探秘816——中国最大的地下核工程前世今生(上)

2016-12-13 08:57 北京日报

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816核工程洞入口。

工程技术人员赶赴816核工程。

洞体掘进现场。

建设中的核工程洞。

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“816”是一个代号,简简单单三个数字,看不出任何指代对象的信息。像很多拥有类似代号的机构或设施一样,816曾是一个重大国家机密。

它是中国最大的地下核工程。

50年前,我国开始在西南深山腹地建设第二个核原料生产基地。从1967年到1984年的17年间,前后有6万多人从全国各地聚集到重庆涪陵地区的白涛镇,挖空了150余万立方米的岩石,挖成了一个总长超过20公里的庞大地下工程。

由于历史的原因,816核工程并没有完全建成和投入使用。1984年停建时,它累计完成了土建工程的85%,安装工程的65%。直到2002年这段历史解密,人们才第一次听说了“816”这个名字;直到2010年核工程洞首次开放,它的真容才第一次展示在世人面前。

半个世纪过去,世界格局和国际形势沧海桑田,中国的经济和军事实力今非昔比。没有完工的816地下核工程永久停工了,现在它是以“世界第一大人工洞体”著称的一处旅游景点。

现在,我们可以讲一讲816的故事了。

地下长城

与那些需要仰视的巨大建筑不同,要走进816地下核工程的洞体,才能感受到宏伟带来的震撼。

背靠武陵山,816地下核工程完全隐藏在山体内部。这座掏空山体的人工奇迹,洞厅共9层,高达79.6米,拱顶跨高31.2米,总长24公里。

整个工程,在山体周围共有大小19个洞口,根据不同规划,人员出入口、汽车通行洞、排风洞、排水沟、仓库等应有尽有;里面共有大小洞室18个,道路、导洞、支洞、隧道等130多条,大多数的宽度和高度都能通行卡车。洞体内厂房进洞深度400米左右,顶部覆盖层最厚达200米,核心部位厂房的覆盖层厚度均在150米以上。

816厂的老厂长张晓东告诉记者,这个“地下长城”是完全为核战准备的,所有的设计都符合“战备”的需要。816核工程洞的洞体可以抵御100万吨当量氢弹在空中爆炸的冲击和1000磅炸弹直接命中攻击,还能抵抗8级地震的破坏。

今天,主洞口原先的铅门被拆除,墙体上剩下一道2米宽的凿刻痕迹,显示着当年这扇数百吨的铅门的厚度。

这些铅门的构造与众不同,816工程所有露在外面的洞口处的铅门都由光电控制,只要核爆炸闪光一出现,一秒钟内铅门就会自动封闭。须知这是上世纪70年代的设计,中国自主研发出的这项技术,在当时堪称神奇。

816最核心的部位是核反应堆大厅,也是整个洞体内最大的洞室,洞内有九层高,在第九层的中央控制室里,曾装配着当年中国最先进的中央控制计算机组。

816并不是生产核武器的基地,作为我国第二套核反应堆,它的主要任务,是生产原子弹的原料——钚239。

在这里,有必要先介绍一些原子弹的科普知识。

原子弹装的核燃料一般有两种:铀235或钚239,分别称为铀弹和钚弹。美国投在广岛的第一颗原子弹“小男孩”是铀弹,投在长崎的第二颗原子弹“胖子”是钚弹。

铀235可以从铀矿石中提取,不过其含量仅占0.7%,其余都是不能发生链式反应的铀238。从天然铀矿石中提取铀235的过程即通常所说的“铀浓缩”,用于制造原子弹的铀235浓度要在90%以上。铀浓缩需要很高的科技水平,因为铀235和铀238犹如一对双胞胎,其化学性质几乎完全相同,无法进行化学分离,只能采用物理学方法浓缩,过程时间长且花费巨大。

