張文華 張廣翔

摘 要： 核裂變材料主要包括钚-239和鈾-235。生產(chǎn)钚-239主要有鈾-石墨反應(yīng)堆和鈾-重水反應(yīng)堆兩種方式，生產(chǎn)鈾-235主要有氣體擴(kuò)散法、電磁法和離心法三種方法。1945-1949年間，蘇聯(lián)建成了A鈾-石墨反應(yīng)堆和ОК-180鈾-重水反應(yīng)堆的817綜合廠、813氣體擴(kuò)散廠和814電磁廠。817綜合廠為1949年試爆的第一顆钚彈提供了钚裝料，813廠和814廠共同為1951年試爆的第一顆鈾彈提供了鈾裝料。蘇聯(lián)核裂變材料實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)離不開(kāi)國(guó)內(nèi)科學(xué)家自身的努力，也離不開(kāi)政府給予的資金、技術(shù)、人才和物資等全方位的支持；在上述因素共同作用下，蘇聯(lián)以最快的速度實(shí)現(xiàn)了核裂變材料的工業(yè)生產(chǎn)，打破了美國(guó)的核壟斷，具有重要的軍事和戰(zhàn)略意義。關(guān)鍵詞： 核裂變材料；烏拉爾地區(qū)；核工業(yè)；核計(jì)劃1945年7月16日，美國(guó)試爆了世界上第一顆原子彈并用于戰(zhàn)爭(zhēng)，蘇聯(lián)為了擁有與其爭(zhēng)霸世界的軍事資本，也必須盡快擁有自己的核武器。但對(duì)于剛經(jīng)歷戰(zhàn)爭(zhēng)摧殘的蘇聯(lián)來(lái)說(shuō)，核武器的研制是一項(xiàng)十分復(fù)雜的任務(wù)，其中難度最大的環(huán)節(jié)便是核裂變材料的生產(chǎn)。美國(guó)氫彈之父愛(ài)德華·泰勒曾說(shuō)，“生產(chǎn)核裂變材料是研制原子彈過(guò)程中技術(shù)難度最大的環(huán)節(jié)，一旦這個(gè)環(huán)節(jié)被攻克，那之后用幾個(gè)月的時(shí)間就可以制造出原子彈”。①事實(shí)亦是如此，1945年8月20日斯大林簽署《國(guó)防委員會(huì)專門委員會(huì)》第9887cc/оп號(hào)密令，蘇聯(lián)全面啟動(dòng)核計(jì)劃。1949年4月15日原子彈的設(shè)計(jì)單位第十一設(shè)計(jì)院完成了第一顆原子彈的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)，但它的試爆卻是在1949年8月9日817綜合廠交付钚材料的三周之后，即8月29日實(shí)現(xiàn)的。

核裂變材料有钚-239和鈾-235兩種，由于蘇聯(lián)第一顆原子彈使用的核裂變材料是钚-239，所以國(guó)內(nèi)外學(xué)界更關(guān)注蘇聯(lián)钚-239的生產(chǎn)，而忽視了鈾-235的生產(chǎn)。事實(shí)上，為了盡快打破美國(guó)的核壟斷，最大限度地縮短研制原子彈的時(shí)間，蘇聯(lián)采取了钚彈和鈾彈兩種方案的原子彈同時(shí)研發(fā)的策略，因此，钚-239和鈾-235的研發(fā)和生產(chǎn)工作也是同步進(jìn)行的。

生產(chǎn)核裂變材料是蘇聯(lián)時(shí)期核工業(yè)部門最重要的任務(wù)之一，主要在烏拉爾地區(qū)進(jìn)行。烏拉爾地區(qū)作為核裂變材料最重要的生產(chǎn)基地，成為俄羅斯史學(xué)家研究區(qū)域性核計(jì)劃實(shí)施情況的重要對(duì)象。一是研究其核工業(yè)發(fā)展史，②

將其分為起步、完善和成熟三個(gè)歷史階段。二是研究其核工業(yè)發(fā)展政策，將核工業(yè)的發(fā)展視為蘇聯(lián)歷史上的第一個(gè)全民計(jì)劃，而烏拉爾地區(qū)是動(dòng)員型經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式成功的典型。

Алексеев В.В，Литвинов Б.В.Советский атомный проект как феномен мобилизационной экономики.Вестник российской академии наук，1998， Том.68， № 1. 三是研究其核工業(yè)發(fā)展產(chǎn)生的社會(huì)生態(tài)影響。

Толстиков В.С.Социально-экологические последствия развития атомной промышленности на Урале： Исторический аспект.Челябинск.， ЧелГУ ， 1999；Толстиков В.С.， Кузнецов В.Н.Ядерное наследие на Урале： исторические оценки и документы.Екб.， Банк культурной информации，2017. 四是研究其核工業(yè)的重要分布地，即核保密城市的政治、經(jīng)濟(jì)、文化和社會(huì)生活，乃至居民社會(huì)心理的變化。

Кузнецов В.Н.Закрытые города Урала： Исторические очерки.Екб.， Полиграфист， 2008； Кузнецов В.Н.История атомного проекта на Урале： очерки и статьи.Екб.，Автограф，2009； Кузнецов В.Н.Атомные ЗАТО Урала： история и современность.Ч.1-2.Екб.，Банк культурной информации，2015、2016；Мельниова Н.В.Менталитет населения закрытых городов Урала （вторая половина 1940-х—1960-гг.）.Екб.，Уро РАH，2001.隨著俄羅斯檔案文獻(xiàn)的陸續(xù)解密，國(guó)內(nèi)史學(xué)界也開(kāi)始依據(jù)解密的檔案，梳理蘇聯(lián)核工業(yè)發(fā)展的歷史概況、探究其發(fā)展政策。

張澤宇：《蘇聯(lián)核工業(yè)體系創(chuàng)建述論》，《史學(xué)集刊》，2017年第2期；張廣翔、張文華：《蘇聯(lián)趕超型的核工業(yè)發(fā)展政策——以烏拉爾地區(qū)為例》，《俄羅斯研究》，2018年第5期?？傮w來(lái)看，國(guó)內(nèi)外史學(xué)界關(guān)于核問(wèn)題的研究更多的是基于宏觀視角，本文從核裂變材料的生產(chǎn)這一微觀視角出發(fā)研究蘇聯(lián)核計(jì)劃，在學(xué)界尚屬首次。筆者根據(jù)俄羅斯最新解密的檔案，

Л.Д.里亞別夫主編《蘇聯(lián)核計(jì)劃：文獻(xiàn)資料》共分三卷，第一卷《原子彈》（1938-1945）兩冊(cè)，Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР： Документы и материалы，Т.Ⅰ.1938-1945， Часть 1-2.М.，Наука， Физматлит；М.， Издательство МФТИ ， 1998、2002；第二卷《原子彈》（1945-1954）七冊(cè)，Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР： Документы и материалы， Т.Ⅱ.Атомная бомба， 1945-1954， Книга 1-7.Саров，РФЯЦ-ВНИИЭФ；М.，Наука， Физматлит ，1999、2000、2002、2003、2005、2006、2007；第三卷《氫彈》（1945-1956）三冊(cè)，Рябев Л.Д.（общ.ред.）Атомный проект СССР.Документы и материалы.Т.III.Водородная бомба.1945-1956.Книга 1-3）.М.， Наука， Физматлит ，2008、2009、2010.Е.П.韋利霍夫主編的《科學(xué)與社會(huì)：40-50年代蘇聯(lián)的核計(jì)劃史》共三卷均已出版：Велихов Е.П.（глав.ред） Наука и общество ： история советского атомного проекта （40-е -50-е годы）.Т.1-3.М.，ИздАТ， 1997、1999、2003.梳理了蘇聯(lián)為生產(chǎn)核裂變材料所進(jìn)行的試驗(yàn)研發(fā)、核工程的建設(shè)，以及具體的工業(yè)生產(chǎn)情況，分析這一過(guò)程中遇到的難題及其解決方案，厘清了蘇聯(lián)科學(xué)家在核裂變材料工業(yè)生產(chǎn)中的科技貢獻(xiàn)，以及蘇聯(lián)政府給予的行政支持，揭示了核裂變材料實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的重要軍事和戰(zhàn)略意義。一、核裂變材料生產(chǎn)的試驗(yàn)研發(fā)

利用反應(yīng)堆生產(chǎn)钚-239的方案有：鈾-石墨反應(yīng)堆（簡(jiǎn)稱“石墨堆”）、鈾-重水反應(yīng)堆（簡(jiǎn)稱“重水堆”）和鈾-普通水反應(yīng)堆。技術(shù)咨詢機(jī)構(gòu)科學(xué)技術(shù)委員會(huì)認(rèn)為，前兩套方案最有發(fā)展前途。生產(chǎn)鈾-235的方法有：氣體擴(kuò)散法、電磁法和離心法。蘇聯(lián)科學(xué)家比較傾向于離心法，但是從美國(guó)獲得的核情報(bào)顯示氣體擴(kuò)散法更為有效。

1.钚-239的試驗(yàn)研發(fā)

