苏联的核计划（上）

上文提到了美国的曼哈顿工程 曼哈顿计划的主要系统项目和汉福特工厂 ，这次来看苏联的核计划。

关于苏联的核计划研究阅读了不少论文，写了几个废稿，发现就一篇资料讲的清楚（与之相比，很多知网上能下载到的论文甚至狗屁不通）。在此特别声明：本笔记的大部分内容来自吉林大学东北亚研究院的论文《苏联第一颗原子弹研制的组织机构研究（1942-1949）》。作者：王昱睿。 所谓苏联核计划，是指苏联发起的类似曼哈顿计划的同等规模的核武器研制、核工业建设、核材料生产等集中统一的综合性超大规模项目。其标志是苏联的第一颗原子弹的研制。它的开启是以由国防委员会正式立项为标志的~原子弹研制任务（ 1、苏联核计划的起止时间有两种观点。俄罗斯学界认为，苏联国防委员会于1942年9月28日发布的2352cc号决议标志着苏联核计划的正式开始。2、俄罗斯官方认为，苏联国防委员会于1945年8月20日颁布的9887cc号决议是苏联核计划的开始日期）。 零、苏联核技术研究的基础 二战前，与欧美国家的核物理学相比，苏联核物理学兴起时间不长，取得的成绩却十分出色（二战前苏联核物理的发展情况见文尾“附件”）。二战前苏联的核物理学者处于散沙化的状态，各地的核物理研究缺少设备，机构分散，工作上缺少统一规划。确实出现了一些人才翘楚但没有拧成一股绳。总体上，苏联的核物理学是落后欧美的。到战前，苏联只有微克量的铀235和从第聂伯彼得罗夫斯克获得的2-3公斤重水，核原料的生产更是困难。 1939年，苏联科学技术情报注意到欧洲学者分裂了铀235原子，这一过程释放了巨大能量。核物理学家由对核反应的全面讨论转向具体的铀、裂变、链式反应，“铀的”术语取代“核”，核物理学家的名字和文章开始从杂志上消失。这表明了研制核爆炸物及在这一基础上制造武器的可能。同年，大战爆发。希特勒手里握有世界上非常出色的物理学家，这意味着德国有可能制造出核武器。此时，美苏德英的核物理学家均已意识到原子能武器化的可能，各国的区别在于自身的动员条件和高层态度。对于正在备战并即将处于卫国战争状态的苏联而言，在当时的紧张状态下他们既没有制造核武器的动员条件，其高层一度对核武器的可能性也存在怀疑。 1940年苏联方面获得的情报表明英美已准备研制核武器。年初，苏联的维尔纳茨基院士发现世界市场铀价格的上涨与科研机构的需求不相符，他随即向苏联人民委员会主席莫洛托夫报告。6月，维尔纳茨基给苏联科学院主席团写信强调核能武器化的重要性。7月12日，维尔纳茨基与菲尔斯曼共同给苏联人民委员会副主席、化学和冶金工业委员会副主席布尔加宁写信，指出：“英国、美国、德国正在推进相应工作并且大量拨款”。 但维尔纳茨基的信件几无回声。 一、国防委员会 1941年6月22日巴巴罗萨计划发动，为了对苏联掌握的一切资源进行最大程度的集中管理，莫洛托夫在克里姆林宫提出创建国防委员会，参会的有贝利亚、马林科夫、沃罗希洛夫、米高扬和沃兹涅辛斯基等。与会者最终在斯大林的别墅确定了国防委员会各成员职务。6月30日，苏联最高主席团、苏联人民委员会和苏联共产党中央委员会发布联合协议，决定成立国防委员会（1941年6月30日-1945年9月4日）。 国防委员会是苏联国家管理核心机关，是伟大卫国战争时期建立的紧急管理机关，是苏联最高统帅部大本营。拥有苏联军事、政治及经济大权。 国防委员会的大部分决议由斯大林签署，其余由副书记莫洛托夫和国防委员会成员米高扬、贝利亚签署。国防委员会没有自己的机构，决议由相应的人民委员会和部门执行，由苏联共产党特别部门处理公文。国防委员会共颁布9971份决议和命令，其中大部分是《秘密》、《机密》、《绝密》或者《机密/特别卷》。 国防委员会的绝大多数决议都与战争有关，包括撤离人口和工厂，处理缴获的武器和弹药，运送技术设备和工业设备，赔款，组织军事行动、调遣武装力量，任命国防委员会特派员，开展铀的工作、研制核武器等。 第一份决议是1941年7月1日颁布的《关于在红索尔莫沃工厂组织生产中型坦克T-34》，最后一份决议是1945年9月4日颁布的《关于向工业和苏联国防人民委员部及苏联陆海军人民委员部支付非配套设备、弹药余款决议》。目前还有44份决议处于保密状态。 