1962年參軍
一、參軍
我1940年3月生于云南昆明。1962年從西安交通大學工程物理系反應堆工程專業畢業,和同班同學周明生一起分配到北京總字906部隊6部(國防部第七研究院09研究室)參軍。9月初,我和周明生坐火車到北京,楊奎富開敞篷吉普車來北京站接我們,到北太平莊的鐵道干校報到。路過長安街,看著雄偉的天安門、人民大會堂,還有司機小楊白色海軍夏裝飄揚的披肩,心情十分激動。想著自己馬上就要成為偉大的中國人民解放軍的一員,自豪之情油然而生。報到后,才知道我們要從事核潛艇研究,搞國防尖端。專業完全對口,非常激動!
1958年6月,我國決定研制核潛艇,代號是09工程。組織起兩支隊伍: 一支研究核動力(核反應堆及一回路),由二機部組建,屬地方編制,趙仁凱領導。1959年并入原子能研究所,組成12室5大組(1960年中蘇關系破裂前還有少量蘇聯專家),后來調整成原子能研究所471室。另外一支研究核潛艇總體及船、機、電、等,由海軍組建,屬軍隊編制,1961年劃歸國防部第七研究院,成立09研究室(代號為總字906部隊6部),由周圣洋和蘇萍領導。1963年底,471室劃歸部隊編制,并入09研究室,成立七院15所(即715所,代號為總字907部隊)。1965年5月,部院合并,國防科委下屬的五、六、七、十院集體轉業,并入國防工辦下屬的對應工業部。715所搞核的部分按專業劃歸二機部,改名北京15所;搞總體及船、機、電等的部分和其他相關單位合并成立719所,留在七院。北京15所1969年搬遷三線,最后發展成中國核動力研究設計院。
1962年國家正逐漸從極左思潮中糾正過來。3月間,陳毅元帥在廣州會議上為知識分子“脫帽加冕”。脫資產階級知識分子之帽,加勞動人民知識分子之冕,極大地鼓舞和調動了廣大知識分子為社會主義建設貢獻自己聰明才智的積極性。在這個大趨勢下,國防科技研究單位尊重科學規律,十分重視鼓勵知識分子刻苦鉆研科學技術。我們報到后,每個人就領到一本“內部讀物”《現在可以說了》。此書的作者是美國研制原子彈的“曼哈頓工程”的組織者格羅夫斯將軍,該書詳細介紹了美國研制原子彈的過程。
已捐贈青島海軍博物館
后來我又在原子能所的新華書店買到一本內部讀物《比一千個太陽還亮》)已捐贈青島海軍博物館)。此書的作者是西德的羅伯特·容克,該書介紹了從1919年盧瑟福發現原子核的人工突變起,直到1954年美國原子彈之父奧本海默在美國受審為止,各國原子科學家的研究活動。這兩本書讓我明白了要想研究制造出我國自己的核潛艇,需要做出怎樣的刻苦努力和付出什么樣的代價。
09研究室1962年招了十多名新大學生。西安交大有周明生(后任衡陽市副市長)、周匯東(后任核動力運行研究所副所長)和我,哈軍工有張英俊、劉聚奎、沈 抗、柯小寧、楊 彬、楊 棟、范霞飛、宮宏起、王天錫,哈工大有襲著文、焦增庚、鄧常君,李德文,南開大學有王克強、樊均福等。當時我們都是熱血青年,參軍后待遇比分配到地方單位的同學高,吃、穿不用自己操心。祖國的信任,人民的重托,我國第一艘核潛艇就要通過我們的努力從自己的手中誕生。想到這些,心潮澎拜,下定決心要為祖國的國防事業貢獻一切,大干一場。
周匯東、姚增華和周明生合影
1962年時,七院屬海軍,穿海軍軍裝。我們領軍裝時已經接近10月份,領的是藍色的冬裝。試穿下來,我領了1號帽子、2號衣褲、3號皮鞋。我們剛參軍,沒有軍銜,掛的是沒有“豆”五角星的學員領章。一下子領來一大堆衣物,放的地方都沒有,大家都很興奮。