石墨堆和重水堆是當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)科學(xué)界公認(rèn)最有工業(yè)發(fā)展前途的方法。相較于石墨堆，重水堆的研發(fā)和投產(chǎn)之路更為曲折。一是因?yàn)樘K聯(lián)缺少試驗(yàn)所必需的重水；二是最初Ю.Б.哈里頓和П.М.澤利多維奇在模擬數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，論證重水堆工作原理的合理性，得出的結(jié)論是不合理，不能發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。后來(lái)，依據(jù)英美的核情報(bào)，И.В.庫(kù)爾恰托夫重新評(píng)估了重水堆的發(fā)展前景，認(rèn)識(shí)到了它的可行性。但由于生產(chǎn)重水的技術(shù)難度較大，再加上重水堆的物理裝置更為復(fù)雜，所以重水堆的研發(fā)進(jìn)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于石墨堆。

（1）實(shí)驗(yàn)石墨堆—Ф-1

1944-1945年間第二實(shí)驗(yàn)室成立第一研究實(shí)驗(yàn)室，負(fù)責(zé)石墨堆的相關(guān)研究工作，主任是И.В.庫(kù)爾恰托夫，副主任И.С.帕納修克。此外，鐳研究所（В.Г.赫洛平任所長(zhǎng)）協(xié)助研究從輻照鈾中分離钚的工業(yè)技術(shù)，物理化學(xué)研究所（А.Н.弗魯姆金任所長(zhǎng)）協(xié)助研究钚的物理性質(zhì)。

石墨堆的核燃料是核純度金屬鈾

核純度金屬鈾是鈾-235的濃度為3%左右的低濃縮鈾。，它由埃列克特羅斯塔利市的12廠供應(yīng)，Ф-1裝載了45噸金屬鈾。

Михайлов В.Н.（Гл.ред.） и др.Создание первой советской ядерной бомбы.C.70.工程材料高純度石墨由莫斯科電解廠、523廠提供，截至1947年10月22日，石墨的總產(chǎn)量達(dá)1237.5噸，

Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР：Документы и материалы， Т.Ⅱ， Атомная бомба， 1945-1954， Книга 3.М.，Наука， Физматлит， 2002.C.750.基本滿足了建設(shè)需要。1946年7月Ф-1開(kāi)始建設(shè)，11月15日開(kāi)始組裝石墨和金屬鈾，12月25日18時(shí)，Ф-1達(dá)到臨界狀態(tài)，這是蘇聯(lián)乃至整個(gè)歐亞大陸第一次實(shí)現(xiàn)了鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。

Ф-1對(duì)工業(yè)反應(yīng)堆的建設(shè)和運(yùn)行非常重要。首先，通過(guò)它獲得了第一批钚樣品。1947年8月，И.В.庫(kù)爾恰托夫及其同事借助Ф-1獲得了重量為6.1微克和17.3微克的钚樣品，

Курчатов Б.Нехожеными путями.Техника — молодежи.1975，№ 12.С.16-18.借助它們科學(xué)家得以研究钚的物理和化學(xué)性質(zhì)。其次，明確了反應(yīng)堆堆芯和工程材料的尺寸、大小等物理參數(shù)。如，金屬鈾棒的直徑可以是30毫米、35毫米和40毫米不等；石墨砌塊的大小是100×100×600毫米；工藝管道之間的距離不超過(guò)200毫米；反應(yīng)堆正方形柵格之間的間距是200毫米。

Михайлов В.Н.（Гл.ред.） и др.Создание первой советской ядерной бомбы.C.70.最后，檢測(cè)了金屬鈾及其鋁合金外殼、鋁制管線和其他材料的性能。

（2）實(shí)驗(yàn)重水堆—7號(hào)裝置

重水問(wèn)題最初由П.Л.卡皮察負(fù)責(zé)，后來(lái)由于政治原因，改由М.И.科恩菲爾德負(fù)責(zé)。1944年，第二實(shí)驗(yàn)室成立第四研究實(shí)驗(yàn)室，專門研究重水問(wèn)題，仍由М.И.科恩菲爾德領(lǐng)導(dǎo)。此外，第九科學(xué)研究所的德國(guó)科學(xué)家福爾默和多佩里也同步進(jìn)行相關(guān)研究工作，他們的工作進(jìn)展緩慢。于是1945年12月1日在莫斯科市切列姆申科區(qū)新建了第三實(shí)驗(yàn)室，學(xué)術(shù)負(fù)責(zé)人是А.И.阿里漢諾夫，助手是B.B.弗拉基米爾斯基。

Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР： Документы и материалы， Т.Ⅱ， Атомная бомба， 1945-1954， Книга 2.Саров.， РФЯЦ-ВНИИЭФ， 2000.C.74-75.第三實(shí)驗(yàn)室與第二實(shí)驗(yàn)室是平行的獨(dú)立機(jī)構(gòu)，它的成立強(qiáng)化了對(duì)重水的研究。此外，包括化學(xué)工業(yè)人民委員會(huì)（部）

根據(jù)1946年3月15日蘇聯(lián)最高蘇維埃第七次大會(huì)決議，把人民委員會(huì)改為部。據(jù)此決議，化學(xué)工業(yè)人民委員會(huì)改組為化學(xué)工業(yè)部。下屬氮工業(yè)國(guó)家研究所在內(nèi)的56家科研機(jī)構(gòu)和設(shè)計(jì)單位協(xié)助研究。

重水堆的建設(shè)需要核純度重水，而自然界中重水和輕水的比例是1∶6800，因此，分離重水是一項(xiàng)技術(shù)難度非常大的任務(wù)。蘇聯(lián)先后采用了同位素交換法、電解法生產(chǎn)重水。1946-1948年間重水生產(chǎn)廠有奇爾奇克電化綜合廠、莫斯科電解廠，總產(chǎn)量分別為106.46千克、2462.98千克和3942.6千克；

Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР：Документы и материалы， Т.Ⅱ， Атомная бомба， 1945-1954， Книга 5.Саров.， РФЯЦ-ВНИИЭФ；М.，Физматлит， 2005.C.659.后來(lái)增加了第聶伯羅捷爾任斯克氮肥廠、戈?duì)柭宸蚩ǖ蕪S和別列茲尼基氮肥廠，1949年、1950年的總產(chǎn)量分別為10 684.4千克、17 502.5千克。

Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР：Документы и материалы， Т.Ⅱ， Атомная бомба， 1945-1954， Книга 5.C.659.

1948年7號(hào)裝置開(kāi)始建設(shè)，1949年4月建成并投入使用。7號(hào)裝置裝載的金屬鈾為1.5噸，

Михайлов В.Н.（гл.ред.） и др.Создание первой советской ядерной бомбы.C.303.是Ф-1的1/30。它對(duì)工業(yè)反應(yīng)堆的建設(shè)和運(yùn)行也非常重要。首先，通過(guò)假設(shè)工藝管道中裝載的鈾棒直徑為22毫米，在此基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)測(cè)試，最終明確了反應(yīng)堆堆芯的尺寸。其次，明確了反應(yīng)堆裝載的物理參數(shù)，初步確定產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)需要4噸重水、2.5噸金屬鈾，以及50噸石墨用作中子慢化劑。

Круглов А.К.Как создавалось атомная промышленность в СССР.2-е Изд.М.，ЦНИИ атоминформ， 1995.С.304. 最后，初步計(jì)算了工業(yè)反應(yīng)堆的運(yùn)行功率。在此基礎(chǔ)上，817綜合廠第一座工業(yè)重水堆ОК-180得以完善。

2.鈾-235的試驗(yàn)研發(fā)

分離鈾同位素的方法有氣體擴(kuò)散法、離心法和電磁法等，最初蘇聯(lián)科學(xué)家更傾向于離心法，認(rèn)為擴(kuò)散法不適合重質(zhì)元素。但從美國(guó)獲得的相關(guān)核情報(bào)促使國(guó)防委員會(huì)于1943年8月16日制定了研發(fā)氣體擴(kuò)散裝置的計(jì)劃，1944年蘇聯(lián)又從美國(guó)物理學(xué)家恩斯特·勞倫斯那里獲知關(guān)于電磁法的信息。此后，蘇聯(lián)在分離鈾同位素方面，以氣體擴(kuò)散技術(shù)為主，電磁法為輔，兩者同時(shí)進(jìn)行。

（1）氣體擴(kuò)散法

1943年，第二實(shí)驗(yàn)室便開(kāi)始研究在氣態(tài)下分離同位素的可能性。1944年，第二實(shí)驗(yàn)室成立第二研究實(shí)驗(yàn)室，專門負(fù)責(zé)研究氣體擴(kuò)散法，學(xué)術(shù)負(fù)責(zé)人是蘇聯(lián)科學(xué)院通訊院士И.К.基科因，氣體擴(kuò)散裝置的研發(fā)工作由列寧格勒加里寧工學(xué)院水力機(jī)械系主任И.Н.沃茲涅先斯基負(fù)責(zé)，計(jì)算和理論工作由數(shù)學(xué)家С.Л.索波列夫負(fù)責(zé)，蘇聯(lián)科學(xué)院物理化學(xué)研究所、無(wú)機(jī)化學(xué)研究所、化學(xué)物理研究所、А研究所、Г研究所、В實(shí)驗(yàn)室和Б實(shí)驗(yàn)室等機(jī)構(gòu)共同協(xié)作。