1941年秋弗廖洛夫再次指出，国外期刊已停止刊登铀分离和链式反应的文章。与此同时来自伦敦的情报表明英国开始研制核武器并提出将在2年内制造原子弹。 二、迷茫期 来自英国的情报表明，英国最高指挥部认为原则上已经掌握了军事化的铀235理论原理，英国的困难在于如何组织生产。苏联国防委员会副书记莫洛托夫委托库尔恰托夫对这份来自英国的情报给出观点。库尔恰托夫指出，苏联的铀问题研究明显落后于英国、美国。他强调苏联对链式反应缺少实验数据，难以验证国外情报的真实性。 从现有的资料来看，还不能确定国外已开始制造原子弹，苏联要做的是加强铀问题的研究。 国防委员会在经过专家讨论研判后认为，现阶段理论上不存在制造原子弹的可能性。 在巴巴罗萨行动爆发后，苏联前线的局势不允许开展与特定军事需要无关的科研工作。化学物理研究所、物理技术研究所和镭研究所从列宁格勒迁往喀山。一大批核物理专家报国从戎。核物理学家库尔恰托夫和亚历山德罗夫进入黑海和北方舰队，参与了保护舰船免受磁性地雷袭击的工作。核物理学家弗廖罗夫担任了红军中尉。4年后领导苏联原子弹项目的哈里顿此时则利用爆炸物理学的经验和知识，在莫斯科的弹药人民委员部6号研究所为研发红军的新型装备产出了大量理论和实验报告。他同时领导化学物理研究所爆炸物质理论部，针对德国的武器及爆炸物替代品进行了充分的摸底，提出了关于弹药和车辆燃料生产和改进的相关建议。 三、跟随策略：第2352cc号命令 1942年3月，贝利亚向斯大林提交了美英法德的铀工作报告，结论是苏联必须开展核武的可行性研究。贝利亚建议由苏联的核理论权威人士在苏联国防委员会的领导下建立科学研究机构，协调苏联所有从事核能问题研究的科研组织工作。4月，核物理专家弗廖洛夫给斯大林写信，声称铀问题研究虽然风险很大，但他深信军事技术正在发生革命。苏联在核物理学的某些研究领域虽然并不落后甚至处于世界领先，但如果不持续投入就将丧失优势甚至落后于人。8月13日，美国开始实施曼哈顿工程。对于苏联的情报部门来说，这项由10万国际专家联合参与的绝密计划并非密不透风。 1942年下半年发生了斯大林格勒保卫战，苏联的各方面条件均十分艰苦。即便如此，在曼哈顿工程启动后国防委员会决定恢复苏联的核研究。9月28日，国防委员会颁布2352cc号命令~《组织开展铀研究工作》。这是国防委员会在卫国战争开始后批准的有关原子弹研制工作的第一份决议。这份命令规定开始设计热扩散法、离心法分离铀235的实验设备，拨付6吨各种型号的钢材、有色金属，2 台车床，拨款 3 万卢布出国购买仪器和化学品，在喀山提供500平方米住所安置核实验室及10名科研人员。可以说，在苏联需要集中力量开展卫国战争的艰苦岁月中苏联最高领导层对于核武器无法给予足够的支持和关注， 国防委员会没有更多资源调配给核研究工作。只能用最少的代价展开实验性研究构建模型、积累数据，用来验证英美情报的可行性。 另一方面作为反法西斯同盟，英国与美国对苏联严防死守，英国向美国移交原子弹研发设备和科研人员时明确提出原子弹将首先视为遏制苏联的工具。罗斯福与丘吉尔达成的秘密协定即不向斯大林通报任何英美正在研制原子弹的消息。 1943年1月1日苏军在圣彼得堡（列宁格勒））发动反击。2月2日苏军在斯大林格勒俘虏了9万德国士兵和保卢斯元帅。苏军扭转了战局，转入战略反攻。 2月11日，国防委员会发布第2872号令《开展铀研究工作的补充措施》，决定由别尔乌辛和卡夫塔诺夫负责铀研究的日常管理工作并全力支持苏联科学院核专业实验室。由库尔恰托夫负责铀研究的科研领导工作，负责核专业实验室并向国防委员会提交研究铀弹的可行性报告。 这是第一份明确指出苏联核计划具体负责人的文件。该命令批准苏联科学院主席团从喀山专业实验室抽调一组人员至莫斯科，负责铀研究最核心的工作。 此时此刻苏联的科学家极具爱国热情，卡夫塔诺夫公开指责苏联科学院的约费院士没有采取必要的措施推动铀工作，他提议由国防委员会牵头创建铀管理常务委员会。他提供了一份由20-25名核心科学家组成的名单，建议将他们迁至莫斯科进行铀研究工作。

