國產第一枚氫彈全比例模型
2015年2月2日，何祚庥院士在中科院理論所接受的采訪：
中國的核武器自己研發出來，還是蘇聯人給我們或自美國人那里“偷”來的？
蘇聯人認為中國的原子彈是他們給我們的。實際的情況是，他們給我們的只是原子彈的一個教學模型的框圖。本來赫魯曉夫承諾將會給我們一個樣品。后來反悔。取消！但中國人根據這個教學模型的框圖，自己摸索、探索，成功地掌握了原子彈爆炸的全部機理。最后獨立研制成功了一顆“內爆式”，但由鈾235為核燃料組成的原子彈。
至于氫彈，那完全是中國人自己摸索出來的。有一位俄羅斯科學家，在和中國學者談及往事的時候，直截了當地承認了這一事實。至于美國，的確有不少美國人，特別是美國議員，老是懷疑是中國人‘偷’了他們的‘秘密’。然而朱镕基總理曾向這些懷疑者有一番談話說，“你們的‘懷疑’，至少是犯了兩個錯誤。第一，你們過低地低估了中國科技界創新的能力。第二，你們也過低地低估了你們的強有力的保密制度的能力。我們雖然也想‘偷’。問題是，你們的保密能力太強！我們‘偷’不著！”
也需要指出的是，雖然中國的氫彈確是中國人獨立創新，自主研發的重大成果。但如果沒有美國人、蘇聯人研發成功的范例在先，那時的中國人也是絕對不會想到我們應獨立自主地研發氫彈。為什么現在要說上這一段“加注”？原因是不能對中國人的創新能力做過高的估計！中國共產黨人領導下的科技界，其實還沒有學會如何在科技領域進行開拓創新，特別是獨立自主地開拓原始性創新。我和于敏私下曾多次交換過意見，如果沒有美國人或蘇聯的成功范例在先，那我們也絕對不會敢于“闖”這個重大難關的。原因是，如果遭到了失敗，如果浪費了大量的錢，怎么向國人交代？
但是我又很愿意向社會公眾較詳細介紹于敏等人如何進行這一重大科學創新活動的比較細致的經歷。從我來看，這畢竟是中國人，‘第一次’從‘第一原理’出發，也就是從核物理、原子物理等物理的基本知識和物理學的基本理論，如量子力學、量子場論、平衡的和不平衡的統計物理、量子統計理論等物理學的基本理論出發，獨立而完整地建立和開發了氫彈的理論、技術，直到建立和實現中國自己的核打擊力量。
正由于這一次研究和開發，是從‘第一原理’出發的研究和開發。所以中國人不僅能研發出原子彈、氫彈，還能在核武器領域，獨立而持續地發展，進一步又研發出中子彈等其它具備多種功能的核彈。而真正困難又必須解決的難題，是如何實現核武器的輕型、小型，從而便于形成一支足以應付外來核打擊的，由中國人自己指揮的核打擊力量。真正在這一領域占有‘一席之地’。
這里所說的50年前的一些經驗和教訓，也許有益于中國發展的未來！
為什么中國人在原子彈爆炸后兩年零八個月便爆炸了氫彈？而其它國家往往在5~8年后才爆炸了第一枚氫彈？
真實的情況是，氫彈的‘預先’研究從1960年12月就決策上馬干了。
1960年，國家科委和國防科委在聶榮臻副總理領導下，起草了“科研工作14條”。為貫徹“14條”，聶總指示說：“科研工作像下棋，下棋要看三步棋。我們的國防研究，是否還應部署第二步棋？根據聶總這一指示，當時主持核武器研發的二機部部長劉杰找到錢三強商量，核武器應如何部署第二步棋？錢三強當即回答說，“那當然是氫彈的預先研究”。“研發核武器的第一步棋，是原子彈。我們已部署在九院。第二步，很自然，當然是氫彈。在氫彈全面上馬以前，當然就是‘氫彈的預先研究’。”
