅浪费了许多铀,消耗了大量选矿原料,而且还由于缺乏环境保护设施和手段,造成了严重的污染。
农民由于缺乏自身防护的知识和设备, 受到放射性污染的伤害的肯定的。 不过,这种低剂量的放射危害要很多年后才能体现出来。但当时这样的土法炼铀却了产生了一定的成果:通过全民办铀矿,获得土法冶炼的重铀酸铵163吨,为原子弹试验的核燃料的生产提供了原料,进而为中国第一颗原子弹的研制赢得了时间。
对此,美国学者刘易斯和薛理泰说,从一定意义上讲,中国的第一颗原子弹是一枚人民炸弹。这件事今天看起来确实很好笑 —— 当年造第一颗原子弹居然就跟造豆腐似的老土,连命都不要了。 但也不好笑,那个时代的人们还是有点精神的。 伙计,日后可别再小看中国的农民了,造第一颗原子弹也有他们的血汗和生命。
那座丰碑上有邓稼先、钱三强等伟人的身影,碑下浸润着农民的血汗。
中国第一颗原子弹铀材料从采集到浓缩,牺牲很大
我们这就有一个铀矿,父辈们去采集过。大至情况,耳熟目览很清楚。
1950年6月,朝鲜战争爆发,战争烧到了中国边境的鸭绿江。美国将原子弹带到朝鲜半岛附近,并成为美国随时可能摧毁中国的严重威胁。原子弹的发展已经成为中国人民自救和维护主权的一种重型武器。然而,铀矿是制造原子弹的必要原料。
第一次核爆炸后,西方人知道谁掌握了核武器,谁掌握了战略主动权。当时,像美国这样的大国有两种防止核不扩散的方法。一个是欺骗你,另一个是封锁技术。因此,它提出了一个理论,即中国没有铀,中国没有铀,中国不需要发展核工业,你也找不到核矿。
1952年,中央秘密成立了地质部普查委员会第二办公室,协助地质部长李四光进行铀矿地质勘查。人口普查办公室查阅了该国的所有数据,从旧文件中发现了两条有价值的线索:
一个是在伪满洲国时期,当时日本福田达记录了在辽宁海城大方神伟晶岩长石矿中发现铀矿。另据民国时期地质学家南延宗、吴雷博记载,在广西中山县黄强坪发现放射性铀矿。
1952年7月,苏联派遣一个专家组到中国帮助中国寻找铀矿。一年多以后,它终于来到了广西钟山县黄强坪。云英岩锡矿脉中的铀矿带是在杉木冲附近一个叫24冲的地方发现的。
1954年10月,勘探队将几个富铀样品带回北京,并向周恩来总理和毛泽东主席报告。毛主席主持了中央书记处扩大会议。中央领导人一起看了铀矿石。听完报告后,毛主席当场决定中国制造自己的核武器——原子弹。
这种铀矿是从当时的广西富中县带入中南海的,它催生了新中国发展原子能的战略决策。它后来被称为共和国核工业的开门红,现在保存在中国核工业北京地质研究所。
1955年,中央政府秘密组建中苏联合铀矿地质勘察委员会,代号309,同时在湖南长沙组建309铀矿地质勘察大队,负责中南地区的铀矿勘查和开采工作,称为中南309矿队,309铀矿地质勘察大队1分队设在广西富钟县。
那时,我很难挖掘。一次去里松的山要花两三个小时。山上所有的食物都是从桂林捡来的。没有路。那时,也没有机器。这个小摇动器被用来摇动矿物。贺州出土的褐钇钶产品由中国科学院核物理研究所兰州铀浓缩厂(504厂)提取出铀-235。虽然它只是第一颗原子弹原材料的一小部分,但它为中国第一颗原子弹的研制赢得了宝贵的时间。
1964年1月,中国生产了第一批合格的浓缩铀-235。1964年4月,制造了第一套原子弹的核部件。1964年6月,一枚准原子弹在研究基地进行了试验。1964年10月16日,中国第一颗原子弹在罗布泊成功爆炸,成为世界上第五个拥有核武器的国家。中华民族的尊严和伟大的权力再次被释放。
中国在1960年2月开始动工第一座石墨慢化轻水产钚堆的情报,西方推断中国会用核反应堆将铀处理成更多钚,第一颗原子弹也会是钚弹。但苏联援助的中断使得反应堆的建造陷入停滞,苏联只提供了反应堆5%的设备和40%的图纸,中国科研人员花了好几年才补全了反应堆的全部建设,直到1967年,产钚堆才投入使用。苏联撕毁协议、撤走专家后,不再为该矿的铀水冶提供配套的自动控制系统。此后,工人们不怕苦、不怕脏、不怕放射性,土法上马,人工操作,生产出了宝贵的\"黄饼\"。
