解密檔案中的蘇聯第一顆原子彈研製始末

1949年8月29日，莫斯科時間凌晨4時，蘇聯第一顆原子彈在哈薩克謝米巴拉金斯克以西170公里處的荒原地帶塞米巴拉金斯克試驗場進行。

蘇聯第一顆原子彈的研製是一個較為複雜的歷史過程，先後經歷了三個階段：第二次世界大戰前的核物理基礎理論研究階段，它為蘇聯研製原子彈奠定了科學理論基礎；第二次世界大戰期間軍事利用核能的技術條件準備階段，它為蘇聯研製原子彈確定了基本方向和準備了技術條件；第二次世界大戰後的全民總動員階段，它為蘇聯研製原子彈提供了組織和領導與物質和精神保證。

一、第二次世界大戰前蘇聯的核物理基礎理論研究

蘇聯的核物理研究始於1918年列寧格勒國家X射線學和放射學研究所的成立。該所由物理技術部、光學部、鐳學部及生物醫學部組成，А.Ф.約費被選為第一任所長。約費於1902年在聖彼得堡工業學院畢業後，前往慕尼黑倫琴實驗室工作，跟隨諾貝爾獎獲得者威廉·羅恩特教授從事科學研究。1918年被科學院選為通訊院士，兩年後成為院士。1919年，約費在母校成立了物理技術系，成為培養蘇聯物理研究人員的搖籃，約費則被稱為蘇聯物理學派之父。

1922年，列寧格勒國家X射線學和放射學研究所改組為三個獨立的科研機構，即X射線學和放射學研究所、物理技術研究所和鐳研究所。以約費領導的物理技術研究所為基礎，建成了由14個研究所和3所工業技術學校組成的科研體系，共有研究人員1 000多名，其中有近百人為著名學者。20年代，物理技術研究所是蘇聯最大的物理研究機構，其宗旨是既搞物理，又搞技術，力求將基礎學科與應用研究相結合，主要從事固體物理、半導體物理及核物理研究。在量子力學引發物理學革命的年代，物理技術研究所是當時歐洲主要的物理研究中心之一。物理技術研究所代表了蘇聯物理學流派，培養了一支實力雄厚的科研隊伍，包括И.В.庫爾恰托夫、Н.Н.謝苗諾夫、Г.Н.弗廖羅夫、Ю.Б.哈里頓等人。之後，他們都成為參與蘇聯核計劃和第一顆原子彈研製的科研骨幹力量。

鐳研究所是蘇聯最早進行放射性、放射性元素、放射化學及核物理學研究的研究所之一。20年代初，時任化學研究室主任的В.Г.赫洛平邀請了列寧格勒大學的學生到鐳研究所畢業實習，藉機培養了大批放射學專家，形成了以他為首的世界著名的放射學派。1922年，以赫洛平為首的鐳研究所研究人員從蘇聯的鐳礦中首次成功地提煉出了鐳樣品並在巴黎展出。就科研水平和實力及其研究的深度和廣度而言，鐳研究所在世界放射學研究領域佔據著重要的位置。在蘇聯後來實施的核計劃和第一顆原子彈研製中，鐳研究所扮演了不可替代的重要角色。

在核物理史上，1932年是一個重要的年份。這年年初，著名的英國物理學家盧瑟福的學生查德威克在卡文迪許實驗室用α粒子轟擊鈹核的實驗中發現了新的基本粒子——中子。中子的發現為物理學家們提供了轟擊原子核的新「炮彈」和開啟核能的「金鑰匙」。發現中子以後，蘇聯的科研機構隨即開始了中子實驗研究。1932年4月，物理技術研究所的Д.Д.伊萬年科首次提出了原子核由質子和中子組成的結構假說。1932年12月，約費在物理技術研究所成立了核物理研究小組。1934年年初，在核物理研究小組基礎上成立的核物理研究室已建成多個實驗室。1935年，又有庫爾恰托夫等人在研究中子輻照下溴的伽馬射線時發現了放射性原子核的同質異能現象。1936年，Я.И.弗倫克爾證實了中間原子核的破裂過程與分子從凝結介質中的蒸發過程類似，提出了原子核的水滴模型說，並將熱力學概念引入核物理學，為重核裂變理論奠定了基礎。

20世紀30年代初期，蘇聯主要的物理研究所大都隸屬於各工業委員會管轄。1932年，科學院決定成立自己的物理研究所，由С.И.瓦維洛夫擔任所長。1934年，瓦維洛夫決定成立理論物理研究室，組織開展核物理和宇宙射線輻射等基礎理論研究。在進行伽馬射線輻照下的鈾鹽溶液發光現象研究中，切連科夫發現了電子在液體中的高速運動引起液體發光的現象，這便是物理學上著名的「切連科夫效應」。1937年，塔姆和弗蘭克對這一現象進行了理論闡釋。1958年，切連科夫、塔姆和弗蘭克因發現和解釋帶電粒子在透明介質中以極高的速度穿過時發出一種特殊的光的效應而獲得諾貝爾物理學獎。