钚239在自然界的存量几乎为零,只能依靠人工生产。它是铀238在核反应堆中转换而成,采用化学方法即可分离出来。钚弹中钚239的浓度必须达到93%以上。

武器级铀235和钚239的“原材料”都是铀矿石,相对而言,生产钚239要省时、省力、省钱得多,前提是掌握技术含量更高的核反应堆。

前苏联的第一颗原子弹是钚弹。一个广为流传的说法是,前苏联间谍搞到了美国原子弹的技术,所以直接走了这条“捷径”。不过,由于铀235存在于自然界,有核国家的原子弹研究多从铀弹开始。

我国的第一颗原子弹也是铀弹。很大程度上,中国的原子弹发展路径是内外条件“逼”出来的。

首先,中国的铀矿资源并不丰富。1955年1月,我国决定制造原子弹,第一个难题就是初始原料——铀矿的采集和加工。

当年2月,两支铀矿地质勘察队成立,在前苏联专家的指导下开始找矿。历经数年,寻遍九州,终于找到了几个高品位铀矿床,在这些矿床上,中国在上世纪50年代末开始建设第一批8座铀矿厂。

然而,中国第一颗原子弹的核材料并非完全从这些铀矿中产出——由于1959年前苏联援助的中断和专家的全面撤离,加上国民经济困难以及铀矿产地极端恶劣的自然环境,这些矿厂直到1962年至1963年才完全开工。制造一颗原子弹所需的铀矿石数以万吨计,所以在1958年,负责核工业建设的第二机械工业部(后文称二机部)提出了“全民办铀矿”、“大家办原子能科学”的口号,将成千上万的农民动员进了找矿队伍里,保障了中国第一颗原子弹的原料供应。中国第一颗原子弹是真正的“人民炸弹”。

始建于1957年的国营404厂,是当时中国唯一的大型核原料生产基地,从黄饼(粉碎后的天然铀矿石经多种溶液萃取、沉淀而来,多为饼状。以最初的生产工艺,产品为黄色,因而得名)到铀的纯化、转化和浓缩都是在404厂完成的。

1964年10月16日,中国第一颗原子弹爆炸成功,使中国成为世界上第五个拥有核武器的国家。

世界为之震惊,更震惊的是美、苏这样的核大国。所谓“外行看热闹,内行看门道”,美国情报机关根据对我国核爆放射性尘埃等的搜集,惊讶地发现我国的第一颗原子弹是内爆式铀弹,这比其他国家的第一颗原子弹难度都高得多。

原子弹有枪式和内爆式两种引爆方式,枪式相对简单,但需要太多铀235核材料,我国刚刚起步的铀浓缩工业暂时无法满足这一需求,因此把装药量较少的内爆式钚弹技术用在了铀弹上。

这种以高超设计来弥补工业能力不足的中国特色,在我国核武器的发展历程中很多时候是常态,后来氢弹的研制也是如此。值得一提的是,我国首颗原子弹代号“596”,是为了记住苏联在1959年6月撕毁协议,停止对我国核武器项目的援助。

由于钚弹的技术含量更高,在当时的“核俱乐部”内,钚弹的研制才是主流。1967年,404厂生产钚239的主反应堆建成,成为中国的核原料生产基地。

就在这之前不久,1965年,中国决定建设第二套核反应堆,也就是816地下核工程。

这个诞生于上世纪60年代的计划,在此后几十年里彻底改变了几万人的命运。

绝密计划

1965年春天,正在北京出差的张晓东接到了一个来自404厂的电话。

张晓东是安徽人,20岁考入哈尔滨工业大学土建系,学习了6年,1959年毕业后,他被分配到嘉峪关外100公里处的404厂基建处工作。

“404厂生产的是核元件的中间产品,再加工一下就成了核元件,然后拿到青海总装厂221厂去。”他说。

让三十岁出头的张晓东没有想到的是,中国刚刚核试验成功,他就将离开茫茫的戈壁滩,到祖国的西南腹地去参与中国第二个核工业基地——816核工程的创建。

既有404,为何还要再建816?现在很多人可能会有此一问。在和平年代生活得太久,人们很难想象当时中国面临的国际形势。

二战之后,美国和前苏联为了争夺世界霸权,展开了数十年的斗争。通过局部代理战争、科技和军备竞赛、太空竞赛、外交竞争等“冷”方式,美苏两大阵营在长达50年的时间里,进行着“相互遏制,不动武力”的对抗。