氣體擴(kuò)散法實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)需要解決以下問(wèn)題：第一，真空技術(shù)。氣體擴(kuò)散裝置的工作氣體六氟化鈾的化學(xué)性質(zhì)活潑，極易腐蝕設(shè)備材料及發(fā)生氟化反應(yīng)生成四氟化鈾粉末，因此，需要真空封閉技術(shù)，保障工作氣體不泄露，這項(xiàng)技術(shù)難題最終被真空技術(shù)研究所攻克。第二，多孔隔板。氣體擴(kuò)散法主要是利用六氟化鈾的輕質(zhì)分子（鈾-235）和重質(zhì)分子（鈾-238）的運(yùn)動(dòng)速度不同進(jìn)行分離。通過(guò)一臺(tái)擴(kuò)散機(jī)的多孔隔板，鈾-235的濃度增幅不超過(guò)0.2%，隨著濃度的增加，濃度的增速減緩，而核武器對(duì)鈾-235的濃度要求是94%，這意味著工作氣體六氟化鈾需數(shù)千次通過(guò)多孔隔板。自1946年開(kāi)始，先后有16家企業(yè)競(jìng)標(biāo)多孔隔板，最終是莫斯科硬質(zhì)合金公司和第二實(shí)驗(yàn)室的合作方案中標(biāo)。第三，電能。氣體擴(kuò)散裝置對(duì)電能的消耗巨大，1千克武器級(jí)鈾

武器級(jí)鈾：鈾-235的濃度為3%的鈾為低濃縮鈾，是核反應(yīng)堆的燃料；鈾-235的濃度大于80%的鈾為高濃縮鈾，鈾-235的濃度大于90%的稱為武器級(jí)高濃縮鈾。所消耗的電能約是60萬(wàn)千瓦·時(shí)，因此需要新建大型發(fā)電站。

氣體擴(kuò)散法實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)最重要的環(huán)節(jié)是研制出合格的擴(kuò)散機(jī)。它的研發(fā)工作由蘇聯(lián)工業(yè)的龍頭企業(yè)基洛夫廠和高爾基廠負(fù)責(zé)，為了完成這一任務(wù)，這兩家工廠分別成立了專門設(shè)計(jì)院。И.Н.沃茲涅先斯基認(rèn)為，蘇聯(lián)不應(yīng)像美國(guó)那樣研制單級(jí)擴(kuò)散機(jī)，而應(yīng)研制多級(jí)擴(kuò)散機(jī)，這樣可以減少組合單元。1946年基洛夫廠根據(jù)其方案設(shè)計(jì)24級(jí)多級(jí)擴(kuò)散機(jī)，但慘遭失敗。1947年6月核工業(yè)的管理機(jī)構(gòu)第一管理總局就此召開(kāi)全體會(huì)議，И.Н.沃茲涅先斯基受到嚴(yán)厲批評(píng)?；宸驈S專門設(shè)計(jì)院首席設(shè)計(jì)師Э.С.阿爾金被降職，由Н.М.西涅夫接任。同時(shí)，政府加強(qiáng)了技術(shù)研發(fā)力度，要求高爾基廠專門設(shè)計(jì)院參與研發(fā)。在兩家工廠競(jìng)爭(zhēng)的情況下，高爾基廠設(shè)計(jì)的ОК系列擴(kuò)散機(jī)通過(guò)了第二實(shí)驗(yàn)室的檢測(cè)，于是擴(kuò)散機(jī)第一階段的研發(fā)任務(wù)交給高爾基廠負(fù)責(zé)，基洛夫廠協(xié)助零部件的生產(chǎn)與設(shè)計(jì)，但基洛夫廠自身并沒(méi)有放棄研發(fā)工作。在1946-1952年間這兩家工廠共研發(fā)了40多種擴(kuò)散機(jī)，有17種通過(guò)檢測(cè)，其中基洛夫廠9種，高爾基廠8種。

Синёв Н.М.Обогащённый уран для атомного оружия и энергетики： К истории создания в СССР промышленной технологии и производства высокообогащённого урана （1945-1952 гг.）.М.，ЦНИИатоминформ，1992.С.79-83；Артёмов Е.Т.， Бедель А.Э.Укрощение урана.Екатеринбург.，изд.ООО СВ-96， 1999.С.38-40.1947年底，它們完成了擴(kuò)散機(jī)的加速生產(chǎn)任務(wù)。1948年初，擴(kuò)散機(jī)被絡(luò)繹不絕地送抵813廠。

（2）電磁法

電磁法最初由И.Ф.約飛負(fù)責(zé)，后被Л.А.阿爾濟(jì)莫維奇取代。1944年，第二實(shí)驗(yàn)室成立第五研究實(shí)驗(yàn)室，專門負(fù)責(zé)研究電磁法，仍由Л.А.阿爾濟(jì)莫維奇領(lǐng)導(dǎo)。蘇聯(lián)科學(xué)院烏拉爾分院的電波現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)室及位于蘇呼米市的德國(guó)科學(xué)家協(xié)助研究。

電磁裝置由列寧格勒電力生產(chǎn)廠專門設(shè)計(jì)院和中央真空實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)，總設(shè)計(jì)師是Д.В.葉菲莫夫，它們?cè)O(shè)計(jì)的電磁裝置總重量為6000噸，鐳研究所的回旋加速器磁體的重量只有幾噸，第二實(shí)驗(yàn)室的磁體重量為75噸，而814廠的重量是它們的80倍以上，這是當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)的技術(shù)條件和資源供應(yīng)能力所造成的。

總之，钚-239和鈾-235的實(shí)驗(yàn)研發(fā)是同步進(jìn)行的。生產(chǎn)钚-239以石墨堆為主，同時(shí)還研究了重水堆；生產(chǎn)鈾-235以氣體擴(kuò)散法為主，電磁法為輔。第二實(shí)驗(yàn)室是生產(chǎn)核裂變材料的理論研究中心，科學(xué)院系統(tǒng)和各部委所屬的其他科研單位輔助核反應(yīng)堆生產(chǎn)工藝、同位素分離法和核裂變材料屬性等問(wèn)題的技術(shù)攻關(guān)。

二、核裂變材料生產(chǎn)廠的工程建設(shè)

核裂變材料生產(chǎn)廠主要分布在烏拉爾地區(qū)，因?yàn)檫@里具有地緣、自然資源、工業(yè)基礎(chǔ)和技術(shù)人才等方面的優(yōu)勢(shì)，蘊(yùn)藏著發(fā)展核工業(yè)的巨大潛力，從1945年8月20日核計(jì)劃全面啟動(dòng)，到1949年8月29日第一顆原子彈試爆成功，短短四年時(shí)間烏拉爾地區(qū)就建成了利用不同方法制備兩種核裂變材料的多家工廠。為了節(jié)約時(shí)間，核工程的建設(shè)與核裂變材料的實(shí)驗(yàn)研發(fā)同步進(jìn)行。

1.钚工廠的建設(shè)

蘇聯(lián)核工業(yè)發(fā)展初期，生產(chǎn)钚的工廠主要是817綜合廠。1945年12月1日，政府正式通過(guò)建設(shè)817綜合廠的決議。綜合考慮地形、水源、電力、交通運(yùn)輸?shù)纫蛩兀?17綜合廠選址在克孜勒塔什湖附近。1946年4月26日正式施工，工程代碼是859工程。它主要由三個(gè)工程組成：A工程負(fù)責(zé)石墨堆、Б工程負(fù)責(zé)放射化學(xué)廠、B工程負(fù)責(zé)化學(xué)冶金廠，工程建設(shè)單位是內(nèi)務(wù)部859建設(shè)管理局，建設(shè)主任是М.М.察列夫斯基，總工程師是B.A.薩普雷金。

A工程的總工程師是斯維爾德洛夫斯克科學(xué)研究所所長(zhǎng)H.A.多列扎利，石墨堆的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單位有第二實(shí)驗(yàn)室、第十一國(guó)家專門設(shè)計(jì)院、航空工業(yè)設(shè)計(jì)院、國(guó)防工業(yè)設(shè)計(jì)院和鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)院。A工程建設(shè)的步驟包括挖基坑、鋼筋混凝土鋪設(shè)基坑、反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)和安裝。由于缺少機(jī)械，只能靠人工挖掘基坑，技術(shù)文件

技術(shù)文件主要是指核工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙，各種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)資料等等。也歷經(jīng)兩次變化，基坑深度從8米加到24米再增加到43米，直到1947年5月此項(xiàng)工作才完成?；炷恋匿佋O(shè)、安裝鋼筋加固的工作也一再延誤，直到1947年底反應(yīng)堆的建筑框架才完成。1948年1月開(kāi)始金屬鈾和主要設(shè)備的安裝，但在安裝過(guò)程中，遇到了高技術(shù)安裝人才、含鉛的金屬絲（可防腐蝕）短缺等難題。之后，需要對(duì)建筑物進(jìn)行粉刷、噴漆和鋪地板等室內(nèi)裝修工作，還要種植樹(shù)木，使整個(gè)反應(yīng)堆隱藏在綠色叢林之中。根據(jù)1946年4月9日部長(zhǎng)會(huì)議的決議，A工程應(yīng)于1947年7月1日投入使用，

Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР： Документы и материалы， Т.Ⅱ， Атомная бомба， 1945-1954， Книга 2.C.193. 但實(shí)際上工程到1948年5月中旬才完成，耗時(shí)接近2年，耗資達(dá)5.04億盧布。

按照1945年的價(jià)格標(biāo)準(zhǔn)，100萬(wàn)盧布可購(gòu)買450萬(wàn)塊磚，或1.3萬(wàn)立方米的木材，或13萬(wàn)平方米的土地等。ГФ ПО Маяк.Ф.1.Оп.3.Д.309.Л.9， 17.轉(zhuǎn)引自：Жарков О.Ю.Начальный этап освоения промышленного производства плутония в СССР.Вестник Челябинского государственного университета， 2009.№.37 （175）.История.Вып.36.С.125.最終成型的核反應(yīng)堆高度達(dá)20多米，用高純石墨塊砌成，在石墨中穿孔放置工藝管道，共計(jì)約有1168個(gè)工藝管道，

Cochran Т.В.， Norris R.S.， Russian/Soviet Nuclear Warhead Production.NWD 93-1.N.-Y.， Natural Resources Defense Council， 1993， p.49.轉(zhuǎn)引自：Холловэй Д. Сталин и бомба：Советский Союз и атомная энергия， 1939-1956. Новосибирск.， Сибирский хронограф， 1997.C.249.每個(gè)管道都放置鈾棒，其外形像氣缸，內(nèi)壁覆蓋了一層隱形防輻射保護(hù)膜。

Б工程的總工程師是Б.В.戈洛莫夫，放射化學(xué)廠的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單位是第十一國(guó)家專門設(shè)計(jì)院。1946年12月，Б工程的施工技術(shù)文件陸續(xù)完成，它的建設(shè)步驟包括挖基坑、鋪設(shè)混凝土、安裝鋼筋加固、給所有廠房加絕緣層等。它的基坑體積相對(duì)A工程小得多，但它位于巖石區(qū)，每天大約需要2噸TNT炸藥輔助挖掘工作。1947年夏基坑挖掘工作完成，比原計(jì)劃的3月底延遲了2個(gè)多月。下一階段是鋪設(shè)混凝土，共計(jì)需要鋪設(shè)4萬(wàn)立方米，但截至11月15日，只鋪設(shè)了1.9萬(wàn)立方米，這意味著大部分工作必須在冬天進(jìn)行，致使混凝土加熱工作的難度加劇，出現(xiàn)額外的工程質(zhì)量問(wèn)題。之后是為廠房安裝絕緣層，每個(gè)廠房的墻面、地板需涂上厚達(dá)2厘米的瀝青和乳膠，天花板需涂上至少厚達(dá)6厘米的瀝青。為此，Б工程大約先后建了100多個(gè)鍋爐熬制瀝青，很多一線工作人員被煮沸的瀝青嚴(yán)重?zé)齻?，直?948年5月底，絕緣工作才完成。此外，還需建設(shè)鋼筋混凝土隧道，用于儲(chǔ)存生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的放化性廢棄物。隧道深達(dá)30米，最初長(zhǎng)度是150米，到1949年達(dá)1000米。根據(jù)1946年4月9日部長(zhǎng)會(huì)議的決議，Б工程計(jì)劃于1947年9月1日投入使用，

Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР： Документы и материалы， Т.Ⅱ.Атомная бомба， 1945-1954， Книга 2.C.193.實(shí)際上1948年12月初才竣工。

B工程的總工程師是Ф.М.布廖霍夫斯基，化學(xué)冶金廠的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單位有第九科學(xué)研究所、普通化學(xué)和有機(jī)化學(xué)研究所，以及第十二國(guó)家專業(yè)設(shè)計(jì)院。B工程相對(duì)于A、Б工程要簡(jiǎn)單得多，它是在海軍炮彈倉(cāng)庫(kù)和軍營(yíng)基礎(chǔ)上改建的，其廠房與普通的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室一樣，裝有木制拉動(dòng)柜和試驗(yàn)臺(tái)，實(shí)驗(yàn)儀器也十分簡(jiǎn)單，有鉑金過(guò)濾器、玻璃杯和金色漏斗等。但它對(duì)室內(nèi)裝修的要求極高，墻壁和天花板必須要像鏡面一樣光滑，即便是細(xì)小的空中懸浮物也不能鑲嵌其中。1949年2月20日，B工程竣工。

在石墨堆建設(shè)的同時(shí)，第三實(shí)驗(yàn)室重水堆的研究工作也卓有成效。工業(yè)重水堆選址在817綜合廠，重水堆的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單位是列寧格勒的中央鍋爐研究所與波多利斯克的鍋爐制造廠，但А.И.阿里漢諾夫沒(méi)有通過(guò)它們的設(shè)計(jì)方案，1949年3月26日部長(zhǎng)會(huì)議委托高爾基廠專門設(shè)計(jì)院負(fù)責(zé)其工程設(shè)計(jì)工作。

Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР： Документы и материалы， Т.Ⅱ.Атомная бомба， 1945-1954， Книга 4.Саров.， РФЯЦ-ВНИИЭФ；М.，ФИЗМАТЛИТ， 2003.C.281. 1949年8月，反應(yīng)堆的技術(shù)設(shè)計(jì)任務(wù)完成，開(kāi)始土方工程的建設(shè)，之后歷經(jīng)數(shù)次修正，施工建設(shè)工作一直持續(xù)到1950年12月。隨之，А.И.阿里漢諾夫及其助手來(lái)到施工現(xiàn)場(chǎng)，參與反應(yīng)堆的安裝、調(diào)試和監(jiān)督工作，1951年11月17日，ОК-180重水堆正式投入使用。

2.鈾工廠的建設(shè)

在核工業(yè)發(fā)展初期，主要有813和814兩座鈾工廠。1945年12月1日，政府通過(guò)了建設(shè)813廠的決議。綜合考慮到廠房、電力、水源和交通等因素，813廠選址在新烏拉爾斯克市上涅伊溫斯基鎮(zhèn)，工程代碼為865工程，建設(shè)任務(wù)由內(nèi)務(wù)部865建設(shè)管理局負(fù)責(zé)，建設(shè)主任先后由И.П.博伊科夫、А.С.波諾馬廖夫擔(dān)任，總工程師是Б.М.謝爾久科夫。工程分為五個(gè)建設(shè)區(qū)，第一區(qū)負(fù)責(zé)擴(kuò)散廠主樓建設(shè)，第二區(qū)負(fù)責(zé)傳統(tǒng)住房建設(shè)，第三區(qū)負(fù)責(zé)道路建設(shè)，第四區(qū)負(fù)責(zé)最后的整修工作，第五區(qū)負(fù)責(zé)為囚犯建設(shè)四個(gè)獨(dú)立的營(yíng)房。

813廠的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單位是第十一國(guó)家專門設(shè)計(jì)院，它對(duì)廠房的要求比較簡(jiǎn)單，與普通的機(jī)械廠沒(méi)有明顯的技術(shù)差別，只需要建設(shè)一座可以容納數(shù)千臺(tái)擴(kuò)散機(jī)的工廠，故1947年初工程的建設(shè)工作就已基本完成，比原計(jì)劃1947年9月

Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР： Документы и материалы， Т.Ⅱ， Атомная бомба， 1945-1954， Книга 2.C.83.竣工的期限提前了半年。工廠擴(kuò)散設(shè)備的安裝則是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，參與安裝工作的單位有國(guó)營(yíng)鋼結(jié)構(gòu)托拉斯、烏拉爾衛(wèi)生技術(shù)設(shè)備和安裝工程托拉斯、烏拉爾電氣安裝托拉斯和隔熱設(shè)備托拉斯等。

814廠的建設(shè)則相對(duì)滯后。因?yàn)樽畛醪](méi)有打算建設(shè)電磁廠，直到1946年氣體擴(kuò)散裝置研發(fā)失敗，它的建設(shè)才提上日程。1947年6月10日專門委員會(huì)召開(kāi)會(huì)議，討論了814廠的選址和生產(chǎn)設(shè)備問(wèn)題，1947年6月19日部長(zhǎng)會(huì)議決議，在斯維爾德洛夫斯克州伊索夫地區(qū)的原始森林中建設(shè)814廠，工程建設(shè)單位是內(nèi)務(wù)部1418建設(shè)管理局，工程主任是М.А.扎里茨基，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單位是第十一國(guó)家專門設(shè)計(jì)院。

Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР： Документы и материалы， Т.Ⅱ.Атомная бомба， 1945-1954， Книга 3.C.213-214.