1962年國家經濟仍處在困難時期,糧食、油、肉等仍然嚴格定量。我們從地方院校參軍的學生,糧食定量一下子從每月30斤增加到38斤,其他副食品也相應增加。在食堂吃飯,大家都放開吃。印象深的是:女生鄧常君有一次一口氣吃了10個肉包子。襲著文經常用醬油拌小米飯,味道不錯,大家跟他學,食堂醬油消耗量大增,吃不消,后來用鹽水兌醬油。
當時的09研究室包括了核動力、船體結構(黃旭華、陳志捷等)等除武器外的整個核潛艇的有關專業。核動力部分的人員不在鐵道干校,而是到二機部原子能研究所,與471室的員工一起工作。新大學生大部分是學堆工的,在分配工作前進行了摸底考試,根據考試結果分配專業。考試內容是反應堆物理,題目是471室韓鐸等人出的。考試結果我和周明生成績最好,分配到物理組搞反應堆物理,其他人分別分配搞熱工、機械結構、系統、管理等。
1962年中蘇關系已經惡化,核動力方面沒有多少俄語資料,參考資料大部分是英語的。我們這批人分好專業后,學過英語的就到原子能所去工作了。在大學里,我學的是俄語,和其他同事留在北太平莊學習英語。到1963年五一節后才到原子能所上班。
1963年上半年,471室副主任是彭士祿(主任空缺),黨支部書記是李樂福。物理組組長是韓鐸,副組長是徐江清。1963年秋,成立七院15所后,改穿陸軍黃軍裝。周圣洋任所長,蘇平任政委,彭士祿任副總工程師。715所設若干技術室。一室是堆工室,韓鐸任室主任,昝云龍任副主任,胡國忠任一、二室指導員。二室結構,三室系統,四室儀控等。一室包括反應堆物理理論、物理實驗、屏蔽、計算數學等組。物理理論組(一室一組)由周明生任組長,孟希哲任副組長。1965年部院合并后,715所的船體結構部分與其他相關單位合并成立七院19所。
1963年下半年搞拔白旗的政治運動,471室徐江清等人因為平時有些牢騷,對某些黨支部領導有意見等,被打成“反黨小集團”。合并時,就把徐江清排除了。“小集團”成員李春槐等三人雖然留下了,但沒讓參軍。
1963年春天于頤和園合影,前排左起:鄧常君、楊棟、王天錫、張英俊、應忠強;后排左起:劉德祥、周匯東、楊彬、王世林、黃立民、姚增華
二、入門
我1963年到471室工作時,物理組分了幾個專題,有臨界計算、燃耗計算、能譜計算、控制棒計算等。在反應堆的核設計中,控制棒價值計算是否準確,涉及反應堆是否安全可控。控制棒是中子強吸收體,簡單的中子擴散理論不適用,需要使用更嚴格的中子輸運理論。因此,控制棒計算被認為是重點和難點。領導分配我跟隨徐江清學習控制棒計算。當時正值09工程下馬,沒有具體設計任務,也沒有可用的設計計算方法,真是一窮二白。但大家并沒有閑著,而是積極調研外國資料,研究壓水堆核設計的計算方法。那時沒有電子計算機,只有算盤、計算尺和手搖計算機。我們調研的重點是可以進行手算的經驗和半經驗計算方法。當時物理組人員非常年輕,年齡最大的韓鐸是留蘇生,也不過30多歲,其他都是30歲以下。除了韓鐸在蘇聯學過堆物理,其他國內大學的畢業生對反應堆物理知之不多,因此大家學習都非常刻苦。
在徐江清指導下,我閱讀了幾乎所有可以找到的控制棒價值計算方面的教科書、科技報告、雜志文章。同時也調研了其他相關的堆物理理論和實驗方面的文獻。我剛參加工作,雖然大學專業課學過反應堆物理,還在謝仲生老師的指導下做過一些課外的反應堆物理理論調研。主要閱讀學習1955年在日內瓦舉行的世界第一次和平利用原子能大會文集的一些論文。但知識仍然十分貧乏。自己的英語底子也薄。為了能夠盡快提高自己的業務能力,真正承擔起設計核潛艇反應堆的重任,深知必須比別人付出更多的努力。