至今为止很少有资料记录那个时代的记忆,不仅采矿如此,加工“铀黄饼”的方法也十分简陋,这种方法由地质队教授,完全属于因陋就简。在广东连县的一处铀矿处理厂房里,所谓的车间就是几间草棚,左一间里并排竖立着五个大罐,里面装满了碎矿石、硝酸和硫酸。溶液从第一个罐流到第二个罐,然后流到第三个罐……每经一次物理沉淀,铀化合物就相对富集一次。最后,溶液流入一个埋在地下的容器里,再将这个容器的溶液倒入第一个罐,一直富集到最大程度。此后,再将这种溶液在另一间草棚里用大锅将其烘干……做好的黄饼成色各异,有黄的、黑的、灰的、还有暗红色的,他们就像普通食品一样,拿到市场上去卖给矿冶局。一位负责收购的干部曾在火车站边的商店里发现随意摆放的黄饼,而周围的人全然不知它会产生巨大的辐射。
作为“大跃进”的组成部分,这种采矿从科学的角度看完全是浪费,不但浪费了大量宝贵的铀矿,消耗了大量酸碱等选矿材料,还因为没有环保设施和防辐射概念造成严重污染。当然,这只是后人轻松的非议,对于当时迫切需要核原料的中国核武器工业而言,,这种混乱的大跃进在1961年前提供了150吨铀精矿(一说为163吨),保障了中国第一颗原子弹的原料供应,将我国原子弹的研制时间缩短了一年。其中的得失自有后人评价,但也正因如此这颗原子弹才被称得上是真正的“人民炸弹”。
一般来讲,原子弹分为铀弹和钚弹,根据它的原料不同,其提纯的方法也不相同,但是其中提纯的方法最简单的当然是钚,毕竟这个东西可以通过某些特殊的方法简化它的提纯工艺,就比如说现如今的日本,他就有大量的纯钚。
但是新中国第一颗原子弹确实是一棵铀弹,提纯铀元素确实有些困难,这种元素的提纯确实只有一种办法,其中一种大家听说过,就是离心法,也就是通过高速离心机,然后利用离心力,铀元素用来作为原子弹的那种比普通的油元素药膏出去大概几个原子质量,所以通过这个几个原子质量将这些能够作为原料的油元素给提取出来。
哦,这个时候日本人确实距离研发原子弹只差一步,因为他们当时是除了美国以外为二的能够研发出高速离心机的国家,(今日头条漩涡鸣人yy首发于问答)可是呢,这个高速离心机是一个比较秘密的设备,当时的前苏联也不可能把这个设备给中国,因此中国方面也没有什么办法用这种原始的方法去提纯铀元素。
按照中国方面的记录的话,应该是有一款气体扩散法提纯,同时这也是前苏联援助中国的一部分,这个地址呢就建在兰州,可是呢,由于前苏联跟中国之间的关系问题,所以这个东西并没有彻底完成,前苏联就直接走了,甚至于有一些图纸啊,还有后续的设备都没有齐全,所以关于这一家公司究竟是否应该继续运行下去,中国是否造原子弹也确实是个问题。而此时由于毛主席提出了我们一定要搞原子弹,因此制造原子弹成为了当时中国老百姓一个津津乐道的话题,大家都知道这玩意儿要威力很大,而且美国一直拿着这东西来威胁你,只要有了这个就能够拥有自保,所以广大的人民老百姓,有了很高的积极性,要政府制造出这种缘分,当然政府也不能够使得老百姓的苦诶遭到了白费。
主要的问题还是有两个第一原料上哪里去找第二原料,拿到之后怎样提纯原料的着法只能够中国人有自己的土办法,那就是靠人数去堆当时,也是大量的干部来到乡里面,并且告诉老百姓如何使用特殊的一切去寻找又矿石,有的甚至直接靠土办法,然后去把这些矿石给采集过来,集中到一起放到了地方上面放置的集中地点,然后通过土办法再把里面的由元素给提取出来。
什么方法呢?就是通过各种各样的方式把这个矿石打碎,然后将它乘进到酸碱溶液里面,然后通过不停的酸碱筛选,最后题传出来的就是纯度较高,但是并没有达到原子弹爆炸级别的那种原料,这种东西呢,前几年伊朗也也也发出来了,叫做黄炳,当然这只是民间的代称,但这个东西确实是研发原始的第一步,没有这些黄炳你根本就不可能研发成功,而当时中国就是依靠着老百姓不停的努力才有了这些东西,实在难以想象,如此巨量的矿石,如此巨大的工作量,当时一穷二白的新中国确实除了靠老百姓,没其他办法,没有其他的捷径可走。
这是之后研发出来的,黄屏则是教到兰州的工厂进行进一步的提成加工,在这其中,当然中国的科学家再一次发挥了自己的神奇之处,通过特殊的方法改良了气体扩散法,然后将里面的矿石浓度提高至90%以上,终于达到了临界点,而达到临界点的材料则支撑了接下来中国原子弹试爆工作。
懂一点核物理的人就知道,造原子弹首先就要从找铀矿开始,只有铀235才可以制造核弹,可是自然界中的自然铀只有不到0.7%的铀235,所以就需要浓缩才能够使用!