1931年，物理技術研究所分為物理技術研究所、電物理研究所和化學物理研究所三個獨立的研究機構。化學物理研究所所長由約費的學生Н.Н.謝苗諾夫擔任。謝苗諾夫1929年被選為蘇聯科學院通訊院士，1932年被選為院士，長期從事化學物理研究並發現鏈式化學反應現象，創立了蘇聯化學物理學派。他領導的化學物理研究所培養了哈里頓、Я.Б.澤利多維奇等著名的化學物理專家，後來，這些人都成為蘇聯核計劃和第一顆原子彈研製的科研骨幹力量。1956年，謝苗諾夫因對鏈式反應理論的研究獲得諾貝爾化學獎。

1935年年初，物理問題研究所在莫斯科成立，所長由П.Л.卡皮查擔任。卡皮查畢業於彼得格勒工業學院，1921年前往劍橋大學盧瑟福領導的卡文迪許實驗室進修深造並獲哲學博士學位，先後被選為三一學院和皇家學會會員。1934年回國後，在盧瑟福的大力協助下，卡皮查在劍橋大學實驗室的全部設備被運回蘇聯。1978年，卡皮查因對接近絕對零度溫度下液氦的超導性研究與美國射電天文學家彭齊亞斯和威爾遜一道獲得諾貝爾物理學獎。因其學術地位和國際影響，卡皮查曾受到蘇聯領導人的重視，參與了蘇聯核計劃早期的科研領導工作。

在法國著名物理學家約里奧-居里夫婦發現人工β放射性之後，義大利物理學家費米和德物理學家哈恩等人對鈾和中子反應過程中產生β射線的原因繼續進行研究。1938年12月和1939年2月，哈恩和施特拉斯曼先後發表了《論中子轟擊鈾時產生的鹼土金屬及其特性》和《論中子轟擊鈾和釷時生成鋇的放射性同位素》兩篇論文。哈恩原來的同事梅特納和她在玻爾實驗室工作的侄子弗利什最先對從鈾中生成鋇的原因進行了科學解釋，並首次使用了「裂變」的概念。歐美許多實驗室者重複進行了核裂變實驗，證明了梅物納和弗利什所做結論的正確性。在上述實驗研究的基礎上，蘇聯物理學家弗倫克爾和丹麥物理學家玻爾及美國物理學家韋勒分別對原子核的裂變過程進行了理論闡釋，提出了原子核液滴模型，創立了原子核裂變理論。

蘇聯物理學界對鈾原子核裂變現象迅速作出了反應。化學物理研究所的澤利多維奇和哈里頓對產生鏈式裂變反應的條件進行了研究，並從理論上證明了實現鈾核鏈式裂變反應的可能性。1939年年末到1940年年初，他們分別考察了鈾-238在快中子作用下產生鏈式衰變的可能性和鈾-235在慢中子作用下產生鏈式裂變反應的問題，並根據實驗數據得出了鈾-238不具備產生鏈式裂變反應的條件的結論。他們表示，鈾和水混合物不會產生鈾核鏈式反應，只有將重氫或重水作為中子減速劑時鏈式反應才會產生。實現鏈式裂變反應的另一個途徑就是濃縮鈾-235同位素。他們還研究了接近臨界狀態的鏈式反應的動力學及利用核能製造炸彈的可能性問題。

鏈式裂變反應中最關鍵性的問題是裂變時釋放出來的中子數量，只有在每次裂變過程中都釋放出一個以上的中子時，鏈式反應才能產生和得以維持。1939年4月，約里奧-居里等人公布了他們的實驗結果，即每個鈾核裂變時釋放出的次級中子數量為3.5個。此時，物理技術研究所的弗廖羅夫和Л.И.魯西諾夫也完成了他們的實驗，測出次級中子的常數為3±1。相對而言，他們的結論更接近正確的2.4個次級中子。1940年年初，弗廖羅夫和鐳研究所的К.А.彼得扎克在莫斯科地鐵的深井裡做實驗時發現了自發性鈾核裂變現象，即在不用中子轟擊的情況下鈾核產生的裂變現象。1940年6月，約費將發現這一現象的消息發往美國的《物理學評論》雜誌，弗廖羅夫和彼得扎克撰寫的論文《鈾的自發裂變》也同時在國內的雜誌上發表。

