国产第一枚氢弹全比例模型
2015年2月2日，何祚庥院士在中科院理论所接受的采访：
中国的核武器自己研发出来，还是苏联人给我们或自美国人那里“偷”来的？
苏联人认为中国的原子弹是他们给我们的。实际的情况是，他们给我们的只是原子弹的一个教学模型的框图。本来赫鲁晓夫承诺将会给我们一个样品。后来反悔。取消！但中国人根据这个教学模型的框图，自己摸索、探索，成功地掌握了原子弹爆炸的全部机理。最后独立研制成功了一颗“内爆式”，但由铀235为核燃料组成的原子弹。
至于氢弹，那完全是中国人自己摸索出来的。有一位俄罗斯科学家，在和中国学者谈及往事的时候，直截了当地承认了这一事实。至于美国，的确有不少美国人，特别是美国议员，老是怀疑是中国人‘偷’了他们的‘秘密’。然而朱镕基总理曾向这些怀疑者有一番谈话说，“你们的‘怀疑’，至少是犯了两个错误。第一，你们过低地低估了中国科技界创新的能力。第二，你们也过低地低估了你们的强有力的保密制度的能力。我们虽然也想‘偷’。问题是，你们的保密能力太强！我们‘偷’不着！”
也需要指出的是，虽然中国的氢弹确是中国人独立创新，自主研发的重大成果。但如果没有美国人、苏联人研发成功的范例在先，那时的中国人也是绝对不会想到我们应独立自主地研发氢弹。为什么现在要说上这一段“加注”？原因是不能对中国人的创新能力做过高的估计！中国共产党人领导下的科技界，其实还没有学会如何在科技领域进行开拓创新，特别是独立自主地开拓原始性创新。我和于敏私下曾多次交换过意见，如果没有美国人或苏联的成功范例在先，那我们也绝对不会敢于“闯”这个重大难关的。原因是，如果遭到了失败，如果浪费了大量的钱，怎么向国人交代？
但是我又很愿意向社会公众较详细介绍于敏等人如何进行这一重大科学创新活动的比较细致的经历。从我来看，这毕竟是中国人，‘第一次’从‘第一原理’出发，也就是从核物理、原子物理等物理的基本知识和物理学的基本理论，如量子力学、量子场论、平衡的和不平衡的统计物理、量子统计理论等物理学的基本理论出发，独立而完整地建立和开发了氢弹的理论、技术，直到建立和实现中国自己的核打击力量。
正由于这一次研究和开发，是从‘第一原理’出发的研究和开发。所以中国人不仅能研发出原子弹、氢弹，还能在核武器领域，独立而持续地发展，进一步又研发出中子弹等其它具备多种功能的核弹。而真正困难又必须解决的难题，是如何实现核武器的轻型、小型，从而便于形成一支足以应付外来核打击的，由中国人自己指挥的核打击力量。真正在这一领域占有‘一席之地’。
这里所说的50年前的一些经验和教训，也许有益于中国发展的未来！
为什么中国人在原子弹爆炸后两年零八个月便爆炸了氢弹？而其它国家往往在5~8年后才爆炸了第一枚氢弹？
真实的情况是，氢弹的‘预先’研究从1960年12月就决策上马干了。
1960年，国家科委和国防科委在聂荣臻副总理领导下，起草了“科研工作14条”。为贯彻“14条”，聂总指示说：“科研工作像下棋，下棋要看三步棋。我们的国防研究，是否还应部署第二步棋？根据聂总这一指示，当时主持核武器研发的二机部部长刘杰找到钱三强商量，核武器应如何部署第二步棋？钱三强当即回答说，“那当然是氢弹的预先研究”。“研发核武器的第一步棋，是原子弹。我们已部署在九院。第二步，很自然，当然是氢弹。在氢弹全面上马以前，当然就是‘氢弹的预先研究’。”
