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      我國(guó)核工業(yè)六十年的光輝歷程—熱烈慶祝中國(guó)核工業(yè)創(chuàng)建60周年

      2015-02-21 15:08:19游清治新疆有色金屬工業(yè)集團(tuán)公司烏魯木齊830000
      新疆有色金屬 2015年3期
      關(guān)鍵詞:氫彈核聚變原子彈

      游清治(新疆有色金屬工業(yè)(集團(tuán))公司烏魯木齊830000)

      我國(guó)核工業(yè)六十年的光輝歷程—熱烈慶祝中國(guó)核工業(yè)創(chuàng)建60周年

      游清治
      (新疆有色金屬工業(yè)(集團(tuán))公司烏魯木齊830000)

      1955年1月15日中共中央作出建設(shè)我國(guó)原子能事業(yè)的重大戰(zhàn)略決策。60年來,我國(guó)核工業(yè)從無到有,從小到大取得了一個(gè)又一個(gè)輝煌成就。核工業(yè)包括核武器、核電站及可控?zé)岷司圩兊难芯?。作者?jù)我國(guó)核工業(yè)創(chuàng)建以來積累的公開發(fā)表的相關(guān)文獻(xiàn)資料并結(jié)合自身參與有關(guān)工作的經(jīng)歷,寫出此文,以熱烈慶祝我國(guó)核工業(yè)60年大慶。本文包括核武器原理、核大國(guó)(美蘇)研制核武器內(nèi)幕、中國(guó)核工業(yè)創(chuàng)建和發(fā)展的歷程、中國(guó)和平利用原子能—核電站和可控?zé)岷司圩兊难芯康取?/p>

      原子能核裂變核聚變?cè)訌棜鋸椇穗娬究煽責(zé)岷朔磻?yīng)

      0 前言

      1955年1月15日毛澤東主席召開中共中央書記處擴(kuò)大會(huì)議作出了發(fā)展我國(guó)原子能(核能)的重大戰(zhàn)略決策,我國(guó)核工業(yè)創(chuàng)建60年來取得了一個(gè)又一個(gè)輝煌成就。

      1964年10月16日,我國(guó)第一顆原子彈爆炸成功,在僅僅兩年零八個(gè)月后的1967年6月17日我國(guó)第一顆氫彈試驗(yàn)成功?!皟蓮棥钡耐黄拼蚱屏顺?jí)大國(guó)的核訛詐和核壟斷,奠定了我國(guó)在國(guó)際事物中的重要地位,極大地鼓舞了中國(guó)人民的志氣,充分顯示了中華名族的偉大創(chuàng)造力,大大增強(qiáng)了我國(guó)的國(guó)防實(shí)力,有力地促進(jìn)和帶動(dòng)了相關(guān)重大學(xué)科領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。在中華民族的發(fā)展史上寫下了光輝奪目的篇章,(摘自《求是》雜志2007年12月)。

      六十年后的今天重溫那段艱辛而又充滿自豪的奮斗歷程,對(duì)于我們?cè)鰪?qiáng)自主創(chuàng)新能力,具有重要意義。國(guó)家主席習(xí)近平6月3日出席2014年國(guó)際工程科技大會(huì)發(fā)表題為《讓工程科技造福人類、創(chuàng)造未來》的主旨演講,強(qiáng)調(diào)工程科技是改變世界的主要力量,發(fā)展科學(xué)技術(shù)是人類應(yīng)對(duì)全球挑戰(zhàn),實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。

      1959年赫魯曉夫撕毀了援助中國(guó)發(fā)展核武器的協(xié)議,黨中央決定自力更生發(fā)展我國(guó)核武器急需用于核武器的鋰產(chǎn)品,作者是原新疆鋰鹽廠首任總工程師,我們?nèi)σ愿吧a(chǎn)出核武器級(jí)的單水氫氧化鋰產(chǎn)品(用于制備氫彈的主要裝料—氘化鋰-6)1963年完成了二機(jī)部(核工業(yè)部)下達(dá)的產(chǎn)量和質(zhì)量任務(wù)。1967年6月17日我國(guó)第一顆氫彈爆炸成功。

      我國(guó)鋰工業(yè)應(yīng)在新的歷史條件下,加強(qiáng)工程科技工作,認(rèn)真貫徹執(zhí)行中共中央總書記國(guó)家主席中央軍委主席習(xí)近平的治國(guó)理政系列重要講話精神,為實(shí)現(xiàn)兩個(gè)百年奮斗目標(biāo),為實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國(guó)夢(mèng)而努力奮斗。展望未來,在以習(xí)近平為總書記的中共中央的堅(jiān)強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)下,我國(guó)核工業(yè)必將不斷創(chuàng)新發(fā)展,由核大國(guó)向核強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)。

      1 核裂變及原子彈

      費(fèi)米根據(jù)波爾的重核裂變理論,經(jīng)詳細(xì)計(jì)算得出:當(dāng)一個(gè)中子打碎鈾核時(shí),會(huì)放出2個(gè)中子,這2個(gè)中子又可以打碎2個(gè)鈾核,放出2倍的能量和4個(gè)中子,又可以打碎4個(gè)鈾核放出4倍的能量,并再放出8個(gè)中子……這樣的一連串的裂變反應(yīng),不但可能而且速率極高。這表明,核裂變反應(yīng)一旦實(shí)現(xiàn),在極短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)釋放出大量的能量。對(duì)這種鏈?zhǔn)椒磻?yīng),有兩種選擇,控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng),就是核電站,不控制就是原子彈。

      1.1 美國(guó)研制原子彈內(nèi)幕

      1939年原子分裂試驗(yàn)已在德國(guó)取得成功。二戰(zhàn)前夕,為逃避德國(guó)法西斯迫害而移居美國(guó)的一些科學(xué)家,擔(dān)心德國(guó)搶先造出原子彈推舉世界著名的物理學(xué)家愛因斯坦上書美國(guó)總統(tǒng)羅斯福,建議美國(guó)研制原子彈。開始并未引起羅斯福的重視,1941年12月7日日本突襲珍珠港,美國(guó)才決心研制原子彈。