814廠的電磁裝置高21米、重6000噸，為了容納如此龐大的電磁裝置，蘇聯(lián)需要建設(shè)前所未有的超大型真空車間，并提供充足的電力保障。814廠的主體建筑是一座5層高的大樓，由20個(gè)專門設(shè)計(jì)室組成。室內(nèi)設(shè)計(jì)方案復(fù)雜，由昂貴的黃銅制成，確保超深真空的絕對(duì)壓力保持在10-6mm 水銀柱，建筑物的自重在1000噸以上。由于電磁裝置耗電量極大，814廠附近不能提供足夠的電能供給，部長(zhǎng)會(huì)議決定在尼日涅—圖林地區(qū)建設(shè)發(fā)電功率為12.9萬(wàn)千瓦的國(guó)營(yíng)發(fā)電站。814廠的施工技術(shù)難度極高，故未能如期完工。根據(jù)1948年4月6日部長(zhǎng)會(huì)議的決議，它應(yīng)于1949年7月1日完工并投入使用，

Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР： Документы и материалы， Т.Ⅱ， Атомная бомба， 1945-1954， Книга 2.C.455.而實(shí)際上1950年12月才投入使用。

核工廠的建設(shè)動(dòng)用了巨大的人力、財(cái)力和物力資源。就人力而言，動(dòng)用了囚犯、工兵、特殊移民和雇傭工人等一切可以動(dòng)用的勞動(dòng)力資源，截至1949年8月29日，參與核工程建設(shè)的建筑工人共23.425萬(wàn)人，其中817、813和814廠分別為4.49萬(wàn)人、2.76萬(wàn)人和1.94萬(wàn)人，

這是《蘇聯(lián)核計(jì)劃：文獻(xiàn)檔案》中的數(shù)據(jù)，還存在其他數(shù)據(jù)，本文第四部分會(huì)詳細(xì)說(shuō)明。Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР：Документы и материалы， Т.Ⅱ， Атомная бомба， 1945-1954 ， Книга 4.C.736-737.共計(jì)9.19萬(wàn)人，約占總?cè)藬?shù)的2/5。就資金而言，1947-1949年核工廠的基建資金共計(jì)為57.22億盧布，

Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР： Документы и материалы，Т.Ⅱ， Атомная бомба， 1945-1954.Книга 5.C.673.817、813和814等核裂變材料生產(chǎn)廠到最后完工共耗資20.93億盧布，

Чубукова М.А.Организационно-правовые основы участия НКВД-МВД СССР в разработке и реализации советского атомного проекта （1941-1949 годы）.М.，Московский университет， 2007.C.123.也約占總支出的2/5。就物力而言，更是無(wú)法統(tǒng)計(jì)，核裂變材料廠所需的一切資源，如包括材料、儀器、車輛、工業(yè)品、日用品等物資和設(shè)備都要無(wú)條件優(yōu)先供給和運(yùn)輸。雖然部分核工程沒(méi)有按時(shí)完工，但這已是當(dāng)時(shí)的物質(zhì)技術(shù)條件下，最大限度地動(dòng)員一切資源，用最短的時(shí)間完成的。

三、核裂變材料的工業(yè)生產(chǎn)

核裂變材料的工業(yè)生產(chǎn)具有試驗(yàn)性特征，817綜合廠生產(chǎn)钚的技術(shù)、813廠的氣體擴(kuò)散裝置、814廠的電磁裝置都是在工業(yè)生產(chǎn)中不斷完善的，這種試驗(yàn)性注定了在工業(yè)實(shí)踐過(guò)程中會(huì)遇到諸多難題。

1.钚-239工業(yè)生產(chǎn)的形成：石墨堆與重水堆的比較

817綜合廠的學(xué)術(shù)負(fù)責(zé)人是И.В.庫(kù)爾恰托夫，前三任廠長(zhǎng)是П.Т.貝斯特洛夫、Е.П.斯拉夫斯基和Б.Г.穆茲魯克夫。曾用代碼有車?yán)镅刨e斯克-40/65、10號(hào)基地、蘇聯(lián)工業(yè)建設(shè)總局南烏拉爾辦事處等，1967年改名為燈塔綜合廠。它建有石墨堆、重水堆、放射化學(xué)廠和化學(xué)冶金廠，截至1949年8月29日，共有 10 118名工作人員。

Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР： Документы и материалы， Т.Ⅱ.Атомная бомба， 1945-1954， Книга 4.C.720.

A石墨堆的主要任務(wù)是通過(guò)核反應(yīng)堆輻照金屬鈾，獲得輻照鈾。1948年6月19日，石墨堆投入使用，它是亞歐大陸上第一個(gè)核能工業(yè)裝置，從此，蘇聯(lián)開(kāi)始了钚-239的生產(chǎn)歷史。但由于遇到一些技術(shù)故障，直到1948年底，石墨堆才生產(chǎn)出第一批輻照鈾溶液，1949年3月26日之后開(kāi)足馬力全面運(yùn)行。

石墨堆運(yùn)行中遇到的最為嚴(yán)重的問(wèn)題是鈾棒的鋁外殼遭到強(qiáng)烈腐蝕，隨著其腐蝕的加劇，鈾棒膨脹、鈾表面出現(xiàn)褶皺和凸起，鈾棒被卡在冷卻管道中，導(dǎo)致在1948年底管道出現(xiàn)大規(guī)模泄露，1949年1月20日石墨堆被迫停止運(yùn)行。為了消除故障，需對(duì)鋁外殼進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理。由于當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)沒(méi)有備用的鈾塊，如何在替換外殼的同時(shí)，還保存有價(jià)值的鈾塊和輻照鈾，這是一道難題。當(dāng)時(shí)制定了兩套方案，一是從反應(yīng)堆的底部卸載鈾棒，二是從反應(yīng)堆的頂部用“吸盤”吸出鈾棒。由于第一套方案容易破壞鈾塊，最終采取了第二套方案，共吸出了約3.9萬(wàn)個(gè)鈾塊，耗時(shí)34天，

Ларин В.А.Комбинат “Маяк”-полвека проблем.М.，КМК，1996.С.71.經(jīng)過(guò)干燥處理后，鈾塊再次裝載到經(jīng)過(guò)陽(yáng)極氧化處理的新鋁合金管道中。這一過(guò)程的污染性特別強(qiáng)，存在γ射線的高度輻射，作業(yè)人員大都承受了過(guò)度輻射。

Б放射化學(xué)廠的主要任務(wù)是利用放射化學(xué)法從輻照鈾中分離出钚-239，并清除裂變的衍生物和所有雜質(zhì)。首任廠長(zhǎng)是П.И.多切內(nèi)，學(xué)術(shù)負(fù)責(zé)人是蘇聯(lián)科學(xué)院通訊院士、鐳研究所副所長(zhǎng)Б.А.尼基京，鐳研究所和第九科學(xué)研究所協(xié)助濃縮钚溶液放化技術(shù)的研發(fā)工作。該廠包括2號(hào)部門（輻照鈾塊的溶解）、3號(hào)部門（從分裂物中純化鈾與钚）、6號(hào)部門（從鈾基巖中分離钚）、7號(hào)部門（富集钚）、8號(hào)部門（鑭-氟化法濃縮和純化钚）、12號(hào)部門（利用萃取法從鈾殘?jiān)c裂變產(chǎn)物中濃縮和凈化钚）。

1948年12月22日，A反應(yīng)堆生產(chǎn)出的第一批輻照鈾用鋁制外殼包裹送到Б廠進(jìn)行加工，Б廠利用钚和鑭組成的氟化物，通過(guò)化學(xué)方法分離高活性裂變物，從而獲得濃縮钚溶液，它是獲得武器級(jí)钚

武器級(jí)钚：钚-239的純度達(dá)到92%～93%稱為武器級(jí)钚。的原料。在放射環(huán)境中，管道和壓縮機(jī)有多處管道泄露，導(dǎo)致出現(xiàn)钚“消失”的情況（钚沉淀在設(shè)備和運(yùn)輸管道內(nèi)）。為此，需要大量的技術(shù)人員、工程師、操作人員、電工、焊工和鉗工，定期更換閥門、補(bǔ)焊管道等，在沒(méi)有任何保護(hù)的情況下，工作人員遭到了嚴(yán)重的輻射。雖然代價(jià)巨大，但Б廠最終獲得了科學(xué)和技術(shù)上的成功。在設(shè)備材料上，抗腐蝕的有機(jī)玻璃、聚氯乙烯塑料等人工合成材料替代金、銀等貴金屬。在技術(shù)方法上，最初純化钚的醋酸氟化法被乙醚萃取法所取代。最終于1947底，Б廠獲得第一批微克質(zhì)量的钚濃縮物，1948年獲得毫克質(zhì)量的钚濃縮物，1949年2月26日生產(chǎn)出第一批硝酸钚溶液送到B廠進(jìn)行深加工。

B化學(xué)冶金廠的主要任務(wù)是利用化學(xué)冶金法從钚溶液中提純金屬钚，并通過(guò)機(jī)械鍛造法將其加工成原子彈的部件。首任廠長(zhǎng)是А.В.弗洛羅夫，學(xué)術(shù)負(fù)責(zé)人是A.A.博奇瓦爾，參與研發(fā)提純金屬钚的機(jī)構(gòu)是第九科學(xué)研究所、普通化學(xué)和有機(jī)化學(xué)研究所。該廠由9號(hào)化學(xué)車間、冶金部門和4號(hào)鑄造-機(jī)械車間組成。