1960年9~10月，中國和蘇聯間的‘同盟’友好關系全面破裂、惡化！當時正在蘇聯杜布納聯合核子研究所工作的周光召、呂敏和我（何祚庥）三人就未來工作的去向問題，聯合向二機部領導打了個報告，“鑒于中蘇關系惡化，在聯合核子所繼續從事中蘇友好活動已沒有什么意義。而由于中蘇友好關系全面破裂，蘇方已全面撤退技術專家。估計國內缺乏技術人員。為填補國內空缺，我們愿意回國參加任何分配給我們的有關工作”。
1960年10月，錢三強到聯合核子所，代表中國參加12個成員國均派代表參加的聯席會議。我們當即將“回國申請報告”交給了當時任二機部副部長的錢三強。錢三強接到我送給他的請調報告后，大為高興！因為劉杰部長正交給他一個任務，要他了解一下杜布納聯合核子研究所的中國人員中有無愿回國工作的科研人員。錢三強接到我們給他的報告后，當即打長途電話給第二機械工業部部長劉杰，建議立即調我們這些人回國參加核武器研制。
錢三強立即拔通了長途電話，而我正好留在電話機的一側。在電話中，劉杰部長問，“那邊情況如何？”錢即回答說，“這里請戰的情緒很高！他們都愿意回國！”劉杰部長又問，“有哪些適合的人？”錢三強說，“一個是你認識的何祚庥，過去是地下黨員，現在從事粒子理論研究。他的業務能力相當不錯”。劉杰當即表示，“這完全可以！”錢又說，“另一個是呂敏，現從事粒子實驗工作，也是黨員。不過，呂敏的社會成份較好，他是著名語言學學者呂叔湘教授的孩子”。劉杰說“行！”。但討論到第三位也是共產黨員的周光召，能否參加核武器研究時，卻由于‘老周’存在極其復雜的“社會關系問題”；劉杰和錢三強在電話中，均猶豫了起來！劉杰當時在電話里問道，“周光召的業務能力如何？”我說，“極好！蘇方評價極高！”又問，“周的政治表現怎樣？”我又說，“那也極好！反對蘇修斗爭十分堅決！”劉杰當即表態說，“我看可以考慮！我們是‘有成分論’，‘不唯成分論’，要‘重在表現’！”
為什么劉杰部長會講上這么一段話？這就是時代思潮的影響了。正是在那一時期，‘唯成份論’的思潮十分嚴重！蘇方就警告我們，核武器是‘國際’絕密，只能掌握在“最可靠”的人員手里。所以那一時期研發核武器的政策，是“依靠蘇聯專家，培養大批由工農兵出身的年青大學生，來掌握這一‘絕密’技術！”至于我們這些‘資產階級知識分子’，就只能做一些‘外圍’工作，如在杜布諾聯合核子所參加粒子物理研究，促進中蘇友好活動，……等工作。正是由于劉杰和錢三強這一番電話，我們三人也就陸續奉調回國，分別參加到不同核武器工作領域里工作。
60年年底的12月，我奉調回到原子能研究所。當即奉命參加二機部召開的醞釀下一步工作的大型研討會。我參與討論的組別，是討論氫彈要不要做預先研究。如要做預先研究，應首先‘抓’那些問題。會后，錢三強正式部署在原子能所進行“氫彈的預先研究”項目。這一項目由何澤慧總負責，稱為“乙項任務”。（注：原子彈的研究被稱為是“甲項任務”。）下設二個組：一是氫彈的理論組，由黃祖洽任組長，主攻中子和輻射的輸運理論；另一是輕核反應實驗組，由何澤慧直接兼任組長，主要負責收集、整理和評估已有的輕核反應截面的實驗數據是否可靠，探索和研究有那些必須測量的輕核反應實驗數據，中國有無需要補充測量新的核截面，也就是后來的核數據組的前身。我因知識面比較開闊，要同時參加兩個組，擔任兩個組的秘書，便于促進兩個組之間的聯絡、勾通和協作。
為什么我要在這里補充記載聶總、劉杰、錢三強等人做出氫彈的預先研究這一重大決定的歷史？第一，這是中國共產黨人值得“大書特書”的歷史經驗！在重大科技問題的研發上，必須要建立起自己的‘獨立’的研究和開發的力量！市場換不到真正尖端的技術！引進了也只能永遠依附別人。第二，中國人的確是勤勞勇敢，而且“中國人的頭腦并不笨”。（注：這是錢學森在導彈決策會上講過的一句話。）但是，也不能因此就過高估計自己的智力！現在流行的宣傳說，中國人“僅在兩年零八個月時間內，獨立自主的研發出氫彈”，而這樣的宣傳并不符合客觀事實，而且背離科學認識論的規律。