      1942年開始實(shí)施以“曼哈頓工程”命名的龐大計(jì)劃由美國(guó)陸軍工程兵部隊(duì)全面負(fù)責(zé)研制原子彈。投資25億美元,動(dòng)員十多萬科技人員和工人,在絕對(duì)保密的情況下進(jìn)行,只有極少數(shù)人知道,連當(dāng)時(shí)的副總統(tǒng)杜魯門都不知道。

      1945年7月初,希特勒自殺后的兩個(gè)月,美國(guó)終于制造出三顆原子彈命名為“大男孩”、“小男孩”和“胖子”。

      1945年7月的原子彈試驗(yàn),在阿拉莫戈多沙漠上的一座高達(dá)30 m的鐵塔上,實(shí)驗(yàn)代號(hào)為“復(fù)活”,當(dāng)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備就緒的時(shí)候,新任美國(guó)總統(tǒng)杜魯門正準(zhǔn)備去德國(guó)參加波茨坦會(huì)議,會(huì)議原準(zhǔn)備7月1日召開,為了借助原子彈爆炸提高美國(guó)的地位,杜魯門特別建議會(huì)議推遲兩個(gè)星期。7月15日杜魯門到達(dá)波茨坦,而此時(shí)美國(guó)試驗(yàn)人員把核材料裝進(jìn)“大男孩”的肚子里。實(shí)驗(yàn)人員在14 km以外設(shè)置了觀察所,里面隱藏著425名科學(xué)家和軍事專家,7月16日凌晨5時(shí)29分45秒,“大男孩”突然炸響。一個(gè)蘑菇狀的大圓球,突然升到一萬英尺以上的高空,爆炸核心的鐵塔被高溫在瞬間蒸發(fā)的無影無蹤!這次爆炸出乎人們的想象,以至于整個(gè)美國(guó)南部都有震感。爆炸的威力相當(dāng)于1 500 t~2 000 t TNT炸藥的爆炸力(TNT當(dāng)量)為了隱藏真相,美國(guó)編織謊言,說是阿拉莫戈多軍事基地彈藥庫發(fā)生了爆炸。

      1.2 原子彈的首次使用

      前任美國(guó)總統(tǒng)羅斯福去世前曾命令空軍組成一個(gè)秘密大隊(duì),用于執(zhí)行“曼哈頓”計(jì)劃,這就是509大隊(duì),他們并不知道要投扔原子彈。在特殊任務(wù)到來之前,他們每天只進(jìn)行精確投彈訓(xùn)練。后期就每天出動(dòng)三架飛機(jī)到日本投扔一顆炸彈然后就回來,509大隊(duì)共投下38枚模擬炸彈。

      1945年8月6日上午9時(shí)15分,美國(guó)的第一顆原子彈在廣島爆炸,方圓42 km的城市被摧毀,房屋毀壞率達(dá)70%以上,14萬人死亡。

      1945年8月9日上午9時(shí)整,第二顆原子彈投到了長(zhǎng)崎,14萬座建筑被毀,7萬多人死亡(長(zhǎng)崎總?cè)丝?7萬)。8月15日日本天皇發(fā)出投降詔書,第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束。

      1.3 蘇聯(lián)原子彈的研制內(nèi)幕

      蘇德戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)后,斯大林擔(dān)憂德國(guó)核物理技術(shù)的發(fā)展,在人民內(nèi)部委員會(huì)內(nèi)成立了情報(bào)處,主要就是探聽德國(guó)及其他國(guó)家是否在研究核武器。1941年從倫敦和紐約同時(shí)傳來情報(bào),美國(guó)和英國(guó)正在倫敦合作研究核武器。1942年6月將核彈研究工作轉(zhuǎn)移到美國(guó),這就是“曼哈頓工程”。

      1942年2月蘇聯(lián)在烏克蘭前線抓獲了一名德國(guó)軍官,從他帶的資料中得知納粹德國(guó)也在加緊研制核彈,貝利亞立即向斯大林匯報(bào)了各國(guó)研制原子彈的情況。斯大林于是將國(guó)內(nèi)最優(yōu)秀的科學(xué)家召集在一起,成立了蘇聯(lián)科學(xué)院2號(hào)實(shí)驗(yàn)室,后來被稱為蘇聯(lián)核彈之父的科學(xué)家?guī)鞝柷⊥蟹蚴苊I(lǐng)導(dǎo)“2號(hào)工程”。有關(guān)核武器的情報(bào)開始向他直接報(bào)告。

      1943年11月幾名英國(guó)科學(xué)家將參加“曼哈頓工程”,其中有一名叫??怂沟牡聡?guó)科學(xué)家與蘇聯(lián)聯(lián)系,他是一名德國(guó)共產(chǎn)黨員。1940年加入英國(guó)國(guó)籍,他提供了大量的英國(guó)核武器的研究資料。1943年??怂雇渌?guó)科學(xué)家到美國(guó)參加“曼哈頓工程”的實(shí)驗(yàn)室后,又為蘇聯(lián)提供了大量的情報(bào)。1941年美國(guó)建成了首座核反應(yīng)堆。在??怂沟膸椭?,蘇聯(lián)核反應(yīng)堆在一年后誕生。1945年7月美國(guó)首次核爆炸的消息被迅速送到斯大林手中。美國(guó)原子彈研制成功后,包括福克斯在內(nèi)的英國(guó)科學(xué)家回到了英國(guó)(杜魯門不愿意和英國(guó)共享核彈技術(shù))。英國(guó)只好開始自己獨(dú)立搞,蘇聯(lián)又掌握了英國(guó)的核項(xiàng)目情報(bào)。這些情報(bào)讓蘇聯(lián)的原子彈項(xiàng)目大大提速。蘇聯(lián)于1949年8月29日首顆原子彈爆炸成功。