從1918年起，在第一代物理學家約費和赫洛平等人的積極倡議和組織下，蘇聯先後成立了列寧格勒物理技術研究所和鐳研究所，並以此為基礎創立了蘇聯物理學派和放射學派。物理技術研究所和鐳研究所培養的第二代物理學家庫爾恰托夫、謝苗諾夫、瓦維洛夫、卡皮查、哈里頓等人迅速成長起來，先後參與創建了科學院物理研究所、化學物理研究所和物理問題研究所，進一步擴大了蘇聯物理學的研究平台。彼得扎克、弗廖羅夫、澤利多維奇等人在物理學研究領域的嶄露頭角，標誌著第三代物理學家的問世。這樣，到二戰爆發之前20多年的時間裡，蘇聯不僅成立了多家物理學科研機構，而且還形成了一支老中青相結合的科研隊伍。這支隊伍不僅為核物理學增添了多個新的理論和多項新的發現——伊萬年科的原子結構假說，謝苗諾夫的鏈式化學反應，卡皮查的液氦超流性，切連科夫、塔姆和弗蘭克的「切連科夫效應」，庫爾恰托夫等人的同質異能現象，弗倫克爾的原子核液滴模型，彼得扎克和弗廖羅夫的自發裂變現象，澤利多維奇和哈里頓的臨界質量，而且也為蘇聯核計劃的實施和第一顆原子彈的研製奠定了堅實的科學理論基礎。

二、第二次世界大戰期間軍事利用核能的技術條件準備

蘇聯政府一向重視國外情報的搜集工作，從30年代開始尤其關注科技情報的搜集。科學家們證實，鈾原子核在裂變過程中會釋放大量能量，可以用來製造威力巨大的核武器。於是，情報部門的注意力便首先放在核情報的搜集上。1942年10月6日，貝利亞向斯大林呈遞了關於英國軍事利用核能及建議在蘇聯開展核研究的報告。其實，早在1941年9月25日和10月3日，蘇聯駐倫敦情報機構便已先後向國內通報了1941年9月16日和9月20日英國鈾委員會會議的情況及鈾委員會呈報給戰時內閣報告的內容。雖然貝利亞的報告在一年之後才最終呈遞給斯大林，但不能否認核情報在促使蘇聯政府作出恢複核研究的決定時所起的關鍵作用。

1942年9月28日，斯大林在國防委員會第2352cc號密令《開展鈾研究》上簽字，責成科學院恢複核能利用研究，組建科學院下屬的原子核專門實驗室，在1943年4月1日前向國防委員會提交製造鈾彈或鈾燃料的可行性報告。在具有高度職業敏感和責任心的科研人員的一再呼籲下，在擔心敵對國德國搶先研製出殺傷力巨大的原子彈的情況下，在情報機構提供的同盟國英國也在積極從事核武器研究的消息的刺激下，蘇聯政府終於作出秘密決定，從而為恢復因戰爭爆發而中斷的核研究提供了政策保障。

在作出恢複核研究的決定後，蘇聯並未立即採取積極行動，仍在繼續謹慎地進行可行性論證。經約費推薦，原子核專門實驗室主任庫爾恰托夫作為核物理專家先後兩次被召到莫斯科，開始接觸駐外情報機構獲取的核情報，並先後於1942年11月27日和1943年1月13日寫出兩份鑒定報告。庫爾恰托夫的報告進一步打消了蘇聯領導人的疑慮，堅定了恢複核研究的決心。另外，在斯大林格勒戰役中取得勝利後，蘇聯掌握了戰爭的主動權，已經有暇顧及除戰爭以外的其他事情了。

這樣，國防委員會又於1943年2月11日簽發了第2872cc號密令，決定由人民委員會副主席、化學工業人民委員М.Г.別爾烏辛和卡夫塔諾夫負責鈾研究的日常管理工作，庫爾恰托夫為鈾研究的科技負責人。根據國防委員會的上述密令，科學院作出在莫斯科成立新的實驗室的決定，任命庫爾恰托夫為新的實驗室——2號實驗室的主任。

2號實驗室的組建過程持續了幾年的時間，直到1945年上半年才基本穩定下來。2號實驗室是在物理技術研究所基礎上成立起來的，人員主要來自戰時轉移到喀山的研究人員。當時，研究所共有10個實驗室，其中，2號實驗室主要從事聲學和無線電物理研究。科學院作出成立2號實驗室的決定後，沿用了原有的2號實驗室的名稱，不過，2號實驗室相對獨立，不受物理技術研究所管轄。2號實驗室先後成立了8個研究實驗室，分別是：核反應堆物理研究實驗室，採用擴散法濃縮鈾-235研究實驗室，鈾後元素化學研究實驗室，重水生產研究實驗室，採用電磁法分離鈾同位素研究實驗室，新機組生產工藝研究實驗室，快中子物理研究實驗室，介子研究實驗室。2號實驗室最初為兩地辦公，1944年4月遷往位於莫斯科市郊的波克羅夫斯科耶-斯特列什涅沃。到1945年年末，2號實驗室共有科技人員180名。

1943年7月30日，庫爾恰托夫向國防委員會副主席和人民委員會第一副主席莫洛托夫遞交了研製鈾彈和生產鈾燃料的可行性報告，報告同時也是2號實驗室成立後1943年上半年的工作彙報。在簡要回顧了核研究的狀況後，庫爾恰托夫首先介紹了分離鈾同位素的擴散方法，隨後說明了建造反應堆的重要性。在論證和肯定了研製鈾彈和生產鈾燃料的可行性後，庫爾恰托夫提出將2號實驗室的工作重點放在建造反應堆、濃縮鈾同位素及研究裂變材料鈈-239和鈾-235的物理特性上。

