朱建士:参与“九次计算”、深入西北大漠
原标题:参与“九次计算”、深入西北大漠 |他的一生只有两个字
他从北京大学毕业后,就立刻参加了核武器研制工作,从第一颗原子弹的研制、1996年最后一次核试验到去世为止,参与了当时中国核武器发展的所有历程。
他就是中国工程院院士、流体力学和爆炸力学专家朱建士。他长期从事核武器理论研究、核武器设计及核武器爆炸性能的试验结果分析工作,为中国原子弹、氢弹、中子弹的突破作出了重要贡献。
2011年12月18日,朱建士院士逝世,享年75岁。在他逝世十周年之际,朱建士学术成长资料采集工程采集小组负责人吕旗撰写此文,缅怀先生。
研制“争气弹”
1936年3月28日,朱建士出生于湖南长沙的一个知识分子家庭。
1958年秋,朱建士刚从北京大学数学力学系毕业,就被分配到了中国唯一的核武器研制单位——北京第九研究所(现中国工程物理研究院),从此开启了他为核武器研制不懈奋斗的一生。
当时,他被分在了邓稼先任主任的一室力学组,进行原子弹理论设计。在邓稼先带领下,朱建士等人从研读《超音速流和冲击波》《中子输运理论》和《爆震原理》三本书开始,为原子弹理论设计积淀理论基础。当时的条件很差,这些书不能人手一册,于是大家就刻蜡纸自己油印,共同学习。在相互启发式的学习和讨论中,朱建士逐渐了解和掌握了设计原子弹的一些基本知识。
1959年6月20日,苏联来信决定暂缓向中国提供原子弹教学模型和相关技术资料。党中央审时度势,决策独立自主研制原子弹,为了记住那个屈辱的日子,还把第一颗原子弹的代号取名“596”,将其称为“争气弹”。
1960年5月,力学组和数学组的同志经过调研,选择了特征线方法进行核反应之前力学过程的数值计算。当时,主要的计算任务落在了朱建士所在的力学组身上。朱建士带领大家三班倒,使用手摇计算机、计算尺,甚至算盘苦苦运算相关数据。
然而,一个计算结果却跟苏联专家曾经说过的数值不一样,大家反复验证了九次,还是与之大相径庭,这就是我国核武器发展历史上著名的“九次计算”。朱建士虽然是参加计算的主力,也是每次讨论答辩的主角,但属于“小字辈”,有时不太敢在会上表达意见,只能在下面小声议论。彭桓武先生注意到后说:“你们有什么看法,可以说出来,在原子弹问题上,大家是平等的,因为谁也不知道应该怎么做。”这个问题最终是由周光召从理论上否定了苏联专家给出的数据,从而结束了长达几个月的争论与徘徊,扫清了理论设计的障碍。
“九次计算”,不仅使朱建士因与全国顶尖科学家的讨论而进一步锻炼了科研思维,也使他对原子弹的物理变化过程和规律有了比较清晰的认识。
1963年3月,朱建士作为九所理论结合实际小组第一批成员奔赴青海金银滩221厂。他们的任务是将理论方案与实验、生产、工程设计相结合,解决初步设计方案中还存在的一些问题。
朱建士在实验部的工作主要是完善理论设计方案,使实验产生的爆轰波形向理想的爆轰波形逼近,这是原子弹是否能够实现核裂变的首要条件。他不仅顺利完成了自己的工作,还论证了实验骨干经福谦提出的“严重稀疏范围”概念,就此概念提出的新爆轰设计方案客观上缩短了我国第一颗原子弹的研制周期。
朱建士(左一)与同事在核试验基地沙漠中行走
1964年7月,朱建士参加了赴新疆的第九作业队,参与了从最初开始原子弹理论设计到把原子弹试验装置送上试验铁塔的全过程。在这期间,他出色地完成了核装置保温的理论计算、实际测试和试验用核装置的安装任务。
1964年10月在即将引爆原子弹的铁塔上八位参试人员合影(前排左起:贾浩、李仲春、朱建士;二排左起:李火继、陈常宜、潘馨;后排左起:张振忠、叶钧道)
1964年10月16日15时,中国第一颗原子弹在西北核试验基地爆炸成功。随后,朱建士又马不停蹄地参加了原子弹武器化、引爆氢弹的初级理论研究和设计工作。
倾情“新一代”