      另據(jù)報(bào)道,美國(guó)原子彈研制和生產(chǎn)的組織者,美國(guó)退役陸軍中將格羅夫斯的回憶錄,美國(guó)對(duì)日本的原子彈襲擊,原定為三個(gè)目標(biāo):即廣島、小倉(cāng)和長(zhǎng)崎。實(shí)際執(zhí)行時(shí),小倉(cāng)陰云密布,無法看到目標(biāo),飛機(jī)在上空來回飛了三次,仍找不到目標(biāo)決定放棄轟炸小倉(cāng),飛向長(zhǎng)崎,將2顆原子彈扔到了長(zhǎng)崎,但其中只有一顆爆炸,另一顆沒有爆炸的原子彈,由日本人送給了蘇聯(lián)。蘇聯(lián)加快了研究進(jìn)程,無怪美國(guó)驚呼:“蘇聯(lián)的第一顆原子彈是美國(guó)原子彈的翻版”(這一情況沒有得到公認(rèn))。

      2 核聚變和氫彈

      2.1 氫彈的原理

      氫彈是利用氘(氫2)和氚(氫3)這2種氫的同位素發(fā)生的聚變反應(yīng)。因此才稱為氫彈。

      在1938年發(fā)現(xiàn)核裂變反應(yīng)之前,人們就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)核聚變反應(yīng)的原理。恒星(如太陽)的能量來源就是核聚變。核聚變的發(fā)生要求高溫和高密度下讓輕核元素的原子核之間發(fā)生劇烈的碰撞,才能反應(yīng)。太陽核聚變的條件在地球上是沒有的。所以要實(shí)現(xiàn)核聚變就必須人為創(chuàng)造出所需的條件(勞遜條件)。

      據(jù)我國(guó)獨(dú)立自主的研究公開發(fā)表的資料介紹,氫彈的基本結(jié)構(gòu),主要包括三部分:裂變初級(jí)、聚變次級(jí)和放射通道。初級(jí)中的裂變核燃料是钚239。次級(jí)中的核聚變的燃料是氘化鋰-6。初級(jí)核爆炸等過程中產(chǎn)生的中子與次級(jí)中的氘化鋰-6中的鋰-6原子反應(yīng)可以產(chǎn)生氘。氚是在現(xiàn)場(chǎng)制造出來的。氫彈爆炸時(shí)首先由初級(jí)的炸藥引爆原子彈引發(fā)原子彈裂變反應(yīng),產(chǎn)生的高能光子流(X射線)通過輻射通道傳向次級(jí),次級(jí)推進(jìn)層(鈾238或鈾235),在光子流的作用下,依次對(duì)氘化鋰層和裂變彈芯(鈾235)進(jìn)行壓縮。裂變彈芯被壓縮到臨界狀態(tài)時(shí),中子引發(fā)鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng),又將氘化鋰二次壓縮從而發(fā)生氘和氚聚變反應(yīng)。這被稱為氫彈的“現(xiàn)場(chǎng)快速裝配”。第一次裝配由炸藥完成,第二次裝配由初級(jí)核爆炸完成。

      2.2 美國(guó)的氫彈研制情況

      從1945年初美國(guó)開始集中一少部分物理、數(shù)學(xué)和化學(xué)家從事熱核武器的研究。1951年初在建成的溫室裝置上試驗(yàn)成功之后,即加緊試制氫彈。1952年10月31日美國(guó)首次爆炸了一顆熱核裝置,能量級(jí)為500萬噸級(jí)(TNT當(dāng)量)。

      美國(guó)第一個(gè)核裝置,是“濕式氫彈”,采用三層殼體,包括固體合金、固態(tài)二氧化碳和液氮,燃料為液氘和液氚的混合物,重62 t,體積很大,相當(dāng)于一節(jié)貨運(yùn)火車,只能在地面上進(jìn)行爆炸試驗(yàn)。美國(guó)制造氫彈的氚,是在反應(yīng)堆內(nèi),用強(qiáng)大的熱中子流照射鎂鋰合金生產(chǎn)的鋰(Li)成為生產(chǎn)氚的原料。為生產(chǎn)氚(氚在地球上幾乎沒有),通常會(huì)用鋰12%~15%的鎂鋰合金棒(直徑12~20 mm),將經(jīng)過照射的材料加熱到500℃,通過擴(kuò)散放出氣體,以回收氚,成本極高。濕式氫彈難以在軍事上使用,即重又大,液態(tài)氘和氚,必須在高壓和零下200多攝氏度的低溫下保存,須用極為嚴(yán)格的絕熱裝置。氚的半衰期為12.5年,濕式氫彈不能長(zhǎng)期保存。

      2.3 蘇聯(lián)氫彈研制情況

      1953年蘇聯(lián)爆炸的第一個(gè)熱核裝置已經(jīng)部分使用了氘化鋰-6,代替價(jià)格極高的氚,從此美國(guó)也開始用鋰化合物為原料的氫彈研究。

      以氘化鋰-6為主要裝料的氫彈稱為“干式氫彈”其重量大為減輕,體積大為縮小,并可根據(jù)需要制成不同TNT當(dāng)量的氫彈,制成戰(zhàn)略核武器和戰(zhàn)術(shù)核武器。蘇聯(lián)的氫彈研制曾領(lǐng)先美國(guó)十多年。

      我國(guó)(新疆)對(duì)蘇聯(lián)氫彈的研制生產(chǎn)作出了很大的貢獻(xiàn)。從1950年到1962年新疆有色金屬工業(yè)(集團(tuán))有限公司(原新疆有色金屬公司)應(yīng)蘇聯(lián)要求向其出口鋰輝石精礦10萬噸,蘇聯(lián)的鋰冶煉工藝采用石灰石燒結(jié)法工藝流程,鋰精礦的質(zhì)量至關(guān)重要,我們的鋰輝石精礦優(yōu)于蘇聯(lián)。正是這些足夠的優(yōu)質(zhì)鋰原料保證了蘇聯(lián)研制和生產(chǎn)氫彈的需要。

      3 我國(guó)核工業(yè)發(fā)展的輝煌成就

      3.1 我國(guó)核武器的研制和發(fā)展

      3.1.1 黨和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人對(duì)核武器的論斷和決策

      1948年8月在延安楊家?guī)X,毛主席接受美國(guó)作家安娜·路易斯·斯特朗采訪時(shí)發(fā)表了“一切反動(dòng)派是紙老虎”,“原子彈是紙老虎”的著名論斷。