因此,我抓緊一切時間如饑似渴地學習。每天6點早起背英文單詞,晚上10點上床后,為了不影響同屋同事休息,用衣服遮住床頭燈,再學習1小時左右的英語。上班時間,從早上一直到晚上9:30,都在辦公室學習。周末除了星期六晚上回南區(宿舍區)洗澡洗衣服,星期天也照樣在辦公室度過。夏天有時白天和黃永愚等去坨里游泳,晚上照樣回辦公室學習。當時原子能所每個周末都在南區放露天電影,我從1963年到文化大革命開始,3年里大概只看過4、5次電影。刻苦的學習使自己的專業知識得到長足的進步,為后來承擔09反應堆核設計任務打下牢固基礎。
我的學習精神也得到領導和同事的認可,1964年初,領導給我和黃永愚等人記了三等功。1964年八一建軍節,我們立功人員還被邀請到人民大會堂參加慶祝會。
1963年,雖然09已經下馬,但彭士祿等領導判斷:國家形勢不斷好轉,“兩彈”進展順利,09再上馬不會拖很久。如果不提前做好準備,一旦上馬,我們的工作必然被動。因此從下半年開始,就組織全體員工開展09動力堆的方案研究。
1958年核潛艇工程立項時,二機部成立了“潛艇核動力設計組”(后來的原子能所12室5大組,趙仁凱任組長),并在1960年完成了“潛艇核動力裝置初步設計(草案)”。據當時參加工作的趙仁凱[1]、黃祖洽院士回憶,這個初步設計草案進行過手算設計,有一個初步的反應堆概念設計,使用圓棒狀核燃料元件。在1958年年底,中國政府專家代表團訪問蘇聯時,代表團顧問黃祖洽曾根據記憶向蘇聯方面提交了草案的一些設計數據,請蘇聯專家評價。到1959年4月,蘇聯方面對中國代表團提出的幾十個問題都給予答復。其中是否包括具體的核設計參數,就不清楚。
從1963年年底到1964年上半年,在周圣洋、彭士祿等領導下,根據1960年趙仁凱主持下完成的“潛艇核動力裝置初步設計(草案)”確定的09核動力裝置總體技術要求(主要參數),在471室開展了09核動力堆堆芯的結構方案研究。其中李樂福、韓鐸、昝云龍、蔣濱森都是從1958年就開始搞09的老員工。集思廣益,把全體員工都動員起來了。印象深的有張漢周、劉聚奎、柯小寧、沈抗等都紛紛提出自己的結構方案,連夜畫圖,爭相發言。甚至政工領導如蘇平政委、胡國忠指導員等都參加方案辯論會。他們雖然在技術上提不出具體意見,但經常用別的例子來指導大家的思考。例如胡國忠就用我國在工農業生產上的政策和做法,來啟發大家解決設計方案中高指標和實際可行性之間的矛盾。經過多方面比較,最后采用了劉聚奎、柯小寧提出的具有創造性的棒束控制堆芯結構設計方案。
在韓鐸、昝云龍的帶領下,經過大家的共同努力,在沒有任何外援的情況下,根據反應堆物理教科書、雜志文章和美英等國公開出版的科技報告,到1964年物理組已經開發出一套可以進行手算的核設計方法。經過集體討論,領導拍板,確定了堆芯結構方案。用手中最好的德國阿里斯多牌計算尺和諸如對數表、水蒸汽表、貝塞爾函數表等工具,進行堆芯核設計。大家埋頭苦干幾周,進行了大量的計算。