反應堆是使原子核裂變的鏈式反應能夠有控制地持續進行的裝置，是進行各項核物理、中子物理、固體物理、超導性、放射性材料研究的基地，是核燃料、核材料及核構件等的實驗基地，也是鈈-239等裂變材料的生產基地。鈾-石墨反應堆主要使用天然鈾或濃縮鈾和石墨，天然鈾或濃縮鈾用作核燃料，而石墨和重水則用作減速劑。因此，建造反應堆必須首先具備鈾、石墨和重水等材料。

受庫爾恰托夫委託，蘇聯有色冶金工業人民委員部的稀有金屬研究所承擔了用於反應堆的金屬鈾生產工藝的研究和開發任務，由被稱為「俄羅斯的居里夫人」的З.В.葉爾紹娃負責。葉爾紹娃曾於1937年被派往巴黎的瑪麗婭·居里實驗室學習和工作，在約里奧-居里的指導下進行科學研究。1944年12月，第一塊重量為1公斤的高純度金屬鈾錠在葉爾紹娃領導的實驗室鑄造出來，為2號實驗室進行鈾物理特性研究提供了樣品。1945年年末，蘇聯開始批量生產金屬鈾。

在主抓反應堆研究和建設的同時，庫爾恰托夫還時刻關注著回旋加速器的製造。為進行一系列的核物理研究，急需功率強大的中子源。當時，能夠提供強大中子源的只有回旋加速器。戰前，物理技術研究所便開始了加速器的建設，原計劃在1942年1月1日啟動運行，但戰爭的爆發阻止了計劃的最終完成。1943年夏天，根據國防委員會第2872cc號密令，回旋加速器的部分設備和材料從列寧格勒運抵莫斯科。1943年年末，回旋加速器在修建中的2號實驗室實驗大樓完成了最後組裝。1944年9月8日，庫爾恰托夫向莫洛托夫報告了回旋加速器啟動運行的消息。

蘇聯科學院2號實驗室的成立不僅為核研究的有效進行創造了有利條件，而且也為核計劃的正式實施搭建了科研平台。作為核研究的專門機構，2號實驗室集中了全國核物理研究領域的精英，一方面在理論上論證製造原子彈的可行性，一方面在實驗中研究解決製造原子彈的一系列具體問題，而這一切又都是在充分驗證情報機構獲取的國外核情報，尤其是來自美國的核情報的基礎上進行的。

1942年11月27日，庫爾恰托夫第一次對國外核情報進行了評估，並形成了《庫爾恰托夫致莫洛托夫關於國外情報分析和建議在蘇聯組織開展核武器研究的報告》，主要內容是對英、美等國軍事利用核能研究狀況的綜述。正是這次評估報告在一定程度上促成了蘇聯核研究中心——2號實驗室的成立。

在1943年3月7日的評估報告中，庫爾恰托夫對有關同位素分離、核爆炸和核燃燒、裂變過程等理論和技術問題的情報內容進行了評述。

數日之後，即3月22日，庫爾恰托夫再次向別爾烏辛提交了評估報告，並不無興奮地宣布，他為蘇聯的核研究找到了新的方向。庫爾恰托夫在報告中指出：「我最近看過的情報資料陸續表明，『鈾鍋爐』中不僅可以使用鈾-235，還可以使用鈾-238。此外，材料還顯示，『鈾鍋爐』中核材料燃燒後生成的物質（指鈈-239——作者注）可以取代鈾-235用作核炸藥……如上所見，在此情況下進行既可作為核燃料也可作為核炸藥的鈾同位素分離也就失去了意義。」鈾同位素分離是一項極為複雜的技術，投入大，成本高，收效慢。相反，使用天然鈾作為核燃料，在反應堆中經過一系列化學反應得到人工裂變核材料鈈，無疑，這將是蘇聯核計劃通向成功之路的一條捷徑。

在美國試驗第一顆原子彈之前，蘇聯便已經掌握了有關情報。1945年3月16日，庫爾恰托夫對與美國原子彈的裝料和構造原理有關的情報內容進行了評估。相隔不到一個月，他再次對與原子彈有關的情報內容進行了評估。美國第一顆原子彈試驗前後，有關情報內容出現的頻率明顯加快。1945年7月2日，蘇聯便已得到美國將在7月進行原子彈試驗以及與原子彈構造有關的情報[24]。1945年8月10日，紅軍總參謀部情報總局駐加拿大情報站向國內發回密電，證實美國原子彈試驗取得成功，同時通報了美國投向日本的原子彈使用的裂變材料是鈾-235。1945年10月19日，蘇聯掌握了美國第一顆原子彈更為詳細的信息：原子彈為內爆型，採用爆炸引發核裂變的方式，選用δ相鈈-239作為放射性材料，爆炸高度為30.5米，當量為1萬噸梯恩梯炸藥，爆炸溫度為攝氏7千萬度，914米範圍內的放射性達1000倫琴。