      1954年9月在中南海菊香書屋,時(shí)任地質(zhì)部副部長(zhǎng)的劉杰,在向毛澤東匯報(bào)找到鈾礦的情況后,毛澤東送他到門口握著他的手說:“劉杰啊,這個(gè)事情要好好抓喲,這是決定命運(yùn)的。”這是毛澤東對(duì)國(guó)際形勢(shì)深思熟慮后作出的重要判斷。

      1955年1月15日毛澤東在中南海主持召開了中共中央書記處擴(kuò)大會(huì)議,劉少奇、周恩來、朱德、鄧小平、彭德懷等黨和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人出席會(huì)議,并邀請(qǐng)了地質(zhì)部部長(zhǎng),我國(guó)著名的地質(zhì)學(xué)家李四光和中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所所長(zhǎng)著名的核物理學(xué)家錢三強(qiáng)參加這次會(huì)議。會(huì)議作出了建立和發(fā)展我國(guó)原子能(核能)事業(yè)的重大戰(zhàn)略決策。從此中國(guó)核工業(yè)起步創(chuàng)建和發(fā)展。

      毛澤東總結(jié)說:“出兵朝鮮我想了三天,要不要搞原子彈我想了三年,結(jié)論是兩句話,原子彈一定要搞,既然要搞那就早點(diǎn)搞。我們國(guó)家發(fā)現(xiàn)了鈾礦,也訓(xùn)練了一些人,現(xiàn)在是時(shí)候了,該搞了。只要排上日程,認(rèn)真抓一下,一定可以搞出來!”

      毛澤東是從戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)不同層次上論述的,從宏觀大的歷史觀上要藐視原子彈不等于不重視原子彈。是美國(guó)的核威懾逼出中國(guó)原子彈。從朝鮮戰(zhàn)爭(zhēng)到第一次臺(tái)海危機(jī)爆發(fā),美國(guó)曾多次對(duì)中國(guó)進(jìn)行核威脅,宣稱如果發(fā)生戰(zhàn)爭(zhēng)美國(guó)將考慮像使用其他武器一樣可以使用核武器。

      1950年6月25日朝鮮戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā),當(dāng)晚美國(guó)總統(tǒng)杜魯門,指示空軍部門制定一項(xiàng)計(jì)劃,一旦蘇聯(lián)參戰(zhàn),就對(duì)其遠(yuǎn)東的空軍基地(包括中國(guó)境內(nèi)的現(xiàn)場(chǎng))發(fā)動(dòng)核襲擊。6月29日杜魯門的高層顧問,在國(guó)家安全委員會(huì)上,對(duì)使用原子彈,再次進(jìn)行了討論,但由于美國(guó)政府各部門對(duì)是否向美國(guó)遠(yuǎn)東司令部提供原子彈有很大爭(zhēng)議,因此戰(zhàn)爭(zhēng)之初,美國(guó)一直沒有進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的核部署。

      1950年11月30日杜魯門公開發(fā)出威脅,聲稱美國(guó)將采取任何必要的措施去對(duì)付當(dāng)前的軍事形勢(shì),包括使用原子彈,美國(guó)已積極考慮在朝鮮戰(zhàn)場(chǎng)使用原子彈。

      中國(guó)人民志愿軍入朝參戰(zhàn)后,以美國(guó)為首的聯(lián)合國(guó)軍接連慘敗,對(duì)此美國(guó)國(guó)內(nèi)強(qiáng)烈要求動(dòng)用核武器。出于政治上的考慮,美國(guó)國(guó)務(wù)院對(duì)原子彈的使用持保留態(tài)度。但美國(guó)軍方卻認(rèn)為一旦中國(guó)共產(chǎn)黨發(fā)動(dòng)全面攻勢(shì),就對(duì)其部隊(duì)和物資等集結(jié)地使用原子彈。12月初杜魯門下令將核彈頭部件空運(yùn)至美國(guó)在遠(yuǎn)東的一艘航空母艦上。4月5日批準(zhǔn)了參謀長(zhǎng)聯(lián)席會(huì)議布雷德利提出的向關(guān)島和沖繩部署核武器的建議。美國(guó)以為一場(chǎng)精心策劃的核打擊是對(duì)付中國(guó)軍隊(duì)唯一有效的辦法。但是聯(lián)合國(guó)戰(zhàn)防委員會(huì)考慮到使用核武器的時(shí)機(jī)不成熟,而且美國(guó)戰(zhàn)略空軍缺乏向地面部隊(duì)提供核支持的經(jīng)驗(yàn),美國(guó)決定以實(shí)施模擬戰(zhàn)術(shù)核攻擊的方式繼續(xù)向中國(guó)施壓。9、10月間,美國(guó)在朝鮮實(shí)施了代號(hào)為“哈德遜港行動(dòng)”的秘密軍事演習(xí),嚴(yán)格按核攻擊的方式進(jìn)行,在演習(xí)中發(fā)現(xiàn)朝鮮戰(zhàn)場(chǎng)難以找到合適的目標(biāo),而且中國(guó)軍隊(duì)坑道防御系統(tǒng)會(huì)導(dǎo)致原子彈的威力難以正常發(fā)揮,因此沒有輕易動(dòng)用核彈。

      我國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人用科學(xué)的態(tài)度對(duì)待美國(guó)的核威懾,通過軍事政治和外交等多方面向美國(guó)政府進(jìn)行機(jī)智而堅(jiān)決的斗爭(zhēng),最終粉碎了美國(guó)的核訛詐。美國(guó)的核威脅,非但沒有嚇倒中國(guó)反而讓中國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人更加深刻的認(rèn)識(shí)到核武器對(duì)于國(guó)家安全和大國(guó)地位意義重大,中國(guó)必須創(chuàng)建和發(fā)展自己的原子能事業(yè),制造出自己的核武器,以核制核,打破敵人的核壟斷,才能維護(hù)國(guó)家安全。從這個(gè)意義上講美國(guó)的核威懾是促進(jìn)中國(guó)做出創(chuàng)建和發(fā)展核事業(yè)決策的一個(gè)重要因素。