中國人的頭腦的確并不笨。但也決不會特別聰明。認識總是沿‘之’字，曲折前進的。
初出茅廬第一聲：于敏立即打了個“火燒博望坡”于敏最推崇的是諸葛亮講的“淡泊以明志，寧靜而致遠”這兩句話。這成為他終身的‘座右銘’。在年青朋友之間，少不得大家嘲笑他“以諸葛亮自居”，最好再加上‘周瑜’，改名為‘于亮’。但是，這位諸葛亮一參加到氫彈的預先研究中來，立即打響了‘火燒博望坡’。
氫彈有三大關鍵問題，材料、原理和構型。而研究氫彈首先就會面臨一個必須回答的問題，氫彈是什么材料做成的？氫彈當然不是由氫氣做成的。但人們通常會猜測氫彈是由氫的同位素，氘和氚做成的。這就是美國人曾經試驗過的，那只重達62噸的，所謂T-U型的氫彈。這里T是指氚，而U即鈾235，也許其中還包含有鈾238。現在中國網上說，還有一個于敏型的氫彈。那么，于敏型氫彈是用什么材料做成的？材料和爆炸機理有密切關系。美國的T-U型氫彈，也就是原子彈外面，包著大量液態的氘和氚，原子彈爆炸后，會點燃氘和氚的混合體發生熱核反應，釋放巨大能量，也就是用原子彈引爆了氫彈。但問題是：這樣的氫彈體積太大了，也太重了，因為液態氘和氚的氫彈，必須附加一個超低溫冷凍機，所以重達62噸。這顯然不能用來作戰！更重要的是，價格太貴了！因為這里要大量用氚。而自然界里并沒有氚，必須由人工生產出這種壽命僅為12年的氘！這種大量用氚的氫彈，不要說中國人沒有能力做，準確地講，美國人也不會大量做，因為太貴，做不起。全世界也只有美國做了一個專門為嚇唬人的，放在比基尼島上的那顆氫彈！
所以說，真正用于作戰的氫彈，必定另有出路！
但既然第一枚氫彈，是T-U型。可以猜想，中國設計的，可用于作戰的氫彈，其中仍必然有氚的貢獻。即使它們不是事先放在氫彈的結構中，也可能在爆炸中大量產生。總之，想來氚會在未來設計中會起重大作用。黃祖洽組長第一個決定，就是收集氚的實驗數據，請兩位年青同志，——而現在當然都是白發蒼蒼了，——薩本豪和劉憲輝專門搜集氘氘、氘氚的截面。他們‘發現’氘氚反應最大截面是5個巴（巴是核反應截面的單位：1巴等于平方厘米），很大，是所有輕核反應截面中最大的截面。而氘氘反應最大卻只有100毫巴。兩者相差達幾十倍~100倍！
一個邏輯的推論，立即就產生一個疑問，氚在氫彈爆炸中起什么作用？更大的疑問，中國未來的氫彈，是否真的不要氚！假如一旦認為氚是必需品，而我們卻沒有，那怎么辦？我們的預先研究組，是否還應建議中國應及早部署氚的生產？接著，我又從梅鎮岳先生的《原子核物理》的教科書中查到氚氚反應截面的理論值是15巴！是氘氚反應的3倍！而梅先生數據，卻來自美國的《現代物理評論》。那是本‘權威’雜志，應當十分可靠！至少，如能在氫彈試制中，適當添加氚的含量，必定有利于起爆，也有利于提高爆炸當量。所以，我猜，很可能氚氚反應截面是‘未公布’的關鍵數據。而我，還兼任著輕核反應實驗組的秘書呢！我有責任為實驗組找出一個有重要意義的而且是十分關鍵的實驗！那么，我們的輕核反應是否還應提前關注一下氚氚核反應截面實驗的測量？這就既要有氚靶，而且要有氚束。粗略估計一下，可能至少要投入幾億人民幣，才能做這個實驗。但是，中國當時的科研經費極為緊張。而氚，在那一時期，簡直是比大熊貓還要難得的珍稀動物！中國連做一個實驗用的氚靶，都做不出來！既拿不出錢來制造一臺有氚束的加速器，也不知道如何大量生產氚。