但是,本來應當光滑連續的理論曲線,畫出來卻是七拱八翹,比試驗曲線還難看。經過分析討論,焦惠先首先提出,由于計算尺的有效數字不超過3位,當兩個很接近的數相減時,有效數字的位數減少,算到后來,結果已經沒有物理意義了。最后決定,改用手搖計算機進行計算,保證6位有效數字。當時有一臺舊的手搖計算機很大,搖起來相當沉重。焦惠先力氣大,這臺計算機就一直歸他用。后來又買到德國產的電動計算機,二十來公斤重,開動起來響聲震天,辦公桌亂晃。為了保證這些機械計算機正常運行,專門安排王淑然學習并負責計算機管理和維修,直到這些計算機被淘汰為止。北京的夏天很熱,在既無空調又無電扇的辦公室里,伴隨著機械計算機的響聲和校對計算結果的低聲念數字的聲音,大家汗流浹背,干得熱火朝天。通過艱苦的腦力勞動和體力勞動,終于得到了理想的結果,初步確定了我國第一艘核潛艇動力堆的堆芯核設計方案。
1964年使用的計算尺(已捐贈青島海軍博物館)。
國產飛魚牌手搖計算機(非實物,同款)。
三、設計反應堆
1964年10月,我國第一顆原子彈試驗成功。原來專供設計原子彈使用的電子計算機可以給設計核潛艇用了。1964年年底開始,715所的領導不失時機地抓住了這個機會。一室開始開發核潛艇動力堆核設計計算機軟件。物理組負責開發物理模型、推導計算公式、提供輸入參數及設計方案、確認計算結果的正確性、計算結果的整理、編寫核設計報告;數學組負責提供計算公式的數值計算方法、編制計算機軟件、上機計算,確認數值計算方法和軟件編制正確及提供設計計算結果。王英明、焦惠先等搞能譜程序,周明生、毛玉姣等搞兩維堆芯計算程序,王承基搞燃耗計算程序,我搞控制棒計算程序,等等。同時,成立了相應的課題組,我是控制棒計算課題組負責人,成員有湯勤恒和陳輔民。由于此前一直沒有電子計算機,數學組人員不多,能參加編寫程序的人員只有張立吾、張玉琴、趙增魁等人。數學組的董子承,周圣杰等搞計算機硬件。1965年開始才大批招收計算數學人員。
當時我國第一代計算機剛剛起步,使用電子管。104計算機占地大約有一個排球場大,每秒運算一萬次,比現在小販使用的計算器還要慢得多。也沒有現在普及的高級語言,編寫程序要使用二進制機器語言或者匯編語言。以后才逐漸使用Algol-60、Fortran-4等高級語言。這完全是另外一個專業,反應堆物理人員無法自己編寫程序。因此,當時每個課題都配備了很強的數學人員。715所的數學人員不夠,原子能所給予大力支持。焦惠先的能譜程序由裴鹿成、張孝澤編寫。我的控制棒程序由陳克娜編寫,以后由715所的黃寶善和原子能所的桑鑫增接手。他們都是原子能所四室最強的青年技術骨干。
我國第一代計算機使用寬度大約2厘米的黑色穿孔紙帶記錄程序編碼和輸入數據,通過一米多高的光電輸入機輸入計算機。控制臺上只有一排排的開關和指示燈,計算人員設置各個開關的狀態來控制計算機。計算機通過音響信號(類似傳真機接收傳真的信號)和指示燈的閃爍顯示運行狀態,使用寬度大約10厘米的白紙帶打印計算結果。這就是當時計算機人機對話的全部機制。堆物理計算多數都要進行迭代,當音響和燈光信號有規律地重復時,顯示計算正常。如果信號雜亂無章,多半是計算出錯了。
那個時代計算機時間非常緊張,也很貴。一臺計算機每次只能一個人使用,一個月也輪不到幾次。上機要提前預訂,上、下機時間是定死的,不能隨便更改。計算人員進入機房,溫度很低,要穿棉大衣。設定機器工作狀態,安裝紙帶輸入程序和數據,操作開關板控制計算機運行等,手忙腳亂。萬一程序編寫或者紙帶穿孔有誤,計算進行不下去,如果后面的人沒有來,寶貴的機時就浪費了。因此,當時搞數學的同志壓力非常大。特別是新手新編程序,上機頭幾天就吃不好睡不著。因為帶保密資料,上機都是小車接送,從位于房山北坊的原子能所到中關村的計算所,開車要一個多小時。有的人甚至在小車里嘔吐,稱為“暈機”。數學人員甚至要用手算一遍例題,以便和機器計算結果比較,確認程序編制無誤。物理人員也不輕松。要研究物理模型,推導公式,編寫計算任務書,提供輸入數據和校算例題。程序編好后大量的設計計算工作是物理和數學人員共同完成的。