1955年的中国对于哪里有铀矿简直是两样一抹黑,根本就不知道哪里有铀矿,于是当时的二级部决定动员全功地质队来进行大规模的考察,两万多人的地质队就像是撒黄豆一样撒了下去,最终也确定了几个开采基地。
原子弹浓缩铀的提炼步骤包括开矿,选矿,浸矿,炼矿,精练等步骤,前三项技术门槛较低,可以使用土办法来做,后面的就必须要到实验室去完成。
而当时第一枚原子弹所用的铀并不是出自于工厂中,而是来源于不知道铀元素是什么的农民手中,在当时的农村几乎每一个县甚至农民公社都设立了地质队。
有人可能会奇怪这些地质队是怎么从人民公社中组建的,要知道当时的文化水平并没有那么高,一个村里面也有十个八个大学生,在当时的地质队也是用的土办法。
就是将那些地质队员一人发一个盖革计数器,遇到含有铀的地方地质队员们就知道那里有“东西”了,要挖出来,就这样,在短短的几个月时间里,湖南,广东,辽宁等地的浅层铀矿几乎被一扫而空。
铀矿石有了,下一步就是精选,这个在当时是一个大问题,那时候铀矿精选和处理铀矿石的工厂都没有建设好,而当时的研究单位有急需二氧化铀做实验,于是土法精炼应运而生。
就是使用类似于过滤的方法,在每一道“过滤槽”中放入碎矿,稀硫酸和稀硝酸,被浸泡的矿石在槽内发出咕咕的声音,然后浸泡出来的溶液再流入下一个槽。
就这样一直循环,最后将得到了成品,当时的苏联专家要操作人员使用防护衣物,但当时的条件哪里去找那样的衣物,很多人不得不直接用手去操作,也出现过几次事故。
1958年底,二级部召开了全名办铀矿动员会,二十多个省区的农民被动员起来去制作原子弹必须的材料“黄饼”,通过全名办铀矿,最后获得了重铀酸铵163吨,也为新中国第一颗原子弹的爆炸赢得了时间。
在原子弹的起步阶段,大部分国家都是使用枪式结构的钚弹作为自己的首发产品,枪式起爆结构简单,钚弹芯材料获取容易,临界质量小,两者结合可以得到技术含量最低的原子弹!然而枪式结构对于核材料的利用率通常不到2%,而钚239的毒性又太大,衰变周期也比较短,不利于保存,因此枪式钚弹虽然起步低,但其实也是低技术含量的象征!而我国的第一颗原子弹跟其他国家完全不同,采用的是利用率更高、安全性更好的内爆式铀弹,虽然我们是五常中最后进行原子弹试爆的国家,但是起点也绝对是最高的!那么这枚代号为596的争气弹,其核心的铀235核装药是从何而来的呢?原子弹中的铀235丰度在90%以上,而铀矿石中的铀235含量只有0.7%,其余都是含量在99%的铀238以及少量的铀234等铀235的同位素兄弟,因此要得到高丰度的铀235,必须要做的就是同位素的剔除和提纯。在五六十年代,离心法、激光法等先进工艺都没有诞生,唯一可靠的就是气体扩散法提纯。1955年中苏两国签订《关于苏联为中国在建设原子能工业方面提供技术援助的协定》,在苏联的援助下,我国在兰州建立了第一个气体扩散法铀浓缩工厂。然而在1959年,苏联单方面撕毁援助条约,专家全部撤走,兰州工厂还没有形成生产能力,各项准备计算准备工作都还只完成了40%,而当时我国的原子弹研究已经到了紧要关头。最终我们依靠自力更生,在著名的女物理学家王承书的带领下,兰州铀浓缩工厂克服了种种难关,终于在1964年1月14日成功提取了用于我国第一颗原子弹制造的高丰度浓缩铀!兰州铀浓缩工厂后来还成为我国第一颗氢弹、第一艘核潜艇、第一座核电站的核材料主要提供单位!除了核物理学家的努力之外,广大的中国人民对于第一颗原子弹的浓缩铀制造同样功不可没!用于铀浓缩的材料就是我们通常所称的铀黄饼,而铀黄饼其实就是将初采而来的铀矿石研磨粉碎后,再使用酸碱溶液将铀矿中的含铀成分溶解出来,最后通过物理沉淀的方法将铀矿石中的杂质一步步去除,最后将溶解液再次烘干成型,得到的黄色精矿。而为人所不知的是,这些黄饼其实是无数中国农民在山间田头土法炼制而成的!(铀精矿黄饼)