      3.1.2 我國(guó)原子彈的研制

      1945年7月16日美國(guó)成功爆炸了首顆原子彈,并于8月6日和9日對(duì)日本廣島和長(zhǎng)崎進(jìn)行了轟炸,震驚了世界,從此中國(guó)社會(huì)也開始關(guān)注原子彈。毛澤東藐視原子彈,但又重視原子彈,他提出了要依據(jù)原子彈的本質(zhì)建立核戰(zhàn)略思想。具體而言就是要認(rèn)清楚原子彈殺傷力與威懾力并存,只有以核才能制核。這是毛澤東對(duì)原子彈的客觀認(rèn)識(shí)和準(zhǔn)確定位。為我國(guó)核武器的發(fā)展奠定了思想基礎(chǔ)。

      1956年,為加強(qiáng)對(duì)全國(guó)科學(xué)技術(shù)工作的領(lǐng)導(dǎo)。中共中央任命聶榮臻元帥為國(guó)務(wù)院副總理兼任國(guó)家科委主任和國(guó)防科委主任,從此聶帥主管我國(guó)科技事業(yè),特別主管尖端武器的研制。在他的精心組織領(lǐng)導(dǎo)下,只用了五年的時(shí)間就研制成功了原子彈,繼而研制成功了氫彈,并為研制遠(yuǎn)程火箭、人造地球衛(wèi)星、核潛艇、大型計(jì)算機(jī)等打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

      新中國(guó)成立前,以和平利用原子能為目的開展了創(chuàng)建原子能事業(yè)的準(zhǔn)備工作。主要包括兩方面,一是核科技人才的延攬和研究機(jī)構(gòu)的組建,新中國(guó)建國(guó)前,國(guó)內(nèi)從事原子能研究的人員為數(shù)不多,主要有在康普頓散射理論研究方面做出顯著成就的吳有訓(xùn),發(fā)現(xiàn)鈾的二分裂變的錢三強(qiáng)以及與錢三強(qiáng)等人合作發(fā)現(xiàn)鈾的三分裂并首先發(fā)現(xiàn)鈾的四分裂的何澤慧等。當(dāng)時(shí)我國(guó)有核研究機(jī)構(gòu)兩所。1947年中央研究院物理研究所與中央大學(xué)原子能研究室合作在九華山建立了原子能研究基地,有吳有訓(xùn)、趙忠堯(在美國(guó))、錢臨照等5名科研人員。1948年9月在北平研究院鐳學(xué)研究所的基礎(chǔ)上成立了原子能研究所,錢三強(qiáng)任所長(zhǎng)。新中國(guó)成立后,我國(guó)核研究機(jī)構(gòu)逐漸正規(guī)化,也延攬了更多的核研究人才。1950年5月19日專門從事核科學(xué)研究工作的中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所成立,中國(guó)科學(xué)院院長(zhǎng)吳有訓(xùn)兼任所長(zhǎng),錢三強(qiáng)任副所長(zhǎng),1952年下半年,近代物理研究所制定的第一個(gè)五年計(jì)劃,目標(biāo)是為核科學(xué)技術(shù)打下基礎(chǔ)。

      適度增加灌水量有利于增加棉株的莖粗(圖1 b),不同處理棉花各生育期莖粗表現(xiàn)為M3W4>M3W3>M3W1>M3W2,且處理M3W4的莖粗顯著高于其他處理,就棉花抗倒伏來講,適度增加灌水量對(duì)生產(chǎn)上是有利的。此外,從圖中可看出莖粗增長(zhǎng)在7月16日前趨于穩(wěn)定,在6月26日至7月6日期間增長(zhǎng)最快,增加此階段灌溉量能夠顯著提高棉花的抗倒伏能力。

      在研制原子彈方面,中國(guó)曾積極爭(zhēng)取蘇聯(lián)援助,中蘇兩國(guó)簽訂了《國(guó)防新技術(shù)協(xié)定》其中就有蘇聯(lián)援助中國(guó)研制原子彈的條款。開始執(zhí)行時(shí)還比較順利。隨著中蘇兩黨兩國(guó)分歧逐漸加深,蘇聯(lián)政府于1959年6月毀約停援,并撤走了在華的所有專家。揚(yáng)言中國(guó)20年也搞不出原子彈。中國(guó)就是不信邪,在黨中央的領(lǐng)導(dǎo)下,用“596”為代號(hào)作為研制第一顆原子彈的代號(hào)。早于蘇聯(lián)毀約前我們已獨(dú)立自主的開展了工作。1958年7月在北京建立了核武器研究所率先開展原子彈的研究,先后調(diào)集了我國(guó)具有世界一流水平的科學(xué)家:王洤昌、鄧稼先、彭桓武等,形成骨干科研力量。設(shè)立了理論物理、爆轟物理、中子物理、放射化學(xué)研究室和加工車間,興建了一批相關(guān)科研機(jī)構(gòu)。從國(guó)外買了必要的設(shè)備和器材。研制原子彈的整個(gè)系統(tǒng)工作,是在鄧稼先等專家的主持下進(jìn)行的。

      經(jīng)過積極準(zhǔn)備,1960年春,原子彈研制工作正式展開,整個(gè)系統(tǒng)工作是在鄧稼先等專家主持下進(jìn)行的。經(jīng)過兩年多研究和大量計(jì)算及反復(fù)論證,從理論上對(duì)以濃縮鈾為裝料的原子彈反應(yīng)過程和性能有了比較系統(tǒng)的理解,于1963年3月提出了第一顆原子彈的理論設(shè)計(jì)方案。接著要制備原子彈的裝料,高濃縮鈾。1964年1月生產(chǎn)出可用作原子彈裝料的高濃縮鈾。1964年4月青海省海晏縣金銀灘的西北核武器研制基地建成,此后原子彈的研制工作逐步由北京遷往西北基地。從1963年5月至11月,按計(jì)劃進(jìn)行,先后做了多次局部分解爆轟試驗(yàn),為做到穩(wěn)定可靠,萬無一失,于1964年6月,又進(jìn)而作了全尺寸爆轟模擬實(shí)驗(yàn)及其他一系列試驗(yàn),取得完全成功。1964年7月研究其他部分的科技人員分別對(duì)核部件、炸藥部件、起爆元件和同步裝置進(jìn)行了震動(dòng)試驗(yàn)和運(yùn)輸模擬試驗(yàn)。結(jié)果表明能經(jīng)受運(yùn)輸環(huán)境考驗(yàn),結(jié)構(gòu)可靠。他們嚴(yán)格按操作規(guī)程操作,完成試驗(yàn)用的三個(gè)合格的核裝置,先后用專列送往新疆羅布泊的西北核武器試驗(yàn)基地。