四、二号实验室 1943年4月12日根据国防委员会令，苏联科学院秘密创建了2号实验室（1949年更名为科学院测量仪器实验室）。2号实验室由库尔恰托夫领导，是苏联首个研制核武器的专门机构。 2号实验室与其他机构共同分析英美德的情报，很快确定了核武器的大致轮廓。但很多物理问题并没有得到彻底解决。首先，核原料的选择是不确定的，原子弹是使用铀235还是钚239作为原料呢？对此，美国人不做选择，他们用铀235和钚239各做了一个。苏联人该怎么办？ 诸多问题的核心是铀，苏联库存的铀235非常少，研制原子弹至少需要100吨，必须采取非常手段在全国各地组织地质勘测。国外很清楚苏联对铀的兴趣与制造武器有关，因此苏联不可能购买到铀，只能自己生产。 为了获取同位素就需要反应堆，美国人已经在4个月前在芝加哥大学的斯塔格运动场西边的看台底下制造了费米反应堆（1942年12月2日）。而对于苏联来说建设任何型号的反应堆都是不可能的，因为苏联当时缺少对国土资源的全面摸底，无在国内搞不到铀、高纯度石墨和重水。 除了费米反应堆，根据曼哈顿工程的样板，苏联还需要建设自己的汉福特城-钚239分离工厂、橡树岭工厂-铀235分离工厂和1663号信箱-总装厂。 如何完成这一系列的复杂而高难的任务，下文再说。 ----------------------------- 附件：二战前苏联核物理的发展情况 1、苏联的核物理相关研究所和若干配套的行政机构 1921 年，维尔纳斯基被任命为国家X射线和国家镭研究所的所长，赫洛平任副所长。这标志着苏联核物理研究的正式开始。1922年，镭研究所在苏联国内矿区中获得了第一批镭制剂。正是他们奠定了苏联的核理论研究。 1918年，苏联放射学研究所成立，著名物理学家约费为首任所长。 1919 年，约费在彼得格勒工学院成立物理技术系，约费被称为苏联的物理学之父，这个系在此后也成为了培养苏联物理学精英的摇篮。 1923年，苏联成立物理技术研究所，约费把领导权交给了年轻的库尔恰托夫。直到1940年，苏联的物理技术研究所是全苏最大的物理研究机构，也是当时欧洲主要的物理研究中心之一。培养了一支优秀的科研队伍，其中И.В.库尔恰托夫、Н.Н.谢苗诺夫、Г.Н.弗廖罗夫、Ю.Б.哈里顿等后来都成为苏联核计划的科研骨干力量。 1928 年，苏联在托木斯克成立了乌克兰（哈尔科夫）物理技术研究所和西伯利亚物理技术研究所。 1931 年，列宁格勒物理技术研究所的谢苗诺夫组建了化学物理研究所，在日后执行核武器发展方案中贡献了重要作用。同年，苏联还成立了科学院物理研究所。第二年，列宁格勒物理技术研究所成立了一个以进行原子核研究的特别小组。 1932年，苏联在斯维尔德洛夫斯克成立了乌拉尔物理技术研究所（金属物理研究所）。 1934 年，莫斯科成立了物理问题研究所。 1938年，苏联科学院主席团成立了原子核委员会。 正是上述机构组成了科研团队所培训出来的各类专家领导了后来的苏联核工业的研究中心和工业企业，他们为此后的苏联核工业发展作出了突出的贡献。 2、这一时期苏联在核研究领域取得的主要成就 1）1932年，乌克兰物理技术研究所首次实现锂原子核裂变。 2）1937年建成欧洲首座回旋加速器。 3）1939年，哈里顿和泽尔多维奇确认了通过石墨或重氢混合物中的低富集铀-235 实现链式核反应的可行性。哈里顿在上世纪30年代中针对链式反应的研究方面与泽尔多维奇的合作成就很高。 4）1940年6月，彼得扎克和弗廖罗夫发现了铀原子核自发裂变现象。 5）1940 年 7月，维诺格拉多夫提出为铀同位素裂变开展六氟化铀研究等。 苏联科学院在研究宇宙射线方面也取得了一系列重大成果。梅索夫斯基研究了宇宙射线的吸收现象。А. Б.维里戈继续了梅索夫斯基的研究，测量了宇宙射线在各种高度和在水下不同深度的强度。С.Н.维尔诺夫研究了地球磁场对宇宙射线的影响。同时，苏联学者改善、革新了原子核研究方法，获得了诸多实验数据，解决了静电发电机、回旋加速器的结构和建设等一系列复杂的技术问题。 在进行核研究实验工作的同时，理论研究也有突破。苏联学者基于曼德尔施塔姆和列昂托维奇思想提出了α粒子的放射性衰变理论。Д. Д.伊万年科首次提出了原子是由中子和质子构成的模型，得到普遍认可。И.Е.塔姆和 К.В.尼科利斯基在量子力学方面的研究也非常出色。