當時使用的是北京中關村科學院計算所的DJS-2計算機(104機)。104電子管計算機仿制蘇聯的БЭСМ-Ⅱ計算機,有22個機柜,主機、電機組各占地200平方米共400平方米,略小于一個籃球場(420平方米)。全機共用4200個電子管,4000個晶體二極管。字長39位,容量4K,每秒運算1萬次,內存2048個全字長磁芯體,2臺2096全字長臥式磁鼓。(見https://net.blogchina.com/blog/article/670989969)下圖為104計算機(網上截圖)和本人收藏的上世紀60年代的國產電子管。
1965年年初,我寫好了控制棒價值計算任務書和必須的輸入數據,交給了陳克娜編寫程序。2月份,我下放北海艦隊旅順基地護衛艦大隊當兵鍛煉,工作由陳輔民接手。8月份下放結束,單位已經集體轉業,脫軍裝了!但程序還沒有編好。一直到1965年年底,程序才通過,可以進行計算了。后來計算機升級為使用晶體管的109機,運算速度大約每秒10萬次。
1965年,715所集體轉業,搞核的部分歸屬二機部,改稱北京15所。1966年以后,我國研制了晶體管及各種集成電路計算機,反應堆核設計的計算條件有明顯改善,分別在北京和武漢的計算中心進行設計計算。與此同時,原子能所反應堆物理研究室李茂季、王月興、董因明等人按照我提出的方案進行了大量零功率試驗,測量控制棒價值。當時一種試驗用的控制棒是由北太平莊的有色金屬研究院研制的。樣品出來后,我帶著付款的支票,到有色院取貨,用報紙包著,坐公共汽車帶回原子能所。通過理論和實驗比較,確認計算方法正確,可以用于工程設計。我用這個程序進行了大量計算,修改原設計,確定了控制棒結構、尺寸和布置。并于1967年在陳顧華主持的一次技術協調會上得到認可,正式采用。
1969年,15所自己購買了108乙計算機,安裝在909基地24號(八室)。下左圖是108乙機的網上截圖,下右圖為909基地24號八室(計算室)辦公室和機房(黃箭頭指處)。196最后采用的堆芯布置方案就是用909基地的108計算機計算完成的。后續第一代核潛艇的堆芯布置都采用同一方案。
1966年11月,我國第四次核試驗成功,我寫了一首詩抒發自己的感受:
驚雷四響壯東風,敢與核霸決雌雄。
今朝又聽傳捷報,何日東海馭蛟龍。
四、大干196,零功率實驗
核潛艇陸上模式反應堆(代號196)是我國第一個自主研究設計制造的核反應堆。沒有任何設計經驗,計算方法不夠精確,使用的計算機性能很低。為了確保核安全及設計出來的反應堆性能達到工程指標,需要知道設計計算的誤差并保證設計誤差在工程允許的范圍內。因此,要用實驗測量來檢驗計算結果,比較計算數據與實際測量數據的差異,確定設計計算誤差。
對反應堆核設計的實驗驗證是通過零功率實驗裝置(零功率堆)來完成的。需要用實驗驗證的核設計參數主要是:臨界質量,中子通量分布,功率分布,控制棒價值,可燃毒物價值,停堆余量,溫度系數,等等。這些參數主要是通過測量零功率堆的中子密度變化得到的。中子是由零功率堆的核燃料裂變產生的,核裂變要產生能量。因此所謂“零功率”并不是真正沒有功率,實際上是極低功率。根據裝置的大小,功率從數百瓦到幾千瓦,和普通家用電器如電飯鍋,微波爐,電熱水壺等的功率差不多。