斯大林於1942年9月28日簽署了恢復因爆發戰爭而被迫中斷的核研究的秘密指令，並將研究核能明確為軍事目標利用。隨後，在強化政府對核研究的日常管理的同時，抓緊建設核研究的專門實驗室——蘇聯科學院2號實驗室。2號實驗室在積極開展理論和實驗研究的同時，對情報部門獲取的大量核情報進行了分析、研究和驗證，不僅充分論證了軍事利用核能的可行性，更為製造原子彈準備了可靠的技術條件——將天然鈾在反應堆中經一系列化學反應後生成的人工裂變材料鈈用作核炸藥，採用內爆法引爆方式構造原子彈。

三、第二次世界大戰後的全民總動員

1945年7月17日至8月2日，美、英、蘇三國首腦在波茨坦舉行會晤。期間，杜魯門有意向斯大林透露，美國擁有一種前所未有的特殊武器，斯大林對此並不以為然。數天之後的8月6日，美國向日本投擲了第一顆原子彈，製造了震驚世界也改變世界的廣島事件。此前，斯大林並未意識到原子彈和國際政治之間有何必然聯繫，正是廣島事件徹底改變了他對原子彈的態度。他不僅意識到美國轟炸日本背後的深層含義，意識到原子彈在國際政治中的戰略意義，而且也意識到蘇聯剛剛建構起來的安全體系正面臨著毀於一旦的威脅，意識到蘇聯憑藉其巨大的犧牲和政治、經濟、軍事實力贏得的力量平衡將被無情地打破。

1945年8月20日，斯大林簽署了國防委員會第9887сс/оп號秘密決議，決定成立以貝利亞為主席的國防委員會專門委員會、以萬尼科夫為主席的專門委員會技術委員會和萬尼科夫兼任局長的蘇聯人民委員會第一管理總局，建設核能設施，研製原子彈。

專門委員會是蘇聯實施核計劃的總指揮部，其成員大都是中央黨政機關和相關政府部門的主要負責人，全面領導核能利用研究、核工業和核設施建設以及原子彈的研製，負責審議蘇聯核計劃實施過程中的所有重大問題，享有採取各種措施解決這些問題的權力。1945年9月4日，國防委員會撤銷，專門委員會劃歸人民委員會。1946年3月起，又劃歸蘇聯部長會議。從1945年成立到1949年第一顆原子彈試驗，專門委員會共召開過84次會議，出台了1000多個與核計劃有關的國防委員會、人民委員會及部長會議決議和決定。

作為專門委員會的執行機構，第一管理總局負責分配劃撥給專門委員會使用的資金、人員和物資，下設採礦冶金局、特種企業局、科研機構管理局、建設局、設備和儀器局、技術物資供應局、經濟計劃局和辦公事務局等八個局。第一管理總局曾先後隸屬於國防委員會、人民委員會和部長會議，在1953年6月26日根據蘇共中央委員會主席團和最高蘇維埃主席團的決定撤銷後由中型機器製造部所取代。

技術委員會負責初步審議提交專門委員會討論的科技問題、科研計劃和報告及核設施和核裝置的設計方案。1945年12月10日，在技術委員會之外又成立了工程技術委員會，負責解決與核設施和核裝置有關的工程設計問題。1946年4月9日，斯大林簽署了蘇聯部長會議第803-325cc號決議，將技術委員會和工程技術委員會合并為科學技術委員會，受第一管理總局領導，負責審議與核能利用有關的科技問題、科研機構和生產企業的計劃和報告，審核核設施、構件和設備的工程技術設計，同時對核設施、構建和設備的設計、建設和製造提供工程技術指導。

核計劃是一項龐大的工程，僅僅依靠科學家的努力是遠遠不夠的，還需要有一個極具權威的政府機構來調動全國的力量。美國製造的廣島事件給蘇聯敲響了警鐘，斯大林終於走出疑慮，將核計劃的地位提升到國家高度，批准成立了專門委員會、第一管理總局和科技委員會，建構了一個完整的核計劃決策、組織、領導和監督體系。從此，由國家最高領導人斯大林、核計劃決策監督人貝利亞、核計劃協調管理人萬尼科夫、核計劃科技負責人庫爾恰托夫組合形成的核計劃組織、領導和管理機制全面啟動運行。

1942年11月27日，在斯大林作出恢複核研究的重大決策後，莫洛托夫簽署了國防委員會第2542cc號《關於開採鈾礦的決定》，責成有色冶金、中型機器製造、國家監察、地質及鐳研究所等政府部委和科研院所全力開展鈾礦勘探、開採和加工工作。1943年7月30日，莫洛托夫又簽署了國防委員會第3834cc號決定，進一步部署和督促地質、高校、財政、有色冶金、中型機器製造、黑色冶金、造紙、橡膠、輕工、紡織、彈藥、煤炭及科學院等政府部委和科研院所的鈾礦勘探、開採和加工工作。