      1964年10月16日我國(guó)第一顆原子彈爆炸成功。爆炸后,通過放射化學(xué)分析和光學(xué)方法、力學(xué)方法測(cè)定,首次核爆炸當(dāng)量與理論值相近,試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果證明,中國(guó)第一顆原子彈的研究、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、制造以及各種測(cè)試方式都達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。中國(guó)至此邁進(jìn)了有核國(guó)家之列。

      3.1.3 我國(guó)氫彈的研制

      核武器中的氫彈是一種超級(jí)殺傷性武器,被認(rèn)為是人類在地球上的終極武器。

      在1964年10月16日我國(guó)第一顆原子彈爆炸成功之前的1960年,第二機(jī)械工業(yè)部(二機(jī)部)已經(jīng)部署原子能研究所對(duì)氫彈原理進(jìn)行探索。1960年12月,原子能所成立了“輕核理論組”組長(zhǎng)為黃祖治。1961年1月12日錢三強(qiáng)通知于敏,任命他為“輕核理論組”副組長(zhǎng)。在四年多時(shí)間里理論組研究了很多與氫彈有關(guān)的物理過程。探索氫彈的可能結(jié)構(gòu),這些工作為研制氫彈奠定了基礎(chǔ)。

      為了盡快在原理上取得突破,原子能所理論部決定展開多路探索,分兵種作戰(zhàn),在彭桓武、朱光亞、鄧稼先的領(lǐng)導(dǎo)下,黃祖治、于敏、周光召各自帶領(lǐng)一隊(duì)人馬,組成三個(gè)攻關(guān)組,同時(shí)開展探索。

      2015年1月9日,核物理學(xué)家,“兩彈一星”功勛獎(jiǎng)?wù)芦@得者于敏院士獲得了2014年度國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。半個(gè)世紀(jì)前,于敏為我國(guó)氫彈的成功研制起到了至為重要的作用。國(guó)家主席習(xí)近平親自給他頒獎(jiǎng),親切握手,表示祝賀。

      氫彈的主要裝料是氘化鋰-6,1955年黨中央作出創(chuàng)建和發(fā)展我國(guó)原子能(核能)的戰(zhàn)略決策后,國(guó)家即加快了我國(guó)鋰工業(yè)從零起步的發(fā)展。1956年重工業(yè)部(后為冶金工業(yè)部)著手抓鋰冶煉工業(yè)建設(shè)的前期準(zhǔn)備工作。

      1956年北京有色金屬研究院作了以新疆鋰輝石為原料的鋰冶煉工藝試驗(yàn)(石灰石燒結(jié)法和硫酸法)。1956年9月冶金部組織專家考察蘇聯(lián)2號(hào)廠(鋰冶煉廠)(1950年與蘇聯(lián)簽訂《中蘇友好互助同盟》條約后,同年3月27日我國(guó)駐蘇大使和蘇聯(lián)外長(zhǎng)在莫斯科又簽訂了創(chuàng)辦中蘇合營(yíng)的有色金屬和稀有金屬公司,合營(yíng)的蘇方企業(yè)正是蘇聯(lián)的鋰冶煉廠(2號(hào)廠))。

      1957年8月~11月冶金部組織四單位聯(lián)合試驗(yàn)組在501廠(現(xiàn)山東鋁廠)進(jìn)行了以新疆鋰輝石為原料的鋰輝石-石灰石燒結(jié)法工藝流程的半工業(yè)性試驗(yàn)(美蘇用于核工業(yè)的鋰冶煉當(dāng)時(shí)均用這一流程)。

      1957年4月冶金部給北京有色冶金設(shè)計(jì)院下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)書,打破常規(guī),省去了可行性研究和初步設(shè)計(jì),直接進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)。

      1957年10月設(shè)計(jì)院作完施工圖,又按冶金部要求做了必要的修改,1958年1月出齊全部施工圖,僅用了9個(gè)月的時(shí)間。

      鋰鹽廠的建設(shè)是從1957年10月開工的,至1958年12月完工,用了一年多的時(shí)間。

      1958年12月15日鋰冶煉廠建成投產(chǎn),名為新疆稀有金屬試驗(yàn)廠(代號(hào)115廠)。1959年至1961年,我們克服無數(shù)困難,基本突破了生產(chǎn)技術(shù)關(guān),1962年停產(chǎn)整頓,總結(jié)試車的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。1963年進(jìn)行流程的填平補(bǔ)齊工程,為將產(chǎn)品用于核武器的基本原料做好了準(zhǔn)備。流程填平補(bǔ)齊改造后1963年恢復(fù)生產(chǎn),全力以赴,完成了二機(jī)部下達(dá)的產(chǎn)量和質(zhì)量任務(wù),為1967年6月17日我國(guó)成功的爆炸了第一顆氫彈提供了核武器級(jí)的單水氫氧化鋰產(chǎn)品(用于提取同位素鋰-6和制備氫彈裝料氘化鋰-6)。

      作者作為原新疆鋰鹽廠的首任總工程師,為了我國(guó)的鋰冶煉工藝達(dá)到世界先進(jìn)水平,進(jìn)行了一系列試驗(yàn)研究,技術(shù)攻關(guān)和多項(xiàng)自主創(chuàng)新,創(chuàng)出獨(dú)具我國(guó)特色的工藝流程。鋰總回收率達(dá)到80%以上世界領(lǐng)先水平。

      3.1.4 繼往開來中國(guó)核盾牌將更加堅(jiān)強(qiáng)

