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中国第一颗原子弹铀是怎么浓缩的?
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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。以上是兔哥个人的观点,欢迎探讨指正!欢迎关注兔哥,图片来源网络。
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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。
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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。
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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!
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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!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。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。
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。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!
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!