“冷战”让全世界都陷入对“第三次世界大战”爆发的恐慌中,在日益升级的核军备竞赛中,谁掌握了生产核武器的核心技术并拥有更多的核弹头,谁就掌握了“冷战”的主动权。美苏两个超级大国,都手握着可以把地球毁灭几遍的核武器。

而当时的中国,与美国长期对峙,与前苏联关系恶化,处在两个超级大国的核威慑阴影下。

1994年,尘封在美国档案馆中的一批机密档案满30年,部分内容被曝光解密——在1964年以前,美国曾制定了对中国进行突然袭击的计划,目的就是迫使中国停止正在进行的核试验。

中共党史出版社出版的《中国共产党与三线建设》一书详细记录了美国突袭计划的来龙去脉——

1961年1月至1963年6月,美国间谍卫星对中国进行了24次侦察飞行,辨认出罗布泊基地,美国确认中国将在1964年爆炸第一颗原子弹。随后,美国参谋长联席会议向国防部长提出了一份长篇报告,拟定了直接和间接打击中国核计划的两种方案。

1964年4月14日,美国国务院政策设计委员会专家罗伯特·约翰逊起草了《针对共产党中国核设施直接行动的基础》。不过,在反复分析了计划实施的可能性之后,美国的最高决策者们犹豫不决。

1964年9月15日,当中国的核试验已经箭在弦上的时候,美国人最终决定放弃对中国“不宣而战”的打击,他们最后的看法是:在中国爆炸原子弹与美国对中国进行秘密打击之间,还是后者更有风险。

虽然美国试图伸向战争按钮的手暂时缩了回来,但是作为中国唯一的核原料生产基地,404厂无疑长期处于核威慑的主要目标范围内。

张晓东记得,他们曾经从雷达上发现带着照相设备的氢气球从404厂上的高空飞过,“404厂高射炮的炮衣都脱下来了,但是我们当时的高射炮只能打900米,气球不在高射炮射程内,只能作罢。”

显然,再建一个隐蔽性和安全性更强的核工业基地,成为当时中国军事国防的迫切需要。

实际上,1964年的中国边境并不太平。8月,美军介入越南战争,开始了长达数年的“越战”。中越边境地区,海南岛和北部湾沿岸都落下了美国的炸弹和导弹。此后的历史走向表明,越战对美国和国际政治关系都产生了深远的影响。

而对于当时的中国,抗美援朝的硝烟味道并不遥远,美国叫嚣对中国使用核武器的声音仍在回响。国门附近再次响起美军的枪炮,足以让中国为之警觉。

这年8月,毛泽东在中央书记处会议上两次指出:要准备帝国主义可能发动侵略战争,现在工厂都集中在大城市和沿海地区,不利于备战,所以各省都要建立自己的战略后方。

除了出于对核安全的考虑外,根据对当时国际形势的综合分析,毛泽东在“三五”计划中,提出了“三线建设”的概念。

“三线”成为当时党内使用最频繁的一个新名词,此后不久,全国上百万人从沿海来到内陆城市,远离家乡,开始了“备战备荒”的“三线”建设。

当时的划分,全国分为前线、中间地带和战略后方,分别简称为一线、二线和三线。其中,沿海地区是一线,中部地区为二线,三线则指的是甘肃乌鞘岭以东,京广铁路以西、山西雁门关以南、广东韶关以北的广大地区。这一地区位于我国腹地,离海岸线最近在700公里以上,距西面国土边界上千公里,加上四面分别有青藏高原、云南高原、太行山、大别山、贺兰山等连绵的山脉做天然屏障,在准备打仗的形势下,这些地区成为了较为理想的战略后方。