從1965年開始,原子能研究所的東風三號零功率堆為核潛艇動力堆做了很多實驗,為核設計軟件的開發和確定設計誤差做出重大貢獻。15所在909基地為一室(物理室)建立了相對獨立的18號。當時有了一套縮小的零功率實驗用核燃料,建了三個零功率堆:1、18-1高溫高壓零功率堆。做過一次高溫高壓零功率實驗,測量高溫高壓對反應性的影響,溫度系數等等。后改建成脈沖堆。2、18-2小零功率堆。驗證試驗技術,培訓人員及補充東風三號不足的實驗。3、18-5大零功率堆。用實際使用的核燃料按照196反應堆實際尺寸設計建造的1:1零功率實驗堆,同時還包括一室辦公室。主要完成了196及后續反應堆的1:1零功率實驗。現在擴建成909基地的反應堆物理與屏蔽實驗研究室。18-3是宿舍,18-4是食堂。
2010年18-1 高溫高壓零功率堆實驗室外景(姚增華 攝)。
2010年18-2 零功率堆實驗室外景。
2010年18-5 零功率堆實驗室外景。
在韓鐸、昝云龍的帶領及大家共同努力下,各個程序也都進展順利,并在1967年完成了196堆芯的初步核設計,接著就開展施工設計。1969年北京15所搬遷四川909基地,很多人把戶口轉出來留在北京。我姐姐家在北京,完全可以把戶口留下來。但我早已許身祖國的核潛艇事業,我的戶口隨大家一起遷到四川夾江。搬遷時我的設計任務還沒有結束,因為四川的計算機還不能使用,我和張森如、黃寶善、劉志峰等人繼續留在北京計算。直到1970年4月才去四川,在火車上聽到了我國第一顆人造衛星發射成功的消息。
下面列出參加196堆芯核設計工作的人員。室主任韓鐸、副主任昝云龍(昝云龍1967年調到909基地,任科技處處長,總管196建造技術工作。在1970年196啟動前向周總理匯報了196的設計、建造和啟動計劃)。物理組:組長周明生、副組長孟希哲、王英明、焦惠先、毛玉姣、王承基、湯勤恒、黃宗德、姚增華、蔡玉才、袁耀初、劉 群、陳輔民、陶少平、徐秀芳、劉志坤、蔡劍平、周渭清。數學組:張立吾、張玉琴、李大圖、黃寶善、曹師儒、劉偉業、唐家歡、季永成、衷仁保、包有紅、邱希春、薛友義、劉志峰、趙增魁、白玉成、邢書達,汪興萱、柴寶全、唐國珍、文光淮、李則仙、謝暉、蔡忠心、廖秀華、王海江、欒霖。數學組各人對口的專業不同,哪幾位做核設計記不清,因此把名字全部列出。1965年初夏到1966年秋,哈軍工的蔡章生、孫永進,北航的蔡明恩、劉正綸、劉子超、鄭於瑩和原子能所的阮可強、楊順海、索長安等人曾短期參加物理組工作。
1968年7月18日毛主席批準對909基地進行軍管,史稱偉大領袖毛主席的“718批示”。1970年的909基地,在軍管會領導下大干196(核潛艇反應堆的陸上模式堆代號),目標是建成196向“718批示”兩周年獻禮。周末基本不休息,沒有工作任務的也安排大掃除搞衛生。領導、技術人員、工人和后勤服務人員齊心協力,誓奪196大會戰的最后勝利。軍管會主任王漢亭是中印自衛反擊戰的英雄團長,打仗是攻無不克的英雄,但對指揮高技術的工程會戰卻不適應。他曾抱怨(大意):打仗一聲令下,沖上去就解決戰斗了,這個196怎么這么復雜,有力氣使不上。他的希望用簡單方法解決技術問題的想法,影響了一些重大技術問題的決策。一個最典型的事例,就是在最后時刻不經過實驗驗證就更改堆芯的布置。