蘇聯早期的鈾礦勘探、開採和加工條件極其惡劣，人員、設備匱乏，技術落後。有色冶金工業人民委員部所屬鈾礦開採人員僅為100-150人，僅有10-15台汽車、20匹馬和驢，主要靠手工勞動，而且是由犯人和特殊移民完成的。在開採和運輸過程中損失的氧化鈾達27%，加工時損失的氧化鈾更達60%，金屬鈾的提取率僅為10%-12%。

在此情況下，斯大林先後於1944年12月8日和1945年3月8日簽署了國防委員會第7102cc/ов號和第7737cc號決定，明確提出鈾礦勘探、開採和加工為國家最重要的一項任務，要求政府各部門加大力度，在最短時間內完成鈾原料基地建設的任務。此後，鈾礦勘探、開採和加工在蘇聯境內全面展開。蘇聯地質部門向中亞、卡累利阿-芬蘭、愛沙尼亞、列寧格勒州、東西伯利亞和西西伯利亞以及摩爾曼斯克州、阿爾泰邊區、烏克蘭、高加索等地共派出包括13個地質勘探隊、23個找礦隊、32個複查隊和15個科研隊在內的83個地質工作隊，費用支出達2千多萬盧布。

儘管1950年蘇聯的鈾礦開採總量與1945年相比增長了113倍，達到了2056.8噸，但境內的開採量卻只佔其中的3成，為416.9噸，而東德、波蘭、捷克斯洛伐克和保加利亞卻佔到了7成，為1639.9噸。據著名的美國學者霍洛韋提供的中央情報局的統計數據，在1950年，蘇聯45%的鈾礦來自東德，35%來自波蘭，15%來自捷克斯洛伐克，4%來自保加利亞，只有33%來自蘇聯本國。

2號實驗室成立伊始，生產核材料便成為其首要任務，而藉助鈾-石墨反應堆獲得人工裂變材料鈈則被確定為生產核材料的一條捷徑。為此，2號實驗室不僅解決了一系列理論問題，還攻克了生產高純度石墨和金屬鈾的技術難關，從而為反應堆的建設創造了條件。然而，有一個問題卻始終困擾著庫爾恰托夫，那便是沒有足夠數量的鈾用作核燃料。

德國無條件投降以後，情況發生了轉機。庫爾恰托夫曾在1946年年初表示：「1945年5月前，鈾-石墨反應堆點火是一件毫無希望的事情，因為我們總共只有7噸氧化鈾。要在1948年前弄到反應堆所需的100噸鈾顯得非常渺茫。去年年中，貝利亞同志向德國派出了以扎維尼亞金、馬赫涅夫和基科因同志為首的由2號實驗室和內務人民委員部人員組成的特別小組，尋找鈾和鈾原料。在做了大量的工作之後，小組找到了300噸氧化鈾及其化合物並將其運回蘇聯。這不僅大大改善了鈾-石墨反應堆的境況，而且也大大改善了整個鈾研究的境況……」

庫爾恰托夫親自組織和領導了2號實驗室物理實驗堆Ф-1的建設。經過對鈾和石墨特性的研究和實驗，他基本確定了實驗堆的臨界質量——金屬鈾塊50噸，石墨塊500噸。1946年10月末，由第12廠用在德國找到的氧化鈾及其化合物生產出的金屬鈾塊被源源不斷地運到2號實驗室。11月中旬，庫爾恰托夫指揮科技人員開始往實驗堆里裝填金屬鈾。12月24日，實驗堆開始產生鏈式反應。12月25日晚18時，實驗堆達到臨界狀態，功率為100瓦特，瞬間甚至達到了3800瓦特。這是蘇聯，也是歐洲大陸首次實現的自持可控鈾核鏈式裂變反應，標誌著蘇聯已經掌握了生產核材料的技術。作為進行各項核物理、中子物理、固體物理、物質結構、超導性、放射性材料、生物學、醫學、生態學研究的實驗場和同位素生產基地以及核燃料、核材料及核構件等的實驗基地，實驗堆為此後工業堆的建設提供了重要的參考和寶貴的經驗。

在建設實驗堆的同時，蘇聯便已經開始積極籌劃工業堆的建設。1945年10月26日，貝利亞主持召開專門委員會會議，重點討論817廠的選址問題，從此，蘇聯核材料綜合生產廠——817廠的建設被列入議事日程。考慮到地形特點、遠離城鎮、樹木茂盛、水源充足、交通便利、易於施工、電力保障等綜合因素，1945年12月1日，貝利亞以副主席的名義簽署了蘇聯人民委員會第3007-892cc號決定，批准將817廠建在烏拉爾南部的克孜勒塔什湖南岸，對外地址為車裡雅賓斯克-40。1947年11月24日，根據第3909-1327сс/оп號蘇聯部長會議決定，817廠更名為由「A」廠——鈾-石墨工業堆、「Б」廠——放射化學廠和「B」廠——化工冶金廠組成的817綜合廠。