我国从1955年决定研发核武器以来就开始了铀矿的寻找,中国地质部于当年在新疆和湖南各成立了两支秘密探矿队伍,最终两支队伍分别在新疆伊犁和湖南金银寨都找到了品相不错的铀矿床。
(湖南309铀矿勘探队)
在苏联的援助下,我们开始建设工业化的采矿和洗矿场用于制造铀黄饼,但是根据规划和建设进度,这些矿场都要在1964年以后才能出矿,满足不了我们在1964年必须试爆第一颗原子弹的需求。为了尽快的得到足量的铀精矿,只能从人民中寻找力量!于是一场轰轰烈烈的全民探矿找矿运动便在神州大地广泛开展起来!(湖南省的铀矿资源分布)
当时第二机械工业部提出“全民办铀矿”的口号,成千上万经过了简单采矿、洗矿培训的农民矿工活跃在祖国的神州大地,他们手持着盖革计数器活跃在神州大地的各个荒郊山野,各种土法炼制黄饼的作坊也在山间田头建立了起来。仅仅半年不到,广东、湖南、辽宁等地的90%以上的土地就被这些农民矿工门完成了全部的铀矿勘探工作,在1961年之前,从这些土作坊中上交了163吨土法炼制的黄饼,成为兰州工厂浓缩铀的最重要原料,也为我国第一颗原子弹的制造做出了不可磨灭的贡献!可以说新中国的第一颗原子弹称得上是真正的集聚了人民力量的炸弹!
虽然核武器弹是一种危害极大的武器,但是它同时也是一个国家抵御外敌的最强后盾。开国以后,为了能够不被那些不怀好意的国家欺负,我国毅然决定开始关于原子弹的研究。经过一大批科技人员、干部和职工的共同努力后,我们终于成功了,回想整个过程,真的是太不容易了。
我国第一颗原子弹的原料是铀235,当时为了能够找到这个此前闻所未闻的矿元素,国家投入了大量的人力和物力。1955年,国家抽调人家,组建了两支寻找铀矿石的地质队。这地质队的队员在苏联专家的帮助下,利用仪器四处寻找铀矿石,每一寸土地,每一块石头,无不一一勘测过去。
皇天不负有心人,地质队的队员们经过半年的勘测后,最终在一处深山中找到了铀矿石。当时,地质队的一位队员无意中在小河边的一块石头中测到铀元素的反应,沿着这块从山上滚下来的石头,他一路追寻过去,在深山中发现了铀矿。
原子弹的材料是铀,准确来说是铀235,它在天然铀中的含量为0.711%,含量非常低。为了能够让原子弹的实验顺利进行,至少需要500吨的铀矿石,经过地质队和工人们的一番努力后,原子弹的原材料终于准备好了。天然的铀矿石含有铀234、铀235和铀238三种同位素,其中铀235最为稳定,铀235的原子在被一个中子高速击中后,会产生自然界不存在的铀236,铀236产生后会马上裂变出92和钡141,同时释放出三个中子,这些中子与其他的铀235原子继续反应,产生链式反应,这个是原子弹的制作原理。
根据国际原子能机构的定义,只有丰度为90%的铀235才是武器级高浓缩铀,可以用来制作核武器,因此,我们光采集到铀矿石还远远不够。当时铀矿石要成为合格的武器级核材料,需要两个步骤,第一个步骤是从矿石初步提炼出粗铀,第二个步骤就是把粗铀进行提炼并浓缩成丰度90%的铀235。
制作粗铀的时候,我们的科学家借鉴了一些制作豆腐的技巧,工人们把铀矿石用石磨碾碎,用筛子过滤后放到装有稀硝酸的土缸中浸泡,以产生硝酸铀酰溶液,再用细布多次过滤后烘干,最后制出面粉状粗铀。粗铀制成后,让它与氨、氢、氟化氢和氟依次进行反应,生成六氟化铀气体,再用气体扩散分离技术进行铀235的提取浓缩。