1986年,邓稼先和于敏一起向中央提出了加快核武器发展的建议,得到了中央高度重视,以实现新功能为标志的新一代核武器设计提上了议事日程,启动了我国核武器十年高速发展的引擎。
新一代核武器要在过去的基础上,极大地减小武器的重量、缩小武器的尺寸,这是实现新功能的基础,也是世界核武器设计的著名难题之一。但一味地减重、缩小尺寸,又会面临核材料达不到超临界、产生不了核爆的风险。这时的朱建士,已经成为核武器设计的重要技术负责人,承担理论设计研究所副总工程师的重要职责。他既知晓理论,又熟悉实验,过去的工作经验和基础这时发挥了很大作用。他能够很敏锐地认识到工作各环节中存在的主要问题,并且知人善任,充分展现了一个学术带头人、技术负责人的能力,发挥了方向性指导作用。
朱建士带领大家从核武器设计规律出发,充分考虑“原理、材料、构型”等多方面因素,逐个攻克难题。更难能可贵的是,他还按照每项任务的不同要求,不断提出新的物理设想,并与数学专业的同事密切合作编制出适用程序,解决理论研究、工程设计和生产中的物理问题。
在中国工程物理研究院(下简称中物院)新一代核武器攻关体系中,副院长胡思得负责牵头抓总,朱建士负责理论工作,两个人配合得非常默契。由于这项工作研制的型号与过去的型号不一样,难度前所未有,加上当时的国际形势非常紧迫,任务压力巨大。
胡思得回忆说:“在这个过程当中,我觉得决断是非常重要的,如果有万一一点动摇,那这个事情可能就干不成”,“任务最后的时刻,前方已经出场了,后方的实验做出来波形应该是比较对称的,但结果却跳起了几个点,异常了。这个时候怎么办?是真的物理现象呢?还是实验上面出问题?当时朱建士和我们几个一块讨论,一方面安排再做实验,一方面进行技术彻查。因为那个时候时间紧得不得了,我们每天的工作进度都要跟当时的国防科工委报告,是和前方谈判(核禁试谈判)紧密相扣的。这种情况容不得你犹豫,最后我们判断觉得是实验问题,重做以后全都对了。所以如果没有朱建士对实验的深刻了解,这个决心很难下。”
朱建士参加核试验时在罗布泊留影
1996年7月29日,中国成功进行了最后一次核试验。
培养后来人
2004年11月29日,朱建士被任命为中物院研究生部主任。他根据国家研究生教育指导方针,围绕“培养质量”这条主线,从面临的关键问题入手,提出“全院的研究生教育工作要抓住机遇,以锐意进取精神,突出中物院的办学特色,遵循科学发展的规律,走出一条具有中物院特色的学位与研究生教育发展之路”的施政方案。
2005年,朱建士(右一)在中物院研究生部开学典礼暨学位授予仪式上讲话
朱建士把培养后备人才这项工作放在全院事业发展的高度,结合中物院的科研体系和研究生教育学科体系的构建,从未来的核武器研制对人才的需求出发,确定研究生教育“做大做强”战略,引领了院学位与研究生教育工作的发展方向。经过他的努力,中物院学位与研究生教育工作呈现出一派欣欣向荣的局面,学科建设得到加强,培养质量稳步提高。
工作中,朱建士并不是坐而论道,而是始终置身于研究生的具体培养实践之中。他对每一个学生谆谆教导,“做有用的事”“要站在世界科技最前沿”“求真务实”“正确处理基础研究与工作的关系”。
2011年12月,朱建士在参加重庆举办的“全国危险物质与安全应急技术研讨会”期间,身体略感不适。经第三军医大检查,医生判断他疑似肺炎,经治疗好转后,医生建议他住院静养,但他却坚持回绵阳一边工作一边治疗。
即便是在病房里,朱建士依然密切关注着国家核武器的发展,深入思考着下一步的工作。国家核武器安全性重大课题的负责人来看望他,没谈几句病情,两人的话题就转到了工作上。学生来看他,他还特意嘱咐,参与的重大预研基础项目和国家某个重点项目申请要认真做好,从中可以衍生许多基础科学问题,很有意义……
2011年12月18日晚,朱建士病情意外恶化,经抢救不治,带着遗憾,他永远地离开了所钟爱的核武器事业。
文:吕旗 朱建士学术成长资料采集工程采集小组负责人