1946年9月，舉行了鈾-石墨工業堆奠基儀式。經過反覆討論和多次論證，工業堆的設計方案沒有採用已在美國的曼哈頓計劃中所採用的卧式結構，而獨創了工藝管路的立式結構設計，以避免構件容易變形等弊端。1947年年末，工業堆主體工程施工結束。核設施建築工程負責人、內務副人民委員А.П.扎維尼亞金曾在1948年的報告中寫道：工業堆主體工程量浩大，其中，土方工程為19萬立方米，混凝土和鋼筋混凝土澆鑄82000立方米，砌磚6千立方米。共計4萬5千人參加了工業堆的建築工程施工，包括僱工、工程兵、特殊移民、犯人等。1948年1月，開始進行工業堆金屬構件和主要設備的內部安裝和調試。3月初，開始堆砌作為中子減速劑的石墨塊反射層，共用去大約1000噸石墨。5月末，開始檢測和調試信號、保護、控制、冷卻、換裝等系統。6月8日，在反應區的工藝管路中裝填了32600公斤的金屬鈾塊後，工業堆實現了工藝管路注水前的物理啟動。6月10日晚7時，當金屬鈾裝填到72600公斤後，工業堆實現了工藝管路注水後的鏈式裂變反應。12月22日，首批輻照後的金屬鈾塊運抵「Б」廠——817綜合廠的放射化學廠。

1946年8月，放射化學廠主體廠房建設動工，各種設備和儀器的安裝以及線路的鋪設與廠房牆體壘砌同時進行。施工負責人一般由招聘來的工程師和內務部部隊軍官擔任，而施工工人則基本為工程兵、僱工、犯人、特殊移民等。1948年8月末，放射化學廠建築施工結束，開始進行設備和儀器的調試。12月22日，在工業堆中輻照過的首批金屬鈾塊運抵放射化學廠，標誌著「Б」廠正式投產運行。1949年2月26日，放射化學廠生產出的首批成品——鈈濃縮液被送往「B」廠，也即817綜合廠化工冶金廠。

「B」廠的主要任務是將「Б」廠提供的鈈濃縮液提煉成金屬鈈，再將金屬鈈加工成零部件，用於製造原子彈。率先投產的第九車間很快便生產出首批鈈硝酸溶液。1949年4月中旬，純度很高的二氧化鈈被送往第4車間，進行工業還原冶煉。6月，金屬鈈的數量已足夠用來製造第一顆原子彈了。隨後，金屬鈈被送往11車間，開始進行鈈零部件的加工。8月初，蘇聯第一顆原子彈的核裝料——兩個半球體的金屬鈈部件加工完成。8月8日，核裝料被用專列運往第11設計所，以便進行原子彈的最後組裝。

核材料生產是蘇聯核計劃實施過程中最為關鍵的環節之一，從核原料的勘探、開採和加工，到物理實驗堆Ф-1的啟動，再到核材料生產廠的設計、施工及生產工藝的研發，蘇聯打破常規，特事特辦，動用了數以萬計的人力，投入了巨額資金，在短短的幾年內便建成並啟動了核材料生產綜合企業，為實現核計劃、製造原子彈創造了必不可少的條件。

蘇聯核材料的生產和原子彈設計是同時進行的1945年5月15日，斯大林簽署了國防委員會第8579cc/ов號秘密決定，批准了蘇聯核研究中心——2號實驗室。1946年4月9日，蘇聯部長會議作出第805-327cc號秘密決定，批准2號實驗室成立設計所，負責原子彈的研究、設計、實驗和生產，哈里頓擔任原子彈的總設計師。設計所以2號實驗室第11設計所命名，接受2號實驗室領導，但又相對獨立。第11設計所建在莫爾多瓦自治共和國與高爾基州結合地帶的薩羅夫村，對外通信地址為「阿爾扎馬斯-16」。1947年年末，第11設計所的機構組建工作基本完成，科研設計人員、工程技術人員、工作人員和工人人數共達800多人。截止到1948年8月，第11設計所已有實驗室14個、理論研究室1個、設計室1個、實驗廠2個、試驗場2個，人員也增加到了2 400多人。

1946年6月21日，蘇聯部長會議在第1286-525cc號秘密決定《蘇聯科學院2號實驗室第11設計所》中下達了原子彈設計任務，責成第11設計所研製РДС系列C-1和C-2兩種型號的原子彈各一枚，分別使用鈈-239和鈾-235作為核裝料，在1948年1月1日和1948年6月1日前先後提交國家進行地面試驗；研製РДС系列C-1和C-2兩種型號的機載式原子彈各一枚，在1948年3月1日和1949年1月1日前先後提交國家進行空中試驗。

原子彈不同於普通炸彈，是一個更為複雜的系統，涉及核材料和核爆炸等全新的理論，因此，在設計原子彈之前，首先要做的是解決一系列理論問題，完成一系列計算工作。為此，蘇聯政府動員了諸如化學物理研究所、化學研究所、數學研究所及其列寧格勒分所、物理問題研究所和地球物理研究所等多家科研機構參與原子彈的理論計算工作，動員了農業機械製造部、運輸機械製造部、裝備部等下屬設計部門參與原子彈的設計工作。1949年4月15日，第11設計所向貝利亞彙報，所有的理論問題都已經得到解決，設計任務已經全部完成。