六氟化铀气体中铀235比铀238轻,所以让六氟化铀气体通过扩散膜的时候,铀235通过的概率比铀238的大,每通过一级扩散膜,铀235的浓度就会增加,一级一级扩散后,直至铀235的丰度达到90%。用扩散膜来分离出高浓度的铀235是一个繁琐的过程,光是达到3.5%的丰度就需要1000级扩散膜的分离,但是我们的科学家还是克服了一切困难,完成了任务。
1964年10月16日,我国制造的第一颗原子弹爆炸成功。开采铀矿、初步提炼出粗铀和扩散分离出高丰度的浓缩铀,这是无数科学家和工人们共同的劳动成果,让我们向这些英雄们致敬!
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在前苏联专家既友好,又严厉,讲课没教材,只有黑板与同学笔记,我友向他们要资料没有,也不敢给!只好死记硬背!专家讲得好,你们认真记下,能记住就是你们的,没有人能要回来,抢得去!
10月16日15时,这个时刻,中国在国际强真正的站起来了,挺直了腰杆子,在荒无人烟的罗布泊,中国第一颗原子弹爆炸成成功,整个中国沸腾了,我们没有想象这个画面,激动的程度就了审奥成功一样,举国欢腾,中国的实力被世界认可了,成为第5个拥有核武器的国家。
最近美国和伊朗的关系中,我们就经常听到一个词,就是浓缩铀的浓度,而美国美国对伊朗在提升这个浓度特别的害怕,但是美国也知道,提高这个浓度是多么难,这有提升到90%才能制造原子弹,所以伊朗不会提炼得那么快。
1945年美国在日本投放两颗原子弹,直接加速了二战的结束,但是在美国投放了原子弹之后,铀两个国家感觉到危机,就是中国和苏联,美国是第一个拥有核武器的国家,直接对俄罗斯石使用的话,虽然俄罗斯国土面积大,但是苏联不知道美国我拥有多少原子弹,所以苏联也开始努力研发,而中国也是一样。
1955年中国就决定制造原子弹,但是中途苏联的退出,让中国遇见很大的难题,苏联看不起我们,那么只能靠自己,于是中国发动了全国一起为研发核武器努力。
在李雪健演《横空出世》中,他在大戈壁滩上的演讲,真的振奋人心,苏联撤退,欧洲国家看不起中国,于是我们毛主席领导我们,要我们自己研发核武器,于是一帮有老人、年轻人组合的队伍,在荒无人烟的地方,默默为研发核武器做努力,而当时几乎没有计算机,很多计算的东西就是看人用算盘一个一个打出来的。
想要把235铀的浓度提炼到90,那么就需要找到铀矿,于是就有“毛主席领导全民寻找铀矿,于是全国都在寻找,有了铀矿就开始提炼,那么就开始“全民办铀矿”、“大家办原子能科学”的口号。
为了把235的浓度提高,采用“气体扩散法”,这个方法的原理就是先把铀变为气体化合物,然后形成六氟化铀气体化合物,还好苏联之前给我们建好了气体扩散厂,不然投资太大了,在新中国成立不久,经济还比较差,所以有这些厂,研发进度加快。
还有一种方式就是气体离心法,这种方法就是利用离心力分离铀分子,这样就可以作用于铀气体和液体上,然后高速强行分离铀235的原子,因为铀-238同位素重分子气体特殊性,所以它比铀-235轻分子气体更容易附着在在圆筒的近壁,而在近轴处聚集的气体被导出,然后就可以传送到另一台离心机,分离随着气体就就可以穿过一系列离心机,那么铀-235同位素分子在经过多层提炼,就逐渐聚集浓度,那么距离90%浓度就原来越近了,因为气体离心厂需要1000的离心机才能把这个浓度提炼上来,所以在里面的工作人员,可以看到1000组离心机。
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