于敏自‘請’來參加工作后，立即用Breit-Wigner公式嚴格證明了，所有輕核反應的截面均‘絕對’不可能超過5巴。而所謂氚氚反應截面高達15巴的問題，一定是假的！這真是“石破天驚第一聲”！為什么于敏竟能用‘理論’來否定一下理論上有可能出現的實驗數據？原子核反應的理論遠沒有原子反應的理論那樣成熟。那么，于敏的結論可靠嗎？我和黃祖洽詳細聆聽了于敏的‘證明’。由于于敏用的是從‘第一原理’出發但又是‘半唯象’的，包含某些經驗參數在內的理論，其中有某些參數的輸入，又來自極為可靠的實驗數據。這是理論物理學者在走向終結理論過程中，要回答某些現實問題時，時常運用的標準方法之一。——我和朱洪元、胡寧、戴元本等人研究層子模型時，也用了類似的方法。——但“戲法人人會變，各有巧妙不同”！在聽完于敏的‘證明’以后，我們兩人一致認為，這一結論十分可信而巧妙，因而就否決了是否需要部署，測量氚——氚反應截面的實驗的建議。
這就避免了一次‘大浪費’！而隔了若干年后，發現原來美國人曾進行過氚——氚反應截面的測量。只是測量后，并未及時發表！后來發現這一數值其實并不重要，所以美國人就公布了出來！
有可能用原子彈點燃氘化鋰的熱核反應嗎？在否決了昂貴的氚彈的設想之后，其‘第二位’的選擇，必定是采用氘化鋰。在氘化鋰介質中，人們不僅可以有氘氘反應產生氚，而且還能有中子和鋰6的反應形成氚。雖然一個‘廉價’的氫彈，必然不會含有人工制造的氚，但完全可以利用氘和鋰6形成的固體，間接地利用氚。
那么，一個最簡單的設想：人們能否在原子彈外面加上一個氘化鋰組成的球殼，通過氚的中介，用原子彈產生的高溫，直接點燃氘化鋰的熱核反應？
原子核間進行的核反應，會釋放大量核能。但原子核外的電子卻對核反應毫無貢獻，只起消耗作用！核外電子只能‘均分’核反應釋出的能量，使原子核溫度下降，促使核溫度和電子溫度相等。人們會設想是不是由于熱核反應的放熱，進行得極快，因而這兩者會出現溫差？我們在探索點火問題的一開始即注意到存在這種可能。但很快分別用古典近似和玻恩近似，證明這一機制形成的兩者的溫差極小、極小，以致于通常只需要認為核溫度恒等于電子溫度！
而另一種可能是電子的溫度和光子的溫度是否也會出現差別？如果等離子體的溫度和光子的溫度出現差別，或釋放熱量的速度有差別，那么也有可能利用這種差別，僅點燃等離子體，而光子仍停留在原來較低的溫度。而簡單的計算很容易證明，電子和核發生碰撞時會產生軔致輻射，而軔致輻生的光子的譜形和等離子體溫度T的關系，是。由于氘氚反應截面卻近似地和T4成正比，而因此，一旦將熱量傳輸到氘氚混合的稀薄的等體子體時，這將出現等離子體的持續燃燒！這也就是托克瑪克裝置中氘和氚的受控熱核反應被點燃的基本原理。但對氘化鋰等高密度等離子體，所謂“點燃”，卻遠沒有那么簡單！
第一，簡單計算表明，氘化鋰的軔致輻射的發射量要比氘氚等離子體大40倍！第二，雖然和軔致輻射譜形相應的光子的能譜，是等離子體溫度T的開方，也就是，但等離子體中的電子的平均能量卻是T的一次方，也就是電子的譜形較硬，電子會和光子碰撞，并不斷將能量輸送給光子。隨著電子溫度T因電子和光子碰撞損失能量而下降，直至電子的溫度T會和光子的平衡態的溫度T相等后才停止損失能量，也就是光子能譜最終將演化為普朗克黑體分布譜。于敏運用逆康普頓散射機制，仔細計算了一個滿足玻爾茨曼分布的電子和一個滿足軔致輻射譜的光子相碰撞，并逐漸轉移能量的過程。最后證明，等離子體中的電子會迅速地將能量傳輸給光子，而處在均衡態的光子的能量密度，一定歸結為普朗克能量密度，即aT4！