1949年2月20日，B廠開(kāi)始運(yùn)行，2月26日24點(diǎn)開(kāi)始對(duì)從Б 廠獲得的第一批钚溶液進(jìn)行提純工作。第一步是要分離雜質(zhì)，深度凈化钚，這項(xiàng)工作由9號(hào)化學(xué)車間完成。它最突出的貢獻(xiàn)是推翻了第九科學(xué)研究所提供的精煉技術(shù)——硝酸钚沉淀法，確定了草酸钚的硫化物純化法和重結(jié)晶法，這大大增加了從硝酸钚溶液中提取钚的濃度，消除過(guò)氧化物的沉積，將提取率從50%提升到90%。一個(gè)半月后B廠獲得了第一批光譜純度的二氧化钚，約10克。

Шубарина Л.В.Становление и развитие оборонно-промышленного комплекса на Урале：1945-1965 гг.Челябинск.，Челябинскийгосударственный университет ， 2011.C.169.它被送到冶金部門進(jìn)行氯化，1949年4月19日，獲得第一批氯化物，重8.7克。

Сохина Л.П.Страницы истории химико-металлургического завода 20 по Маяк .Озёрск.，Изд.Озёрск，1998.С.15.同日，它被送到?jīng)_壓部門，制成蘇聯(lián)的第一塊钚錠。但此時(shí)钚的萃取率相對(duì)較低，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，爐渣中殘留大量的钚，特別是襯里。

在工程材料中，襯里是指在管道或容器內(nèi)表面復(fù)合的一層耐蝕材料。 襯里的材質(zhì)用氧化鎂替換氧化鈣之后，萃取率提高到97%。最后一個(gè)環(huán)節(jié)是在4號(hào)車間完成的，車間主任是A.A.博奇瓦爾和A.C.扎伊莫夫斯基，它由鑄造部門、模壓部門、金相實(shí)驗(yàn)室和切割加工部門組成。1949年4月，钚錠從9號(hào)車間送往4號(hào)車間。4號(hào)車間的工作人員首先借助牙鉆或手術(shù)刀剔除钚錠中的夾渣。之后，開(kāi)始用鎵鑄造钚合金錠，并用專門的工具研磨光滑。為了便于驗(yàn)收，在最終產(chǎn)品的表面涂上一層鎳，并進(jìn)行氧化處理。

在這一過(guò)程中，從美國(guó)獲得的關(guān)于“小胖子”原子彈

“小胖子”原子彈是1945年8月9日美國(guó)在日本長(zhǎng)崎投放的原子彈，它是內(nèi)爆式钚彈。 結(jié)構(gòu)的核情報(bào)幫助817綜合廠明確了钚部件的體積和重量，以及可容許的雜質(zhì)范圍。1949年8月5日，817綜合廠生產(chǎn)出了足夠量的钚材料，并加工成零部件，于8月9日通過(guò)原子彈的總設(shè)計(jì)師Ю.Б.哈里頓院士、軍事代表В.Г.庫(kù)茲涅佐夫的驗(yàn)收，三周之后，即1949年8月29日蘇聯(lián)成功試爆了第一顆原子彈。

由于技術(shù)水平有限，蘇聯(lián)核原料的有效利用系數(shù)極低，钚-239的造價(jià)極高，1950年為1515.2萬(wàn)盧布/千克；

817綜合廠在1949年生產(chǎn)钚-239的造價(jià)更高，因?yàn)?949年Б廠和В廠的有效利用系數(shù)分別為89%、84.8%，1950年分別為94.4%、92.9%。Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР： Документы и материалы， Т.Ⅱ.Атомная бомба， 1945-1954， Книга 5.C.712.生產(chǎn)效率也極低，產(chǎn)量不超過(guò)100克/天，每年的產(chǎn)量?jī)H夠制造兩三顆钚彈，為了批量生產(chǎn)核彈頭，817綜合廠必須不斷改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)、擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。

重水堆生產(chǎn)钚的工藝流程與石墨堆類似，可以與其共用放射化學(xué)廠和化學(xué)冶金廠。ОК-180工業(yè)重水堆于1951年11月17日運(yùn)行，不久之后，它的運(yùn)行就遇到了緊急情況，11月份克孜勒塔什湖的水溫下降至0-3℃。熱交換器的溫度低于3.8℃，重水就會(huì)結(jié)冰，反應(yīng)堆中的重水循環(huán)停止，然而由于鈾塊剩余能量的釋放，部分重水又開(kāi)始沸騰，導(dǎo)致重水堆被迫停止運(yùn)行。為了避免此類事故，餾出物的溫度絕不能低于8℃。ОК-180重水堆遇到的最嚴(yán)重的問(wèn)題是反應(yīng)堆排放裝置（由高爾基廠專門設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)）故障，當(dāng)鈾塊從工藝管道卸載時(shí)，钚被卡在鍋爐的排放裝置內(nèi)，以致剩余熱量較大的塊體積聚，不僅導(dǎo)致塊體本身過(guò)熱乃至熔化，還導(dǎo)致水力傳導(dǎo)元件的燒毀，以及整個(gè)反應(yīng)堆排放系統(tǒng)的失效。為了消除該故障，反應(yīng)堆長(zhǎng)期關(guān)閉，最終于1966年被拆除。之后，又新建了一座與之運(yùn)行原理截然不同的重水堆ОК-190М。

總之，在钚材料生產(chǎn)的初期階段，石墨堆、重水堆同步運(yùn)行。相較于石墨堆，重水堆的優(yōu)勢(shì)是所需核原料少、產(chǎn)量高、有效利用率高，ОК-180重水堆裝載的鈾量是A石墨堆的1/10，對(duì)缺乏鈾的蘇聯(lián)來(lái)說(shuō)，這是非常適用的。但重水堆在發(fā)展初期就遇到了一系列技術(shù)難題，以致于其投入運(yùn)行的時(shí)間比石墨堆晚了3年，最終是石墨堆為蘇聯(lián)的第一顆原子彈提供了钚材料。

2.鈾-235工業(yè)生產(chǎn)的形成：氣體擴(kuò)散法和電磁法的結(jié)合

813廠的首任廠長(zhǎng)是А.И.丘林、學(xué)術(shù)負(fù)責(zé)人是И.К.基科因，曾用代碼有5號(hào)基地、蘇聯(lián)城市建設(shè)總局烏拉爾地區(qū)技術(shù)裝備基地、上涅伊溫斯基國(guó)有機(jī)械制造廠，1954年改名為烏拉爾電化綜合廠。截至1949年8月29日，共有6335名工作人員。

Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР： Документы и материалы， Т.Ⅱ.Атомная бомба， 1945-1954， Книга 4.C.720.

在主要設(shè)備尚未完成測(cè)試的情況下，813廠就已經(jīng)著手設(shè)備的安裝工作。813廠安裝的擴(kuò)散機(jī)主要有三種類型：ОК-7（小型）、ОК-8（中型）和ОК-9（大型），安裝順序先是小型擴(kuò)散機(jī)，后是中型和大型擴(kuò)散機(jī)。第一批ОК-7于1948年初運(yùn)達(dá)，5月完成安裝并投入使用，但不久之后便大量停機(jī)，原因是水壓系統(tǒng)出現(xiàn)空氣泄露的情況。在機(jī)器運(yùn)行過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子與定子分離，陶瓷套爆裂，進(jìn)而導(dǎo)致泄漏。這需要更換新轉(zhuǎn)子，消除氟化鈾與變壓器鐵芯之間的相互作用。但更換后，ОК-7、ОК-8級(jí)聯(lián)仍舊無(wú)法正常工作，原因是壓縮機(jī)電氣驅(qū)動(dòng)裝置的滾珠軸承滯塞或軸承高度磨損導(dǎo)致機(jī)械停止運(yùn)行。解決這一問(wèn)題，需要更換5500臺(tái)機(jī)器的軸承并調(diào)整裝配，以消除軸承故障。

更嚴(yán)重的問(wèn)題是在級(jí)聯(lián)中工作氣體六氟化鈾無(wú)法實(shí)現(xiàn)高度分解，導(dǎo)致高濃度六氟化鈾的液流實(shí)際上沒(méi)有達(dá)到終端級(jí)，大部分六氟化鈾轉(zhuǎn)化為四氟化鈾粉末沉淀在機(jī)器的內(nèi)壁上，經(jīng)過(guò)整個(gè)級(jí)聯(lián)之后釋放出的是四氟化鈾，這意味著一切都回到了原點(diǎn)。為此，И.К.基科因向政府請(qǐng)求派德國(guó)科學(xué)家來(lái)813廠考察?？疾旌?，德國(guó)科學(xué)家認(rèn)為，813廠的技術(shù)還很落后，距離真正掌握氣體擴(kuò)散技術(shù)還很遙遠(yuǎn)。之后，貝利亞也來(lái)到現(xiàn)場(chǎng)，聽(tīng)取了И.К.基科因等人的匯報(bào)之后，他說(shuō)道：“我知道你們已經(jīng)做了很多工作。在戰(zhàn)后國(guó)家經(jīng)濟(jì)十分困難的情況下，政府給了你們所要求的一切。我現(xiàn)在有權(quán)要求你們完成任務(wù)。我給你們?nèi)齻€(gè)月的時(shí)間，如果不能完成，那么后果自負(fù)?！?/p>

Петросьянц A.M.Как это было.Атом-пресса.1995， май.Вып.17.