1970年5、6月份,核燃料組件運到909基地,直接拉到18-5做1:1零功率實驗,測量功率分布和各種物理參數。當時條件簡陋,裝卸組件都是幾個人站在架子上用麻繩吊的。因為要趕“718批示”獻禮,實驗一做完,不等測量結果出來(處理測量數據用手算,需要幾天時間),馬上就把燃料組件拉走,去196裝堆了。
測量結果一出來,大家都傻眼了:堆芯最大功率與平均功率之比,即功率峰因子大約5.8,遠遠超過設計值。原因很快查明,設計時為了確保反應堆安全,盡量多裝可燃毒物,致使堆芯布置不對稱。當時計算機能力有限,不能進行兩維全堆芯計算,只能進行1/4或1/8對稱堆芯計算,非對稱問題被掩蓋了。這個低級錯誤表明當時年輕的物理組對核設計的認識和經驗缺乏程度。如此大的功率峰因子,反應堆絕對不能提升到滿功率,否則燃料必然損壞。
韓鐸連夜組織周明生、我和其他幾個同志研究,重新布置可燃毒物,進行了大量分析比較,最后找到一個認為是最好的堆芯布置方案。這個方案只是理論結果,并沒有絕對把握,必須重新做零功率實驗,測量功率分布和停堆反應性,確保核安全。這就要求把已經裝堆的燃料組件重新拉回實驗室,必然推遲整個工程的進度,趕不上“718”。意見報上去后,軍管會堅決不同意重新做實驗,而要求按照新設計的堆芯布置調整堆芯,繼續進行下一步工作。討論會上,絕大部分技術人員,包括中央派來協助196啟動的專家組中的堆物理專家阮可強和呂應中等人,都支持重新進行零功率實驗。反對實驗的,除了軍管會領導外,只有彭士祿和物理實驗組的一個女技術員陳雄月。
彭士祿敢拍板是有名的。由于他是彭湃的兒子、出身好,一心一意干09,不怕別人議論,敢于承擔責任。很多設備制造出來沒有完全達到技術要求,技術員不敢簽字,都是他拍板使用的。他曾多次闡述他拍板的理由:國家只有這個水平,短期不可能提高,重新制造也差不多,反而拖延進度。既然要建核潛艇,就要承擔一定風險,只要沒有顛覆性問題,他都敢拍板,一切責任由他承擔。15所成立初期,彭士祿是副總工程師,1965年09重新上馬后趙仁愷(1960年調到核二院支援生產堆建設)調回來任副總工程師,后來又調入符德番副總工程師。我覺得在那樣一種歷史條件下,當時如果沒有彭士祿這樣一個敢于承擔責任拍板的總工程師,196是不可能這么快建成的。當然,彭士祿也不是一貫正確,他在前面拍板,后面還有作風細致踏實的趙仁愷、符德番等不時為他做補救工作。這幾個老總的配合,使196的設計建造進展順利。
但彭士祿反對重新做零功率實驗的態度我卻不敢茍同。堆芯布置出現問題是因為沒有經驗,設計計算有誤,正是通過實驗發現了問題。因此解決問題就不能只靠設計計算,必須再用實驗證明問題已經解決。這和設備制造完全不同,也耽誤不了多少時間。當時軍管會和彭士祿等人反對重做實驗,完全是為了趕“718”,從政治上考慮,違背科學規律。軍管會領導有這個態度并不奇怪,他們不了解科學技術,而且當時一切都要突出政治。但彭士祿等兩個科技工作者也支持這么做,令人費解。軍管會有他們支持,更是寸步不讓。最后的結果當然是政治掛帥,不經過實驗驗證,直接按計算結果裝堆。
萬幸的是這個重新設計的堆芯布置方案確實不錯,沒有出問題,后續堆零功率實驗證明滿足設計值。證明當時物理組的設計工具和設計能力已經達到一定水平。但沒有經過實驗測量,當時并不知道計算誤差有多大,不知道功率峰因子的準確數值及是否真正滿足設計準則。196的運行有很大盲目性。這是196核設計的一大遺憾。若當時的設計計算有錯或誤差過大,整個196將毀于一旦,后果不堪設想。這樣的做法不足為訓!