這就完全粉碎了我們所期望的用原子彈直接點著氘化鋰的等離子體！簡單計算還表明，即使氘化鋰中含有部分的氚化鋰，雖然一個含有氘氚反應的等離子體的升溫過程也可能是，但仍然還必須具體比較某一等離子體的吸熱量和以輻射形式損失的放熱量間的大小，是，還是。不幸的是，在氘化鋰或含有部分的氚化鋰為正常密度下，這一值的數值極小、極小，總有<<a。或者說，一個在正常密度的含有氚化鋰的氘化鋰的混合體系形成的高密度等離子體，根本沒有可能會點燃！
于敏這一計算，對我們當時的‘猜想’打擊太大了！為此，朱洪元教授還自告奮勇地仔細檢查了于敏的計算，僅在最后指出，于敏在整個計算中，少了一個因子2。但加上‘2’的改正后，絲毫不影響于敏所做結論！
于敏是不是中國的“氫彈之父”？于敏曾多次否認他是中國的“氫彈之父”。因為氫彈的研究，包括氫彈的預先研究，的確是很多人集體研究的結果。而且，其中還有不少青年的工作者，為氫彈的研究，貢獻了他們的青春的一生！就拿那兩位從事無限大介質的求解16群中子的矩陣的研究者葉宣化，任庚未兩位年青的實習研究員來說，由于三年困難時期對他們的健康造成了損害，在從事上述工作不久后，即英年早逝！而另外還有一位幫助我們做數字計算的編制程序的實驗員，田淑韻同志，也因健康受損‘難產’而英年早逝！這是一位年青、活潑、漂亮的女孩子，但工作態度卻極其細致、認真負責！當然，參加氫彈預先研究的還有許許多多年青的物理學家，數學家，計算人員，他們都分工合作地參與了這樣或那樣的研究工作。所以氫彈的預先研究的確是集許多人智慧的重大研究成果！
當然，在氫彈的研發過程中，少不得走上某些彎路，這往往是一切研發過程所不可避免的彎路。據我們所知，在世界各國的氫彈的研究中，也都或多或少地走過我們所走過的那些彎路。而中國人的特點是，能夠憑借集體的力量，彌補彼此的不足！
那么，于敏做貢獻‘何在’？也許我們可以打一個‘比喻’。一個由11人組成的‘足球隊’，在場上踢球，互相將足球傳來傳去。但起關鍵作用的人員，卻往往是，場外教練和沖在前面的舉足射門的前鋒。于敏正是這支足球隊的教練兼中鋒。至于我，雖然也添在前鋒之列，但我這位‘邊鋒’，雖然也曾多次和于敏并肩作戰，相互配合傳球，但到了關鍵時刻，‘臨門一腳’，‘應場入網’的卻總是于敏院士。至于我，最多只能將足球踢到能由于敏‘舉足破門‘的最佳位置。
所以，從我來看，將中國的氫彈稱之為于敏構型，是完全準確而恰當的。
直到1987年，二機部九院覺得在核武器研發的問題上，有必要向中國的物理學界實行‘開放’，陸續將向我們這些曾經參加過部分工作的“老同志”，請到綿陽市的九院參觀訪問。于敏親自陪同我和老伴慶承瑞，參觀了九院總部和分散在各地的研究所和實驗室。在參觀氫彈的‘構型’時，于敏用手一指，“這就是氫彈的‘絕密’，‘兩個球’”！而到現在卻已成為核能工作者共知的常識！當然，我就立刻想到，很可能，這就是當初在原子能研究所從事工作時，我們曾討論過的，由原子彈發出的光輻射‘被’鈾238外殼層吸收后引發的‘內爆’，而激發出的氫彈的爆炸了。
后來，在九院曾發生一場氫彈理論發明權的爭論。我曾向鄧稼先詳細介紹過于敏在原子能研究所所做的全部工作。從我來看，我認為于敏是當之無愧的中國氫彈構型的最主要的發明者。
回顧那一時期所做各項工作，可以說，在氫彈的預先研究過程中，幾乎所有的難點的解決都出自于敏的貢獻，而我僅是站在一旁的積極的促進者！