1960年9~10月，中国和苏联间的‘同盟’友好关系全面破裂、恶化！当时正在苏联杜布纳联合核子研究所工作的周光召、吕敏和我（何祚庥）三人就未来工作的去向问题，联合向二机部领导打了个报告，“鉴于中苏关系恶化，在联合核子所继续从事中苏友好活动已没有什么意义。而由于中苏友好关系全面破裂，苏方已全面撤退技术专家。估计国内缺乏技术人员。为填补国内空缺，我们愿意回国参加任何分配给我们的有关工作”。
1960年10月，钱三强到联合核子所，代表中国参加12个成员国均派代表参加的联席会议。我们当即将“回国申请报告”交给了当时任二机部副部长的钱三强。钱三强接到我送给他的请调报告后，大为高兴！因为刘杰部长正交给他一个任务，要他了解一下杜布纳联合核子研究所的中国人员中有无愿回国工作的科研人员。钱三强接到我们给他的报告后，当即打长途电话给第二机械工业部部长刘杰，建议立即调我们这些人回国参加核武器研制。
钱三强立即拔通了长途电话，而我正好留在电话机的一侧。在电话中，刘杰部长问，“那边情况如何？”钱即回答说，“这里请战的情绪很高！他们都愿意回国！”刘杰部长又问，“有哪些适合的人？”钱三强说，“一个是你认识的何祚庥，过去是地下党员，现在从事粒子理论研究。他的业务能力相当不错”。刘杰当即表示，“这完全可以！”钱又说，“另一个是吕敏，现从事粒子实验工作，也是党员。不过，吕敏的社会成份较好，他是著名语言学学者吕叔湘教授的孩子”。刘杰说“行！”。但讨论到第三位也是共产党员的周光召，能否参加核武器研究时，却由于‘老周’存在极其复杂的“社会关系问题”；刘杰和钱三强在电话中，均犹豫了起来！刘杰当时在电话里问道，“周光召的业务能力如何？”我说，“极好！苏方评价极高！”又问，“周的政治表现怎样？”我又说，“那也极好！反对苏修斗争十分坚决！”刘杰当即表态说，“我看可以考虑！我们是‘有成分论’，‘不唯成分论’，要‘重在表现’！”
为什么刘杰部长会讲上这么一段话？这就是时代思潮的影响了。正是在那一时期，‘唯成份论’的思潮十分严重！苏方就警告我们，核武器是‘国际’绝密，只能掌握在“最可靠”的人员手里。所以那一时期研发核武器的政策，是“依靠苏联专家，培养大批由工农兵出身的年青大学生，来掌握这一‘绝密’技术！”至于我们这些‘资产阶级知识分子’，就只能做一些‘外围’工作，如在杜布诺联合核子所参加粒子物理研究，促进中苏友好活动，……等工作。正是由于刘杰和钱三强这一番电话，我们三人也就陆续奉调回国，分别参加到不同核武器工作领域里工作。
60年年底的12月，我奉调回到原子能研究所。当即奉命参加二机部召开的酝酿下一步工作的大型研讨会。我参与讨论的组别，是讨论氢弹要不要做预先研究。如要做预先研究，应首先‘抓’那些问题。会后，钱三强正式部署在原子能所进行“氢弹的预先研究”项目。这一项目由何泽慧总负责，称为“乙项任务”。（注：原子弹的研究被称为是“甲项任务”。）下设二个组：一是氢弹的理论组，由黄祖洽任组长，主攻中子和辐射的输运理论；另一是轻核反应实验组，由何泽慧直接兼任组长，主要负责收集、整理和评估已有的轻核反应截面的实验数据是否可靠，探索和研究有那些必须测量的轻核反应实验数据，中国有无需要补充测量新的核截面，也就是后来的核数据组的前身。我因知识面比较开阔，要同时参加两个组，担任两个组的秘书，便于促进两个组之间的联络、勾通和协作。
为什么我要在这里补充记载聂总、刘杰、钱三强等人做出氢弹的预先研究这一重大决定的历史？第一，这是中国共产党人值得“大书特书”的历史经验！在重大科技问题的研发上，必须要建立起自己的‘独立’的研究和开发的力量！市场换不到真正尖端的技术！引进了也只能永远依附别人。第二，中国人的确是勤劳勇敢，而且“中国人的头脑并不笨”。（注：这是钱学森在导弹决策会上讲过的一句话。）但是，也不能因此就过高估计自己的智力！现在流行的宣传说，中国人“仅在两年零八个月时间内，独立自主的研发出氢弹”，而这样的宣传并不符合客观事实，而且背离科学认识论的规律。