      經(jīng)過60年的發(fā)展,我國(guó)核武器性能不斷提高,繼在上世紀(jì)八十年代掌握了中子彈技術(shù)后在上世紀(jì)九十年代初成功實(shí)現(xiàn)了核武器的小型化和系列化我國(guó)核彈頭當(dāng)量實(shí)現(xiàn)了從萬噸級(jí)、10萬噸級(jí)到百萬噸級(jí)的跨越式發(fā)展。核武器的可靠性和安全性正在不斷提高,據(jù)2006年中國(guó)國(guó)防白皮書的提法,中國(guó)堅(jiān)持自衛(wèi)反擊和有限發(fā)展的原則,著眼建設(shè)一支滿足國(guó)家安全需要的精干有效核力量,保持核力量的戰(zhàn)略威懾力量。隨著國(guó)力不斷提高和國(guó)家安全利益的需要,我國(guó)核武器事業(yè)必將向“精干”有效的目標(biāo)繼續(xù)發(fā)展。

      2015年3月11日俄羅斯電視臺(tái)網(wǎng)站報(bào)道:《中國(guó)移動(dòng)式洲際導(dǎo)彈令美緊張》一文的報(bào)道,2014年9月,中國(guó)首次發(fā)射“東風(fēng)”-31B移動(dòng)式洲際彈道導(dǎo)彈,分析家估計(jì),中國(guó)很快將超過法國(guó)成為美俄之后的世界第三核大國(guó)。

      “東風(fēng)”-31B,射程為1.1~1.2萬千米,其特點(diǎn)在于,其發(fā)射速度比其他洲際導(dǎo)彈發(fā)射快,導(dǎo)彈的軌道加速器從發(fā)射到進(jìn)入彈道拋物線的時(shí)間不超過5 min,在這么短的時(shí)間內(nèi),不僅難以用衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)導(dǎo)彈發(fā)射,而且難以攔截。此外由于導(dǎo)彈上安裝了幾十個(gè)輔助發(fā)動(dòng)機(jī),它不會(huì)按照經(jīng)典的彈道拋物線飛行,而是“蛇形”飛行,這增加了確定其準(zhǔn)確位置和反導(dǎo)導(dǎo)彈鎖定目標(biāo)的難度。

      為更重視洲際彈道導(dǎo)彈發(fā)射,中國(guó)航天科技集團(tuán)公司又研制出“東風(fēng)”-41。

      外電認(rèn)為,中國(guó)建造移動(dòng)式導(dǎo)彈系統(tǒng)是核反擊戰(zhàn)略的一部分,移動(dòng)系統(tǒng)確保北京在萬一出事時(shí)反擊華盛頓。中國(guó)在大山里挖掘了幾千千米的隧道,它們可以用來隱藏移動(dòng)式發(fā)射裝置。美國(guó)《防務(wù)新聞周刊》稱,美國(guó)正試圖搞清楚中國(guó)的隧道長(zhǎng)度和核彈頭數(shù)量。

      現(xiàn)在中國(guó)的核實(shí)力還不及美俄,國(guó)外認(rèn)為中國(guó)擁有60套“東風(fēng)”-31A洲際彈道導(dǎo)彈系統(tǒng),在“東風(fēng)”-31B成功試射后,2015年中國(guó)移動(dòng)式導(dǎo)彈數(shù)量預(yù)計(jì)將達(dá)到130~140套,目前短時(shí)間內(nèi),“東風(fēng)”-41系統(tǒng)也可能加入進(jìn)來,這種改型導(dǎo)彈可飛行1.4萬千米,攜帶6~10枚分異導(dǎo)彈頭,中國(guó)核武器庫總共將有200~240枚核彈頭。

      鄧小平同志曾說:“沒有以原子彈為核心的戰(zhàn)略武器,我們就進(jìn)不了世界大三角,就不會(huì)有今天的國(guó)際地位”。事實(shí)確實(shí)如此。

      4 和平利用原子能(核電站和核聚變發(fā)電)

      4.1 核電站(原子能電站)

      自1954年世界第一個(gè)核電站—蘇聯(lián)Obninsk核電站投入運(yùn)行至今,全世界已有31個(gè)國(guó)家有核電站,核電站發(fā)電量的比重已超過11%,核電已成為世界電力的供給的主要形式之一。為人類提供了經(jīng)濟(jì),清潔和穩(wěn)定持續(xù)不斷的能源。我國(guó)核電起步于上世紀(jì)八十年代中期,1985年開始自主設(shè)計(jì)與建造我國(guó)第一座核電站,一臺(tái)20萬千瓦壓水堆核電站機(jī)組的秦山核電站。1987年開始建設(shè)引進(jìn)法國(guó)技術(shù)與設(shè)備的2臺(tái)90萬千瓦壓水堆核電機(jī)組的大亞灣核電站。這三臺(tái)機(jī)組分別在1991年至1994年期間,陸續(xù)建成投入運(yùn)行,1996年至2000年期間我國(guó)共開工建設(shè)四個(gè)核電項(xiàng)目,共八臺(tái)核電機(jī)組:他們是自主建設(shè)的秦山二期核電站,兩臺(tái)65萬千瓦壓水堆核電機(jī)組;繼續(xù)引進(jìn)法國(guó)技術(shù)的嶺澳核電站,兩臺(tái)90萬千瓦壓水堆核電機(jī)組;引進(jìn)加拿大技術(shù)的秦山三期重水堆核電站,2臺(tái)70萬千瓦重水堆核電機(jī)組,引進(jìn)俄羅斯技術(shù)的江蘇田灣核電站,2臺(tái)100萬千瓦壓水堆核電站。這8臺(tái)核電機(jī)組分別于2004年和2007年建成并投入運(yùn)行。

      2011年3月11日發(fā)生的日本福島核事故,改變中國(guó)的核電發(fā)展節(jié)奏。中國(guó)政府一度暫停新核電項(xiàng)目的審批,直到2012年12月才核準(zhǔn)田灣核電二期工程。我國(guó)的核電建設(shè)經(jīng)過30多年的努力,不僅建立了完整的核工業(yè)體系,而且在核電建設(shè)運(yùn)行上積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。

      在核電研發(fā)設(shè)計(jì)方面,我國(guó)已充分具備了自主設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行二代改進(jìn)型核電機(jī)組的能力和條件。通過引進(jìn)、消化、吸收,已完成了自主三代的研發(fā)和三代核電站的再創(chuàng)新,在核電建設(shè)方面,建立了信息化、專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化核電多項(xiàng)目管理體系并取得良好成效,我國(guó)核電工程建設(shè)和管理能力達(dá)到世界先進(jìn)水平,實(shí)現(xiàn)了核電設(shè)計(jì)建設(shè)自主化,設(shè)備制造國(guó)產(chǎn)化、運(yùn)行管理專業(yè)化,為我國(guó)核電走向國(guó)際市場(chǎng)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