816工程的计划就是在这样的情势下孕育而生。

按照当时的计划,如果建成投产,816工程将由核反应堆和化工后处理厂及其配套工程所组成。816工程新建核反应堆增加了余热发电,而主反应堆将采用当时国际上最先进的“石墨水冷热中子反应堆”工艺。可以肯定的是,如果这个庞大的工程最终投入使用,将超过404厂的规模,成为当时全国最大的核原料生产基地。

816厂的母细胞是404厂。作为404厂基建处的工程师,在1965的春天,张晓东和同事们一起被“成建制”地抽调组建816厂,他们的第一项工作,就是为中国第二个核工业基地选址。

那时的张晓东还不知道,乌江边上落后闭塞的白涛镇,将成为他人生的第二故乡。

选址白涛

以404厂的人员为基础,816厂的选址勘探组在1965年初成立。

此后,选址勘探组跑了云贵川的很多地方,“很多车都跑废了。”

选址小组最先选择的两个地点,一个是川西洪雅县罗坝区, 第二个是凉山彝族自治州甘洛。

张晓东回忆,最初选择洪雅是因为这里靠雅安只有25公里,属于乐山地区管,而当时中国的核工业都集中在那个地方,“与816同时兴建的812厂、814厂也都在这个地区,但是也正是因为过于集中,不符合我们国家‘三线’建设‘靠山、分散、隐蔽’的选址原则。但是最重要的原因,还是地形的限制。”

洪雅有很多小山,选址小组最初为厂址选择的地方,在两山之间的一片盆地上,但是经过勘探,大家觉得这个地点并不理想:山不够高,盆地也不够凹,出于隐蔽性的考虑,洪雅这个地点最终没有成为816厂所在地。

第二地点——凉山彝族自治州甘洛也因为不够隐蔽而被放弃。

当时,西南地区特别是四川,因为高山林立的特殊地形和相对富庶的基本条件,成为了“三线”的中心,1966年,四川省的三线建设投资,几乎接近全国的六分之一。

四川的深山十分符合核工业要求隐蔽的特性,又因为核原料加工要依靠稳定的水源,选址小组决定,在乌江边的涪陵和万县两个地方,寻找合适的厂址。

选址小组先到了涪陵,沿着乌江一直往上游走,走到白涛这个地方的时候,发现这里的地形条件非常有利:既有高山做屏障,又挨近乌江水源,最重要的是,这里有坚固的山体构造,如果在大山中挖一个洞,将整个核工程隐蔽在洞中,安全系数就更高了。

1965年5月,404厂的党委书记王侯山等人来到白涛镇,进行现场复勘,一眼就看中了这里高山密林、植被丰富、山体岩石完整的自然环境。

定址白涛后,由于保密的需要,这个地名便从中国地图上消失了。

1965年8月份,张晓东他们在涪陵最热的天气里,迎来了北京二机部第二研究设计院的专家们。回想起往事,张晓东最津津乐道的一个细节是:“设计院的女同志都是大红脸。”原来,当时的汽车没有空调,重庆这座中国著名的“大火炉”给了专家们一个“下马威”,40摄氏度以上的高温把几个小时的车程变成了烤箱。设计院的女同志们走下车来时,一个个脸上都是红扑扑的。

第二研究设计院曾研究设计了404厂,816核工程洞主体工程的构造设计,也将由他们完成。

规划的一个难点,就是生活区位置的确定。为了避免核辐射对工作人员身体的影响,核工程和生活区的距离一般是在10公里左右,在甘肃的404厂和青海的221厂,都是按照这个距离规划的。但是,要在人口密集的四川设定10公里的无人区,几乎是不可能的事情。

责任编辑:陈群(QT0001)  作者:米艾尼

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