中国人的头脑的确并不笨。但也决不会特别聪明。认识总是沿‘之’字，曲折前进的。
初出茅庐第一声：于敏立即打了个“火烧博望坡”于敏最推崇的是诸葛亮讲的“淡泊以明志，宁静而致远”这两句话。这成为他终身的‘座右铭’。在年青朋友之间，少不得大家嘲笑他“以诸葛亮自居”，最好再加上‘周瑜’，改名为‘于亮’。但是，这位诸葛亮一参加到氢弹的预先研究中来，立即打响了‘火烧博望坡’。
氢弹有三大关键问题，材料、原理和构型。而研究氢弹首先就会面临一个必须回答的问题，氢弹是什么材料做成的？氢弹当然不是由氢气做成的。但人们通常会猜测氢弹是由氢的同位素，氘和氚做成的。这就是美国人曾经试验过的，那只重达62吨的，所谓T-U型的氢弹。这里T是指氚，而U即铀235，也许其中还包含有铀238。现在中国网上说，还有一个于敏型的氢弹。那么，于敏型氢弹是用什么材料做成的？材料和爆炸机理有密切关系。美国的T-U型氢弹，也就是原子弹外面，包着大量液态的氘和氚，原子弹爆炸后，会点燃氘和氚的混合体发生热核反应，释放巨大能量，也就是用原子弹引爆了氢弹。但问题是：这样的氢弹体积太大了，也太重了，因为液态氘和氚的氢弹，必须附加一个超低温冷冻机，所以重达62吨。这显然不能用来作战！更重要的是，价格太贵了！因为这里要大量用氚。而自然界里并没有氚，必须由人工生产出这种寿命仅为12年的氘！这种大量用氚的氢弹，不要说中国人没有能力做，准确地讲，美国人也不会大量做，因为太贵，做不起。全世界也只有美国做了一个专门为吓唬人的，放在比基尼岛上的那颗氢弹！
所以说，真正用于作战的氢弹，必定另有出路！
但既然第一枚氢弹，是T-U型。可以猜想，中国设计的，可用于作战的氢弹，其中仍必然有氚的贡献。即使它们不是事先放在氢弹的结构中，也可能在爆炸中大量产生。总之，想来氚会在未来设计中会起重大作用。黄祖洽组长第一个决定，就是收集氚的实验数据，请两位年青同志，——而现在当然都是白发苍苍了，——萨本豪和刘宪辉专门搜集氘氘、氘氚的截面。他们‘发现’氘氚反应最大截面是5个巴（巴是核反应截面的单位：1巴等于平方厘米），很大，是所有轻核反应截面中最大的截面。而氘氘反应最大却只有100毫巴。两者相差达几十倍~100倍！
一个逻辑的推论，立即就产生一个疑问，氚在氢弹爆炸中起什么作用？更大的疑问，中国未来的氢弹，是否真的不要氚！假如一旦认为氚是必需品，而我们却没有，那怎么办？我们的预先研究组，是否还应建议中国应及早部署氚的生产？接着，我又从梅镇岳先生的《原子核物理》的教科书中查到氚氚反应截面的理论值是15巴！是氘氚反应的3倍！而梅先生数据，却来自美国的《现代物理评论》。那是本‘权威’杂志，应当十分可靠！至少，如能在氢弹试制中，适当添加氚的含量，必定有利于起爆，也有利于提高爆炸当量。所以，我猜，很可能氚氚反应截面是‘未公布’的关键数据。而我，还兼任着轻核反应实验组的秘书呢！我有责任为实验组找出一个有重要意义的而且是十分关键的实验！那么，我们的轻核反应是否还应提前关注一下氚氚核反应截面实验的测量？这就既要有氚靶，而且要有氚束。粗略估计一下，可能至少要投入几亿人民币，才能做这个实验。但是，中国当时的科研经费极为紧张。而氚，在那一时期，简直是比大熊猫还要难得的珍稀动物！中国连做一个实验用的氚靶，都做不出来！既拿不出钱来制造一台有氚束的加速器，也不知道如何大量生产氚。