貝利亞命令蘇聯(lián)科學(xué)家А.Н.弗魯姆金、А.П.維諾格拉多夫、В.А.卡爾扎溫，以及德國(guó)科學(xué)家П.А.蒂森等人協(xié)助查找氣態(tài)六氟化鈾轉(zhuǎn)化為四氟化鈾粉末的原因。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，主要是OK-7和OK-8發(fā)動(dòng)機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子的表面化學(xué)性質(zhì)極不穩(wěn)定。在工作狀態(tài)下，發(fā)動(dòng)機(jī)溫度上升，腐蝕加劇。于是專門委員會(huì)決定將其替換成最新研發(fā)的機(jī)器OK-6，它有可熔酚醛樹(shù)脂做成的陶塊隔墻，表面涂上干燥油，發(fā)動(dòng)機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子分開(kāi)。此外，П.А.蒂森和В.А.卡爾扎溫建議對(duì)所有級(jí)聯(lián)機(jī)器管道的內(nèi)壁表面用加熱的空氣氟化混合物進(jìn)行鈍化處理。

1949年11月，813廠交付了第一批產(chǎn)品，鈾-235濃度為75%的鈾。但OK-7和OK-8的更換，以及機(jī)器內(nèi)壁和多孔過(guò)濾器的鈍化處理直到1950年才完成，此后蘇聯(lián)科學(xué)家才真正掌握了氣體擴(kuò)散技術(shù)。全面運(yùn)行后，813廠共安裝了1.056萬(wàn)臺(tái)氣體擴(kuò)散機(jī)。

Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР： Документы и материалы， Т.Ⅱ.Атомная бомба， 1945-1954， Книга 5.C.649. 但由于六氟化鈾的損失比預(yù)計(jì)的高5～6倍，其獲得的鈾-235濃度僅為75%，而鈾彈所需的濃度為94%，因此，813廠并沒(méi)有徹底完成武器級(jí)鈾的生產(chǎn)任務(wù)，這個(gè)任務(wù)交由814廠繼續(xù)進(jìn)行，直到1954年，813廠新建的分廠Д-4投入使用后，它才可以獨(dú)立生產(chǎn)出鈾-235的濃度為94%的武器級(jí)鈾。

814廠是利用電磁法分離同位素鈾的工廠，首任廠長(zhǎng)是Д.Е.瓦西里耶夫，學(xué)術(shù)負(fù)責(zé)人是Л.А.阿爾濟(jì)莫維奇，曾用代碼斯維爾德洛夫斯克-45。截至1949年8月29日，共有1266名工作人員。

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自1950年春開(kāi)始，814廠進(jìn)行安裝、調(diào)試和試運(yùn)行工作，1950年第四季度投入使用，813廠將鈾-235的濃度為75%的鈾送到這里繼續(xù)加工，最初，其計(jì)劃產(chǎn)量為4-5微克/小時(shí)；進(jìn)入工業(yè)生產(chǎn)之后，為150克/天。

Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР：Документы и материалы， Т.Ⅱ， Атомная бомба， 1945-1954， Книга 1.Саров.， РФЯЦ-ВНИИЭФ， 1999.C.92.1950年12月，814廠生產(chǎn)出第一批鈾-235的濃度為94%的武器級(jí)鈾，1951年它為第一顆鈾彈提供了鈾裝料。盡管電磁裝置存在一些缺點(diǎn)，妨礙了電磁法在工業(yè)中的推廣，但正是電磁法在蘇聯(lián)獲得第一顆鈾彈所需的武器級(jí)鈾中發(fā)揮了關(guān)鍵性作用。這一時(shí)期，武器級(jí)鈾的造價(jià)很高，1950年為1233.5萬(wàn)盧布/千克。

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總之，813廠和814廠合作為第一顆鈾彈提供了鈾裝料。與氣體擴(kuò)散法相比，電磁法的主要優(yōu)點(diǎn)是：在相同周期內(nèi)分離系數(shù)更高；有通用性，可以在同一設(shè)備上分離各種穩(wěn)定和放射性元素的同位素。缺點(diǎn)是：生產(chǎn)效率低，如果出現(xiàn)重大損失鈾不可回收，能源消耗大，運(yùn)營(yíng)成本高。因此，利用電磁法生產(chǎn)的武器級(jí)鈾十分有限，只能滿足蘇聯(lián)第一顆鈾彈的需要。第一顆鈾彈試爆之后，814廠由于生產(chǎn)成本高昂而被改組成418廠，生產(chǎn)核聚變材料鋰-6和批量生產(chǎn)核武器零部件，813廠則繼續(xù)武器級(jí)鈾的生產(chǎn)。

四、認(rèn)識(shí)與評(píng)價(jià)

經(jīng)歷戰(zhàn)爭(zhēng)創(chuàng)傷的蘇聯(lián)僅用了四年多的時(shí)間便實(shí)現(xiàn)了耗資巨大、技術(shù)難度極高、人員投入極多的核裂變材料的工業(yè)生產(chǎn)，不可避免地會(huì)導(dǎo)致外界對(duì)其產(chǎn)生誤解，因此，客觀地認(rèn)識(shí)以下問(wèn)題十分必要：

第一，蘇聯(lián)科學(xué)家的科技貢獻(xiàn)。1949年8月29日蘇聯(lián)原子彈橫空出世，引起人們的紛紛猜測(cè)。特別是眾人悉知，蘇聯(lián)從英美獲得的核情報(bào)數(shù)量達(dá)1萬(wàn)余份，其中有大量關(guān)于工業(yè)核反應(yīng)堆，以及擴(kuò)散機(jī)結(jié)構(gòu)等方面的資料，一時(shí)之間情報(bào)論甚囂塵上。

劉玉寶：《蘇聯(lián)第一顆原子彈成功研制的決定性因素分析——基于蘇聯(lián)核計(jì)劃解密檔案文獻(xiàn)資料的研究》，《史學(xué)集刊》，2018年第6期，第40頁(yè)。令人不禁疑問(wèn)，蘇聯(lián)科學(xué)家在核裂變材料工業(yè)生產(chǎn)中的貢獻(xiàn)是什么？關(guān)于核情報(bào)在核計(jì)劃中的作用張廣翔和劉玉寶在《國(guó)外核情報(bào)與蘇聯(lián)原子彈的研制》

劉玉寶、張廣翔：《國(guó)外核情報(bào)與蘇聯(lián)原子彈的研制——基于俄羅斯解密檔案文獻(xiàn)的研究》，《歷史研究》，2015年第1期。 一文中已經(jīng)詳細(xì)闡釋，本文不再贅述，在此我們重點(diǎn)厘清蘇聯(lián)科學(xué)家的貢獻(xiàn)。

在核工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面。美國(guó)漢德福钚綜合廠的石墨堆鈾棒采用水平放置方案，但H.A.多列扎利為A石墨堆創(chuàng)造性地改用垂直放置方案，垂直方案避免了美國(guó)水平方案遇到的諸如水平工藝管道結(jié)構(gòu)構(gòu)件容易變形等問(wèn)題，大大增加了反應(yīng)堆的效能，直到現(xiàn)在仍被世界上許多國(guó)家沿用。

在離心法分離同位素鈾方面。蘇聯(lián)科學(xué)家早在1942年就開(kāi)始研究離心法，但后來(lái)由于掌握了美國(guó)成功實(shí)施擴(kuò)散方法的情報(bào)，貝利亞下令暫停離心法，優(yōu)先發(fā)展氣體擴(kuò)散法。1951年第一顆鈾彈試爆之后，蘇聯(lián)恢復(fù)離心法的研究。1957年烏拉爾電化綜合廠（過(guò)去的813廠）生產(chǎn)出世界上第一批用離心法獲得的高濃縮鈾，20世紀(jì)60年代蘇聯(lián)確立了離心法在同位素分離中的主導(dǎo)地位，迄今為止，繼承了蘇聯(lián)主要核遺產(chǎn)的俄羅斯聯(lián)邦國(guó)家仍因掌握離心技術(shù)優(yōu)勢(shì)在同位素分離領(lǐng)域獨(dú)占鰲頭，目前其低濃縮鈾的出口占世界同類產(chǎn)品的80%以上。

Краткие итоги деятельности 2017 （Уральский электрохимический комбинат ）.С.4-5.http：//www.ueip.ru/Pages/default.aspx

在核裂變材料的工業(yè)生產(chǎn)方面。蘇聯(lián)科學(xué)家解決了我們?cè)谏衔闹刑岬降闹T多技術(shù)難題，真正在工業(yè)規(guī)模上掌握了生產(chǎn)核裂變材料的技術(shù)，并且在工業(yè)生產(chǎn)中不斷降低造價(jià)、提高生產(chǎn)效率，以滿足核彈頭批量生產(chǎn)的需要。

在核裝料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面。蘇聯(lián)在第一顆原子彈РДС-1的核裝料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了以下改進(jìn)：在钚球和帶有中子反射器的推進(jìn)器之間引入了氣腔結(jié)構(gòu)；為球形核裝料設(shè)計(jì)內(nèi)腔，以便更有效地實(shí)現(xiàn)“內(nèi)部坍塌”。因此，РДС-1與美國(guó)的“小胖子”原子彈相比，減少了核裂變材料的消耗，同時(shí)還減輕了重量、減小了體積。

