两弹一星故事汇五 冶金博士吴自良 作者杨振

科技老人

　　1.难舍难分的同位素

提到原子弹，必须先说些有关铀的知识。铀原子非常非常小。在电子显微镜下观察，很有意思。科学家们数一数，每1000个铀原子当中，只有7个是制造原子弹必须的铀235，其余993个都是铀238。从外表看，铀238与铀235好像双胞胎，大小外表一模一样，还紧紧抱成一团，难舍难分，学名称作一对同位素。只有小弟铀235才是制造原子弹必须的材料。铀238虽然多，可它用途不多，除了原子弹里边的反射层用到一些外，多数属于滥竽充数，不是实用的核燃料。因此，在组装原子弹之前，必须将双胞胎铀235和铀238这一对同位素完全分开，让不实用的铀238靠边站。将提炼出的铀235浓缩，直到乌黑黏稠高浓度才能用于发生核裂变反应。这个技术称之为“甲种分离膜技术”。威力更大的原子弹用的装药叫钚（Bù）239。钚239是用铀235通过反应堆生产的。

2.被卡脖子的关键技术

甲种分离膜是一种用于浓缩铀的关键部件，是原子弹研制中的一项重要技术。当时只有美、英、苏三国掌握着这项技术，苏联专家甚至把它称作是“社会主义阵营安全的心脏”。美国和苏联依靠这项技术，紧紧地卡住了中国发展原子弹的脖子。两个国家抱团在一起，很是得意扬扬，风雨不透，从来不透露一点儿技术情况，保密工作可谓绝佳。

3.钱三强佩服的博士生

面对卡脖子的瓶颈，让谁来研制甲种分离膜呢？钱三强想到了一个叫吴自良的人。虽然吴自良对原子弹并不内行，可他善于钻研，善于创新，善于与他人合作、鬼点子非常多，很让钱三强佩服。吴自良在美国留学时学的是物理冶金研究。曾在卡内基梅隆大学冶金系读博士学位。完成学业后，因表现出色，被留到卡内基理工学院金属研究所做研究工作。面对美国移民局不让吴自良回中国的情况，他想出一个鬼点子，说自己的母亲年纪太大了，一定要回去看看。以这样一个情理之中的理由，最终得以回到祖国。对！就冲着吴自良这种强烈的爱国心，让精通“冶金研究”的吴自良站出来，让他另辟蹊径，试着用“冶金提炼的方法”，达到提纯铀235的目的。把研制分离铀同位素用的甲种分离膜的重任交给他，肯定行！

鬼点子也应该算作一种特长，对创造、创新、创真很有意义。任务就是压力。不管是青少年、成年人、包括科学家都需要压力。尤其在高人指明了前进方向和道路之后，更容易取得成功。

4.吴所长领衔攻难关

这件重要的事情太紧迫了。1961年11月，钱三强与时任中国科学院副院长裴丽生一起来到上海，提出了“甲种分离膜”任务后，决定集中各所人员联合会战攻关。年底，原子能所、金属所、复旦“58中队”的有关人员汇集到冶金所，组建分离膜研究室，冶金所所长吴自良兼研究室主任。汇集了各方面意见后，他们首先搞清楚了甲种分离膜应用的原理。原来，天然铀同位素有这样一个特性：能够溶解在一种叫做“氟油”的化学物质里，气化生成六氟化铀。六氟化铀再通过安装着甲种分离膜的“阀门”，就可以将铀同位素分离。当氟化铀气体穿过分离膜上的微孔时，个子比较小的铀235能轻松通过，而个子比较大的铀238则被挡在后面。虽然差别非常小，可足以将它们区分开来。要浓缩铀235，首先需要研制和生产出足够的氟油，才能维持铀浓缩工厂正常运转。

据估算，制造一颗原子弹使用的浓缩铀约需耗费氟油200吨。当时，中国从苏联购买的数千台机器，就是因为缺少氟油和甲种分离膜成了摆设的废铁。在钱三强的组织下，科学院以上海有机化学所为主，其它所配合，被中国科学院破格提拔为副研究员的王志勤带领10余位科技人员全力攻关，终于研究出来自己的氟油。而后开始加力生产，满足了供应。

5.齐心协力破难题

接着还必须研制出甲种分离膜。当吴自良接受这项新任务时，他对这个领域真的一点不熟悉，不了解。可他将这项任务，当作重要的事业，利用自身的优势，调动起全部潜能。他担任了这个项目的总负责人后，为这件事拼了命，几乎是绞尽脑汁，带着所有的科研人员夜以继日攻关。刚开始时，他们用了很多常规的办法来研制，多次实验都不成功。在利用正规方法行不通的时候，吴自良想出了一种很奇特的办法。他根据自己的这种设想，调动起华东科委、上海市委，化工局，相互配合。加上复旦大学化学系主任吴征铠教授、李郁芬教授的指导，不怕危险，边干边学，不断摸索前进，终于有了巨大的突破，并在半年之内就解决了难题。使我国成为继美、苏、法之后，第四个能制造扩散分离膜的国家。

接下来，吴自良完成了甲种分离膜最后的组合部件代号“真空阀门”，至此，大功告成。被美苏吹嘘的关键技术，在我们不了解的时候，神乎其神；被我们破解之后，才明白：就是一层窗户纸，并非多么复杂，或者说是挺简单。当吴自良他们成功地研制出甲种分离膜之后，了解内情的科学家禁不住拍手称快，咧嘴笑了。原来是用耐得住铀腐蚀的特殊金属镍丝编织成像布片一样的密实薄膜，再加工定型，以适应需要。就如同现在家庭使用的打豆浆机的纱布过滤一般。

6.举一反三创奇迹随后，材料科学家吴自良们举一反三，趁热打铁，马不停蹄，相继研制出乙种、丙种、丁种等多种分离膜，而且越做越先进。后来，吴自良将这一技术逐渐推广，分别应用于国家经济建设和国防建设很多方面，拓展解决了许多关键性问题。

吴自良发展了新材料科学，在金属、半导体和氧化物超导体等方面取得了丰硕成果，还培育了大批科技人才。

鉴于吴自良为中国成功爆炸原子弹和国防现代化建设作出了特殊贡献，1999年被授予“两弹一星”功勋奖章。

1984年，甲种分离膜制造技术荣获国家发明奖一等奖和1985年国家科技进步特等奖。这个特等奖奖项是奖给原子弹的突破和武器化这个专项的。

在荣誉面前，吴自良表现出一位科学家金光闪闪的无私精神，他把这个奖状复制之后发给了每一位参研人员，重达一斤的金质奖章则交给了上海冶金研究所。

7.本人“科技老人”称呼的由来

我之所以多讲讲吴自良的发明创造，因为许多想搞发明创造的年轻人听了之后都会有所启发举一反三。我最近一些年，曾用此方法辅导过很多高中学生科技创新，共获得了九十多项省级、国家级大奖。我被师生称为“科技老人”。现在，师生的作品、奖状、奖品摆满了“廊坊市香河一中科技馆”。

吴自良1917年12月25日-2008年5月24日 91岁