      截止2013年12月,我國(guó)在浙江秦山和福建寧德五個(gè)基地共有17臺(tái)核電機(jī)組在運(yùn)行,總裝機(jī)容量1 470萬千瓦,占全國(guó)總發(fā)電量的1.19%。

      我國(guó)自第一座秦山核電站1991年投入運(yùn)行以來,所有運(yùn)行的核電站一直保持良好的安全記錄,沒有發(fā)生一起超劑量輻射事故,核電廠周圍,輻射水平保持在天然本底范圍內(nèi)。運(yùn)行核電廠的主要運(yùn)行指標(biāo)達(dá)到世界中值以上水平,取得了良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與環(huán)境效益。核電廠建設(shè)得到地方政府與周圍群眾廣泛理解和支持。我國(guó)自主研發(fā)的三代核電機(jī)組“華龍一號(hào)”達(dá)到了國(guó)際三代核電技術(shù)的世界先進(jìn)水平。

      4.2 可控核聚變研究

      20世紀(jì)50年代初美國(guó)、蘇聯(lián)和英國(guó)在研制核武器的同時(shí),也在進(jìn)行可控?zé)岷司圩兊难芯?,都是在極其秘密情況下進(jìn)行的,遇到了許多困難,為了更好地共同探索克服困難的途徑,各國(guó)在1958年日內(nèi)瓦召開的國(guó)際第二屆和平利用原子能會(huì)議上,公開了所有的研究。此后可控核聚變的研究成為國(guó)際合作的主題。

      20世界60年代后期,蘇聯(lián)科學(xué)家在T-3 Tokamak(托卡馬克—磁約束核聚變)取得了突破性進(jìn)展??梢哉f,聚變研究前20年是“遍地開花”,成功甚少,托卡馬克的脫穎而出,其他途徑則進(jìn)展不大。

      從1970年起世界上掀起了一股托卡馬克熱,從1968年到21世紀(jì)初幾十個(gè)大大小小的托卡馬克,把核聚變研究推向一個(gè)新的高度,成果豐富。20世界80年代初世界上建起了四個(gè)接近聚變堆的大型托卡馬克裝置。

      1976年,在美蘇倡議下,籌建國(guó)際熱核聚變反應(yīng)堆(ITER),先后進(jìn)行了十余年的工作。

      1988~1990年為概念設(shè)計(jì)階段,1992~1998年為工程設(shè)計(jì)階段,目標(biāo)是驗(yàn)證穩(wěn)態(tài)的氘氚等離子體自持“燃燒”的科學(xué)可行性;聚變反應(yīng)堆的工程可行性。設(shè)計(jì)由幾百位科學(xué)家及工程師花了近10年時(shí)間,20億美元的資金,這的確是人類科學(xué)史上的壯舉。

      建在法國(guó)的國(guó)際熱核聚變反應(yīng)堆(ITER)正式開展工作的時(shí)間原計(jì)劃為2018年,2013年報(bào)導(dǎo)要推遲到2028年。這個(gè)項(xiàng)目由歐洲、中國(guó)、俄羅斯、美國(guó)、日本、韓國(guó)和印度等34個(gè)國(guó)家共同參與?,F(xiàn)在遇到了許多問題,包括預(yù)算超支及技術(shù)上的一些問題。多數(shù)科學(xué)家相信項(xiàng)目有必要堅(jiān)持下去,歐盟也在考慮給予一筆27億歐元的經(jīng)費(fèi),以使項(xiàng)目在2020建成。

      我國(guó)核聚變發(fā)電研究有兩個(gè)單位:一是四川省西南物理研究所,先后于1974年及1995年建成環(huán)流-1號(hào)(HL-1),環(huán)流2號(hào)(HL-2)聚變反應(yīng)堆開展試驗(yàn)工作。二是合肥中國(guó)科學(xué)院等離子體研究所。2006年9月28日我國(guó)新一代核聚變實(shí)驗(yàn)裝置(EAST)首次放電獲得了電流超過200 kA時(shí)間近3 s的高溫等離子體放電,被譽(yù)為“人造太陽”成功放電。

      EAST的目標(biāo)是通過實(shí)驗(yàn)研究,為未來建造穩(wěn)態(tài)、高效、安全的托卡馬克類型的聚變反應(yīng)堆提供主要的工程技術(shù)和物理基礎(chǔ)。與EAST研究合作的美國(guó)通用原子能公司蓋瑞·杰克遜博士說,EAST成為世界上第一個(gè)建成并真正運(yùn)行的全超導(dǎo)非圓截面核聚變實(shí)驗(yàn)裝置,將在未來10年內(nèi)保持世界先進(jìn)水平。EAST裝置的關(guān)鍵部件—超導(dǎo)磁體和某些重要子系統(tǒng),如國(guó)內(nèi)最大的2 kW液氦低溫制冷系統(tǒng),總功率達(dá)到數(shù)千兆瓦的直流整流電源,國(guó)內(nèi)最大的超導(dǎo)磁體測(cè)試設(shè)備等,均由等離子體研究所的科技人員自主研發(fā)、加工、制造、組裝、調(diào)試,全部達(dá)到或超過設(shè)計(jì)要求。

      正因?yàn)槿绱?,與國(guó)際上同類試驗(yàn)裝置相比,EAST是使用資金最少、建設(shè)速度最快、投入運(yùn)行最早、運(yùn)行后獲得首次放電成果的先進(jìn)的托卡馬克裝置,為我國(guó)核聚變發(fā)電研究邁出了第一步。

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      [26]游清治.近年來國(guó)內(nèi)外重大科技新進(jìn)展.新疆有色金屬.2014.增刊(2).

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      [29]中國(guó)移動(dòng)式洲際導(dǎo)彈令美緊張.參考消息.2015.3.13.

      收稿:2015-01-21

      10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2015.03.037

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