周總理在7月份196啟動前聽取匯報時,一再強調要確保安全,不要趕“718”,甚至也不要趕八一建軍節。如果這個指示能夠得到真正貫徹執行,196核設計將會有一個圓滿的收官。
1970年8月30日,196達到滿功率,一次成功。在中央專委會的有力領導下,通過全國大協作、15所和909基地全體軍民的不懈努力,在我國這樣一個科學技術和經濟基礎落后的國家,用十多年的時間,在世界上繼美國和蘇聯后第三個完全依靠自己的力量建成潛艇核動力壓水堆。(英、法、德、日的壓水堆技術是從美國引進的)。這是一個偉大的成就。1984年《核潛艇動力堆核設計》獲國防科工委科技進步二等獎(集體獎)。
1964年開始研究196方案時,就有一個精神:建造核潛艇時,凡是國內能夠生產的零部件、材料,一律不準進口,要造一艘完全國產的核潛艇。我的記憶中,整個核動力裝置,只進口了一種特種合金材料。其他諸如設計方案、材料、設備、核燃料、儀表、控制系統等全部是國產的。這種獨立自主自力更生的精神指導下,保證了在外國完全封鎖時,我國也能夠繼續建造核潛艇。不但極大增強了我國國防工業的生產制造能力,而且培養了一支年輕(絕大多數人年齡在30歲上下)、自信、基本掌握了核潛艇研究設計技術、配套成龍的科技隊伍。
1964年翻譯的英國堆物理計算程序資料
但獨立自主自力更生絕不意味著閉關鎖國,排斥外國先進技術。上世紀60年代,我國科學技術和工業生產能力都還非常落后,要完全依靠自己力量,不借鑒外國技術,研究設計制造我國第一個核動力反應堆及整個動力系統以及整個核潛艇,幾乎是不可能的。1960年以前蘇聯對我國核技術提供很多幫助,包括專家和設備,培養科學家(孟戈非、彭士祿、韓鐸、及很多室一級的領導都是留學蘇聯的),建設工廠等等。在蘇聯援建的重水堆上,就進行了09燃料元件的輻照考驗。1958年核潛艇上馬時,參加工作的技術人員都必須學習英語,因為大量的參考資料都是英文的,包括圖書、雜志、各種技術報告,特別是美國原子能委員會報告(AEC報告)有非常大的參考價值。我們進行196的方案設計、初步設計、施工設計、零功率實驗等,很多方法、數據、使用的部分計算工具、儀器設備、等,都來自外國。獨立自主自力更生和引進外國技術相輔相成,缺一不可。
五、后記
1976年,我調到上海核工程研究設計院,仍然從事反應堆物理研究和核設計,曾任物理組副組長。參加了我國第一個核電站秦山核電廠的初步設計和施工設計。1989年,在多位09老戰友特別是老領導昝云龍總經理的召喚和關心下,調到廣東核電合營有限公司,從事大亞灣核電廠的反應堆物理和堆內燃料管理工作。創建燃料管理科并任科長、科技委高級工程師等。1989-1999年任核工業核電軟件中心專家組成員、中國核學會計算物理學會反應堆數值計算和粒子輸運專業委員會專業組副組長、委員(8/9/10屆)。1996 -2002年任第二屆中國核數據委員會委員,期間于1999年因成功解決象限功率傾斜問題獲國防科技二等獎(第一完成人)。2000年退休,返聘到技術中心和設計公司任顧問,直到2008年。2003年應聘擔任清華大學研究生導師。2010年冬,應上海核工程研究設計院前院長沈增耀召喚,應聘到上海中電投電力工程有限公司設計所任顧問兩年。以后又多次到國電投人才學院(原中電投高培中心)、有關單位及大學講課講學。
1999年獲國防科技二等獎證書。
從1962年參軍到2021年西安交大講學,我從事反應堆物理工作59年,把自己的一生貢獻給了祖國的反應堆物理事業。參加了我國第一艘核潛艇動力堆從選方案到一次成功的全過程,我國第一座核電廠秦山核電廠的初步設計和施工設計,大亞灣核電廠從生產準備到穩定運行的堆物理和燃料管理工作。既做了核潛艇,又做了核電廠,在同輩人中也是不可多得的機遇。
談不上有什么突出貢獻。有成功的喜悅,也有逆境中的痛苦。唯一值得自豪的是數十年如一日,不離不棄,把年輕時許下的志愿堅持到現在,實現了“為祖國健康工作50年”的口號。我體會最深的是:自力更生,艱苦奮斗,實事求是。
2011年春節,在09戰友趙國璽家觀看他創作的“中國核動力之源”國畫長卷及各位領導和戰友的題字、簽名,感概萬千。適逢我國隱形戰機殲-20首飛成功。寫了一首詩“觀國璽兄中國核動力之源長卷并欣聞國產隱形戰斗機首飛成功有感”,抄錄如下作為本文的結束:
曾臨北海探龍宮,又下東南尋明珠。
五十春秋圓二夢,京川滬粵競風流。
月圓何必美利堅,屁香豈專法瑪通。
一飛沖天鴻鵠志,自力更生是坦途。
(注:法瑪通是法國核電廠供貨商。)
深切感謝昝云龍、陳晉南、陶少平同志閱讀本文并提供寶貴修改意見。
2024年11月7日
(作者系廣東核電合營有限公司退休員工、教授級高級工程師;來源:“紅色文化網”微信公眾號,修訂發布;圖片來自網絡,侵刪)
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