于敏自‘请’来参加工作后，立即用Breit-Wigner公式严格证明了，所有轻核反应的截面均‘绝对’不可能超过5巴。而所谓氚氚反应截面高达15巴的问题，一定是假的！这真是“石破天惊第一声”！为什么于敏竟能用‘理论’来否定一下理论上有可能出现的实验数据？原子核反应的理论远没有原子反应的理论那样成熟。那么，于敏的结论可靠吗？我和黄祖洽详细聆听了于敏的‘证明’。由于于敏用的是从‘第一原理’出发但又是‘半唯象’的，包含某些经验参数在内的理论，其中有某些参数的输入，又来自极为可靠的实验数据。这是理论物理学者在走向终结理论过程中，要回答某些现实问题时，时常运用的标准方法之一。——我和朱洪元、胡宁、戴元本等人研究层子模型时，也用了类似的方法。——但“戏法人人会变，各有巧妙不同”！在听完于敏的‘证明’以后，我们两人一致认为，这一结论十分可信而巧妙，因而就否决了是否需要部署，测量氚——氚反应截面的实验的建议。
这就避免了一次‘大浪费’！而隔了若干年后，发现原来美国人曾进行过氚——氚反应截面的测量。只是测量后，并未及时发表！后来发现这一数值其实并不重要，所以美国人就公布了出来！
有可能用原子弹点燃氘化锂的热核反应吗？在否决了昂贵的氚弹的设想之后，其‘第二位’的选择，必定是采用氘化锂。在氘化锂介质中，人们不仅可以有氘氘反应产生氚，而且还能有中子和锂6的反应形成氚。虽然一个‘廉价’的氢弹，必然不会含有人工制造的氚，但完全可以利用氘和锂6形成的固体，间接地利用氚。
那么，一个最简单的设想：人们能否在原子弹外面加上一个氘化锂组成的球壳，通过氚的中介，用原子弹产生的高温，直接点燃氘化锂的热核反应？
原子核间进行的核反应，会释放大量核能。但原子核外的电子却对核反应毫无贡献，只起消耗作用！核外电子只能‘均分’核反应释出的能量，使原子核温度下降，促使核温度和电子温度相等。人们会设想是不是由于热核反应的放热，进行得极快，因而这两者会出现温差？我们在探索点火问题的一开始即注意到存在这种可能。但很快分别用古典近似和玻恩近似，证明这一机制形成的两者的温差极小、极小，以致于通常只需要认为核温度恒等于电子温度！
而另一种可能是电子的温度和光子的温度是否也会出现差别？如果等离子体的温度和光子的温度出现差别，或释放热量的速度有差别，那么也有可能利用这种差别，仅点燃等离子体，而光子仍停留在原来较低的温度。而简单的计算很容易证明，电子和核发生碰撞时会产生轫致辐射，而轫致辐生的光子的谱形和等离子体温度T的关系，是。由于氘氚反应截面却近似地和T4成正比，而因此，一旦将热量传输到氘氚混合的稀薄的等体子体时，这将出现等离子体的持续燃烧！这也就是托克玛克装置中氘和氚的受控热核反应被点燃的基本原理。但对氘化锂等高密度等离子体，所谓“点燃”，却远没有那么简单！
第一，简单计算表明，氘化锂的轫致辐射的发射量要比氘氚等离子体大40倍！第二，虽然和轫致辐射谱形相应的光子的能谱，是等离子体温度T的开方，也就是，但等离子体中的电子的平均能量却是T的一次方，也就是电子的谱形较硬，电子会和光子碰撞，并不断将能量输送给光子。随着电子温度T因电子和光子碰撞损失能量而下降，直至电子的温度T会和光子的平衡态的温度T相等后才停止损失能量，也就是光子能谱最终将演化为普朗克黑体分布谱。于敏运用逆康普顿散射机制，仔细计算了一个满足玻尔茨曼分布的电子和一个满足轫致辐射谱的光子相碰撞，并逐渐转移能量的过程。最后证明，等离子体中的电子会迅速地将能量传输给光子，而处在均衡态的光子的能量密度，一定归结为普朗克能量密度，即aT4！