雖然早在1946年蘇聯便動工建設813綜合廠，但用於РДС-2核裝料的濃縮鈾-235的生產卻一直遙遙無期。1949年3月3日，蘇聯部長會議在第864-238cc/оп號秘密決定中將РДС-2的研製和試驗的時間推遲了一年，到1950年12月。這樣，在第一顆原子彈試驗之前，蘇聯原子彈的生產便主要集中在了РДС-1上[56]。

РДС-1是按機載炸彈的標準設計的，主要由彈體和彈芯兩部分構成。彈體用裝甲鋼製成，外徑為1500毫米，內徑為1400毫米，長度為3300毫米，重量為4700公斤。彈芯包括炸藥裝料、自動系統、核裝料等。炸藥裝料用梯恩梯和黑索今炸藥混合構成，作用在於產生球面收斂爆轟波。自動系統包括感測器、高空自動起爆控制器、電雷管等儀器和元件。核裝料是一個多層結構，呈空心球狀，最外一層是空心球狀的金屬鈾，裡面是兩個半球體的鈈，在其中一個半球體上開有一個直徑為25毫米的孔，用來放置中子源。

為了避免冒險，萬尼科夫、庫爾恰托夫和哈里頓決定РДС-1使用與美國已經試驗的第一顆原子彈一樣的質量，即6.2公斤。1949年8月5日，核裝料交付使用。8月10日深夜，第11設計所對核裝料進行了檢測和試組裝。檢測表明，中子增殖係數正常，符合技術要求，可以進行試驗。拆卸後，核裝料部件經精心檢查後被重新包裝起來，準備用專列運往謝米巴拉金斯克試驗場。

從1949年8月10日起，第11設計所和試驗場共同組織進行了原子彈試驗前的實地演練。截止到8月26日，共進行了10次演練，包括試驗場物理檢測儀器啟動演練、混合炸藥裝料自動引爆演練、核裝料組裝和拆卸演練等。8月22日，進行了由全體人員參加的綜合演練，既檢查也提高了各部門之間的協調和配合。

1949年8月26日，專門委員會召開會議，通過了由萬尼科夫、庫爾恰托夫和別爾烏辛起草的蘇聯部長會議《關於進行原子彈試驗的決定》（草案），擬定試驗在1949年8月29-30日內擇機進行，將採取地面定點爆炸的方式，以便進行各種科學觀察和物理檢測。1949年8月26日深夜，庫爾恰托夫根據貝利亞的直接指示，確定了試驗的時間——8月29日當地時間8時。8月28日晚，開始原子彈的最後組裝（鈈裝料和中子源）並於29日凌晨3時結束。凌晨4時，原子彈被運到試驗塔，固定好後，裝入引爆雷管，打開自動引爆系統。早6時，試驗塔上的工作全部結束。6時25分，試驗區全部人員撤離。此時，天氣突然變壞，烏雲密布，風速加大，下起了小雨。在徵得貝利亞同意後，庫爾恰托夫將試驗時間由原定的8時提前到了7時。

次日，貝利亞和庫爾恰托夫向斯大林彙報了原子彈試驗的情況。報告中說，經過科研人員、設計人員、工程技術人員、管理人員和工作人員四年的努力，蘇聯第一顆原子彈試驗已於1949年8月29日莫斯科時間凌晨4時在哈薩克謝米巴拉金斯克以西170公里處的荒原地帶專門修建和裝備的試驗場進行，原子彈的破壞力和殺傷力巨大，當量不小於1萬噸梯恩梯炸藥，爆炸後產生的衝擊波完全摧毀了7平方公里範圍內的工業設施和民用建築，高強度輻射形成了距爆心5平方公里範圍內的死亡地帶，高溫導致12平方公里範圍內的工業、民用和軍事建築起火。

蘇聯第一顆原子彈的研製成功是蘇聯為解決重大問題而凝聚全國的人力、物力和財力所做出的一次歷史性的創舉。具體來講，在行政命令體制下建立起來的核計劃組織領導體系充分保證了最高指示的全面貫徹執行，保證了整部國家機器的全力運轉；在高度集中下的計劃經濟體製為動員一切可以動員的資源提供了可能，為研製原子彈提供了雄厚的物質經濟條件，使「仿製」美國的原子彈成為可能；在蘇共中央集中領導下全面開展的政治思想教育培養了蘇聯人民社會主義意識形態體系中的愛國主義思想和感情，由此凝集而成的精神道德力量為實施核計劃提供了巨大的精神動力。蘇聯第一顆原子彈的研製和試驗成功不僅打破了美國的核壟斷，為自身安全和穩定提供了保證，彰顯了軍事國防實力，而且也抑制了美國獨霸世界的野心。

（本文作者劉玉寶，東北師範大學外國語學院教授；張廣翔，吉林大學東北亞研究院教授。）

本文選自《俄羅斯東歐中亞研究》