第二，關(guān)于政府提供的行政支持和獲得的回報(bào)。蘇聯(lián)在短期內(nèi)完成核裂變材料的工業(yè)生產(chǎn)，這離不開(kāi)政府強(qiáng)有力的行政支持。首先是資金支持。核裂變材料生產(chǎn)過(guò)程中所需的財(cái)政撥款可以不做預(yù)算，根據(jù)實(shí)際消費(fèi)開(kāi)支，甚至無(wú)須在財(cái)政部門登記留底。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1947-1949年間關(guān)于817、813和814等核裂變材料生產(chǎn)廠工程基建投資達(dá)20.93億盧布；813廠的設(shè)備價(jià)值7.3億盧布，814廠的電磁設(shè)備以及為滿足其運(yùn)行所擴(kuò)建的發(fā)電廠總耗資達(dá)10億盧布。

20.93億盧布和7.3億盧布上文已經(jīng)標(biāo)注，10億盧布參見(jiàn)Алексеев В.В.， Литвинов Б.В.Советский атомный проект как феномен мобилизационной экономики.Вестн.Рос.акад.наук.，1998.Т.68.№1.С.6. 根據(jù)1996年估算的數(shù)據(jù)，1945-1949年間蘇聯(lián)核計(jì)劃的花費(fèi)達(dá)85億盧布，這一時(shí)期核計(jì)劃的支出占國(guó)民總收入的比重逐年增加，分別是0.9%、2.0%、3.0%、3.6%、4.1%。

Цит.по Бюлл.Центра общ.Информ.По атомной энергии ，1996.No.1.С.34.轉(zhuǎn)引自：Котельников Р.Б.， Тумбаков В.А.Атомный проект СССР-дерево целей， ресурсы， усилия， результаты （1945-1950 гг.） // Наука и общество： история советского атомного проекта （1940-1950 гг.）.Т.2.М.， ИздАТ， 1999.С.328.據(jù)歷史學(xué)家Н.С.西蒙諾夫1999年考證的數(shù)據(jù)，僅1947-1949年間蘇聯(lián)核計(jì)劃的開(kāi)支就達(dá)145億盧布。

Симонов Н.С.Военно-промышленный комплекс СССР в 1920-1950-е годы темпы экономического роста структура организауия производства и управление.М.， РОССПЭН， 1996.С.242.但以俄羅斯科學(xué)院歷史研究所的И.В.貝斯特洛娃為代表的部分學(xué)者認(rèn)為，這些數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性有待考證，實(shí)際花費(fèi)應(yīng)該更高。

其次是人力支持。根據(jù)《蘇聯(lián)核計(jì)劃：文獻(xiàn)資料》公布的數(shù)據(jù)，截至1949年8月29日，參與烏拉爾地區(qū)核工程建設(shè)的建筑工人有91 900人，參與其工廠運(yùn)行的工人數(shù)量達(dá)17 719人。

Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР： Документы и материалы， Т.Ⅱ.Атомная бомба， 1945-1954， Книга 4.C.737-738.但В.Н.諾沃肖洛夫認(rèn)為，實(shí)際參與的人數(shù)更多，因?yàn)樵诤擞?jì)劃初期缺乏對(duì)核工業(yè)發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)計(jì)劃，所以參與該地區(qū)核工程建設(shè)的工人數(shù)量波動(dòng)很大，在1947-1949年間人數(shù)最多可達(dá)25萬(wàn)人。

Подсчитано по годовым балансовым отчетам Управлений строительств уральских строек ПГУ за 1947-1949 гг.轉(zhuǎn)引自：Новоселов В.Н.Создание атомной промышленности на Урале.Челябинск.，Урал.Акад.，1999.C.196.此外，還有數(shù)十萬(wàn)人從事核原料的勘探、運(yùn)輸和存儲(chǔ)等方面的工作。

最后是政策支持。為了讓核工廠的工作人員心無(wú)旁騖地工作，政府竭盡全力為他們創(chuàng)造良好的工作和生活條件。一是住房保障。在全蘇住房緊張的情況下，基本上保障所有工作人員擁有自己的住房。二是高工資。核工廠中級(jí)工程師的工資是1300盧布，高級(jí)工程師是其2～3倍以上，

Жучихин В.И.Первая атомная：Записки инженера-исследователя.М.， ИздАТ， 1993.С.22.而當(dāng)時(shí)全蘇工人的平均工資是700盧布。

Лельчука В.С.，Пивовар Е.И.（Под ред.） СССР и холодная война.М.， Мосгорархив，1995.С.152.三是物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì)。按時(shí)完成或超額完成“特殊工作”可獲得額外的物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì)，如額外的工資補(bǔ)貼、糧票。核科技發(fā)明可以獲得10～100萬(wàn)盧布不等的獎(jiǎng)金，社會(huì)主義勞動(dòng)英雄稱號(hào)的獲得者、斯大林獎(jiǎng)?wù)碌墨@得者可以獲得小轎車、私人別墅等獎(jiǎng)勵(lì)，享有公費(fèi)旅游（國(guó)內(nèi)外）、子女在全蘇范圍內(nèi)任擇學(xué)校、在某些領(lǐng)域的工作是雙倍工資等優(yōu)惠政策。

Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР：Документы и материалы， Т.Ⅱ， Атомная бомба， 1945-1954， Книга 1.C.92.

在付出巨大代價(jià)的同時(shí)，蘇聯(lián)達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，僅用了四年多的時(shí)間就實(shí)現(xiàn)了核裂變材料的工業(yè)生產(chǎn)，打破了美國(guó)的核壟斷。50年代中期到60年代中期蘇聯(lián)的核潛力發(fā)展迅猛，70年代下半期蘇聯(lián)實(shí)現(xiàn)了在核彈頭的數(shù)量上趕超美國(guó)的軍事和戰(zhàn)略目標(biāo)（見(jiàn)表1）。

第三，關(guān)于核裂變材料實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的軍事和戰(zhàn)略意義。蘇聯(lián)核裂變材料的生產(chǎn)是在冷戰(zhàn)背景下進(jìn)行的，冷戰(zhàn)的激烈化迫使蘇聯(lián)不計(jì)成本和代價(jià)，以求盡快實(shí)現(xiàn)其工業(yè)生產(chǎn)，而這又進(jìn)一步加劇了冷戰(zhàn)。核競(jìng)賽成為美蘇兩國(guó)在冷戰(zhàn)狀態(tài)下展開(kāi)斗爭(zhēng)的重要手段，以核武器為核心的軍備競(jìng)賽成為冷戰(zhàn)的主要形式之一。因此，蘇聯(lián)以最快的方式實(shí)現(xiàn)核裂變材料的工業(yè)生產(chǎn)，具有重要的軍事和戰(zhàn)略意義。它打亂了美國(guó)的戰(zhàn)略部署，引起美國(guó)社會(huì)的恐慌。因?yàn)椋趯?duì)戰(zhàn)后蘇聯(lián)科技水平和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的分析，1948年美國(guó)的核工程師D.F.霍頓和美國(guó)的俄國(guó)通E.雷蒙德指出，蘇聯(lián)最早在1954年才能獲得研制原子彈所需要的足夠量的钚-239，在此之前它絕不可能制造出原子彈。

Хогертон Д.Ф.， Рэймонд Э.Когда Россия будет иметь атомную бомбу？ М.，Гос.издательство Иностранной литературы， 1948.С.38-39. 蘇聯(lián)的進(jìn)展比美國(guó)的預(yù)期快了4年多，為了應(yīng)對(duì)蘇聯(lián)的新變化，杜魯門總統(tǒng)于1949年10月批準(zhǔn)了擴(kuò)大原子彈的生產(chǎn)計(jì)劃，并做出了關(guān)于緊急研制氫彈的決定，美蘇軍備競(jìng)賽升級(jí)。

責(zé)任編輯：宋 鷗

Abstract： Nuclear fission materials mainly include plutonium -239 and uranium-235. There are two main ways to produce plutonium-239： uranium-graphite reactor and uranium-heavy water reactor. As for uranium-235， there are three main methods to produce it： gaseous diffusion method， electromagnetic method and centrifugal method. From 1945 to 1949， the Soviet Union built the 817 Integrated Plant which contained the A Uranium-Graphite Reactor and the ОК-180 Uranium-Heavy Water Reactor， the 813 Gas Diffusion Plant and the 814 Electromagnetic Plant. The 817 Integrated Plant provided the plutonium loading for the first plutonium bomb that was tested in 1949， and the 813 and 814 Plants jointly supplied uranium loading for the first uranium bomb that was tested in 1951.The industrial production of Soviet nuclear fission materials resulted from the efforts of domestic scientists themselves， and also from the full support of the funds， technology， talents and materials given by the government. Under the combined effect of the above factors， the Soviet Union achieved the industrial production of nuclear fissile materials at the fastest speed， breaking the nuclear monopoly of the U.S.， and was of great military and strategic significance.

Key words： nuclear fission materials； Ural region； nuclear industry； nuclear program