这就完全粉碎了我们所期望的用原子弹直接点着氘化锂的等离子体！简单计算还表明，即使氘化锂中含有部分的氚化锂，虽然一个含有氘氚反应的等离子体的升温过程也可能是，但仍然还必须具体比较某一等离子体的吸热量和以辐射形式损失的放热量间的大小，是，还是。不幸的是，在氘化锂或含有部分的氚化锂为正常密度下，这一值的数值极小、极小，总有<<a。或者说，一个在正常密度的含有氚化锂的氘化锂的混合体系形成的高密度等离子体，根本没有可能会点燃！
于敏这一计算，对我们当时的‘猜想’打击太大了！为此，朱洪元教授还自告奋勇地仔细检查了于敏的计算，仅在最后指出，于敏在整个计算中，少了一个因子2。但加上‘2’的改正后，丝毫不影响于敏所做结论！
于敏是不是中国的“氢弹之父”？于敏曾多次否认他是中国的“氢弹之父”。因为氢弹的研究，包括氢弹的预先研究，的确是很多人集体研究的结果。而且，其中还有不少青年的工作者，为氢弹的研究，贡献了他们的青春的一生！就拿那两位从事无限大介质的求解16群中子的矩阵的研究者叶宣化，任庚未两位年青的实习研究员来说，由于三年困难时期对他们的健康造成了损害，在从事上述工作不久后，即英年早逝！而另外还有一位帮助我们做数字计算的编制程序的实验员，田淑韵同志，也因健康受损‘难产’而英年早逝！这是一位年青、活泼、漂亮的女孩子，但工作态度却极其细致、认真负责！当然，参加氢弹预先研究的还有许许多多年青的物理学家，数学家，计算人员，他们都分工合作地参与了这样或那样的研究工作。所以氢弹的预先研究的确是集许多人智慧的重大研究成果！
当然，在氢弹的研发过程中，少不得走上某些弯路，这往往是一切研发过程所不可避免的弯路。据我们所知，在世界各国的氢弹的研究中，也都或多或少地走过我们所走过的那些弯路。而中国人的特点是，能够凭借集体的力量，弥补彼此的不足！
那么，于敏做贡献‘何在’？也许我们可以打一个‘比喻’。一个由11人组成的‘足球队’，在场上踢球，互相将足球传来传去。但起关键作用的人员，却往往是，场外教练和冲在前面的举足射门的前锋。于敏正是这支足球队的教练兼中锋。至于我，虽然也添在前锋之列，但我这位‘边锋’，虽然也曾多次和于敏并肩作战，相互配合传球，但到了关键时刻，‘临门一脚’，‘应场入网’的却总是于敏院士。至于我，最多只能将足球踢到能由于敏‘举足破门‘的最佳位置。
所以，从我来看，将中国的氢弹称之为于敏构型，是完全准确而恰当的。
直到1987年，二机部九院觉得在核武器研发的问题上，有必要向中国的物理学界实行‘开放’，陆续将向我们这些曾经参加过部分工作的“老同志”，请到绵阳市的九院参观访问。于敏亲自陪同我和老伴庆承瑞，参观了九院总部和分散在各地的研究所和实验室。在参观氢弹的‘构型’时，于敏用手一指，“这就是氢弹的‘绝密’，‘两个球’”！而到现在却已成为核能工作者共知的常识！当然，我就立刻想到，很可能，这就是当初在原子能研究所从事工作时，我们曾讨论过的，由原子弹发出的光辐射‘被’铀238外壳层吸收后引发的‘内爆’，而激发出的氢弹的爆炸了。
后来，在九院曾发生一场氢弹理论发明权的争论。我曾向邓稼先详细介绍过于敏在原子能研究所所做的全部工作。从我来看，我认为于敏是当之无愧的中国氢弹构型的最主要的发明者。
回顾那一时期所做各项工作，可以说，在氢弹的预先研究过程中，几乎所有的难点的解决都出自于敏的贡献，而我仅是站在一旁的积极的促进者！
