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主题:核机密之:国产氟油 -- 桃源客
氟油又称“全氟碳油”,是分离铀同位素机组抗腐蚀耐辐射不可或缺的润滑油。铀浓缩过程中铀-235与238同位素的分离是通过六氟化铀的扩散而实现的。六氟化铀是已知铀的惟一稳定且易挥发的气态化合物,为气体扩散法、超离心法分离和富集铀-235和铀-238最为适宜的工作介质。六氟化铀本身剧毒并具有强腐蚀性,与潮湿空气接触还会反应生成毒腐性变本加厉的氟化氢和铀酰氟,因此用于扩散分离机的润滑油必须超强耐腐蚀。研制和生产这种润滑油就成为当时原子弹工程最亟待解决的三个关键技术之首。
在援建铀浓缩工厂时,铀分离机组和仪表用的特种润滑油脂全由苏联供应。苏联专家专门把这种油料存放在保险柜里,派人守卫。用时拿出,用后锁起,根本不让外人接触。哪怕油滴在地上,也立即清除得干干净净,不留痕迹。苏联专家撤走后,只留下几个空盒,里面有些许残余。维持铀浓缩工厂正常运转,每年约需耗费氟油200吨。
据前石油工业部部长、独臂将军余秋里回忆:
1960年1月,国家科委预见到苏联有停止供应氟油的可能,正式要求石油部研制。我得到这个消息后,和党组同志一起研究,认为这是个非常重要的任务,决定由侯祥麟同志和生产技术司副总工程师武迟负责氟油研制的技术工作。1960年夏,苏联对我国铀浓缩工厂停止供应润滑油脂,工厂面临停工的危险。国家科委要求我们加快研制工作。这年7月,二机部对研制工作的具体要求进一步明确,就是要研制3种全氟碳油,并提供少量样品,技术要求是必须能耐六氟化铀,以保证铀分离设备的轴承和仪表能长周期正常运行。石科院立即组织力量加强研究工作,经过反复试验,发现用金属氟化物氟化石油馏分的方法,有可能制得合格的氟油产品。
1960年年底,国家科委召开了第一次氟油研制协调会,决定石科院和上海有机化学所分别开展不同工艺方法的试制研究,原子能研究所承担样品分析、稳定性试验和使用研究。这次会议之后,石科院的研制工作更加深入。他们自己设计、制作了专用的电解槽、反应器等设备,通过反复筛选,找到了国内易得的氟化剂,并考察了各种反应条件、精制方法对收率和质量的影响,还就原料、半成品性质对最终产品性能的影响进行了大量的分析对比研究,终于在试验室试制出合格的氟油产品。经过中间试验,1963年正式生产出三种氟油,供二机部使用。当时试验室正在建设,暂时在平房中工作,条件简陋,氟化氢极易伤人。但全体研究人员在组长高清岚的带领下,发扬高度爱国主义精神,不怕苦、不怕累,日夜奋战,终于取得成功。我听到这些汇报,深受感动。与此同时,上海有机化学所采用不同的方法研究试制,也取得了较好的成果。
依照核会战惯常的做法,双管齐下。石科院由资深院士侯祥麟、武迟领衔,林风、卢成锹、高清岚一班年轻人迎难而上,冲锋陷阵。由于氟毒性大,腐蚀性强,又极易爆炸,许多人白血球大幅度减少。有人被烧伤,有人牙齿脱落,有人试验时脚趾被烧断……为了掌握反应规律,寻找设备故障,众人不顾中毒和爆炸的危险,几十次拆卸电解槽和反应器。
余秋里回忆:
看到此处,心酸之余,眼前也不禁闪现出林帅端坐地图前凝神静思,不时往嘴里递黄豆的画面。这哪里是黄豆,简直就是中国人非常岁月漫漫征途上土掉渣的脑白金啊!
石科院众志成城,在1962年底制成了全氟润滑油及其他油品。1964年生产出合格产品,确保了原子弹的爆炸成功。后来,国家有关部门对3种氟油作出鉴定,认为“在非常困难的条件下,在较短的时间内研制出了全氟碳油系列产品,并投入批量生产,使我国成为少数几个能生产全氟碳油的国家之一,满足了国家急需,为打破国外的核垄断,发展原子能工业作出了重大贡献。”
再说中科院上海有机所,早先为准备发射液氢、液氟火箭在实验厂建立元素氟车间,已有了一定的技术储备。之前,因成功研制核燃料制备用萃取剂和离子交换树脂等工作受到钱三强的高度评价。1960年11月,中国科学院将任务下达给有机所,所党委定名为“111任务”,即有机所第一号任务。在我国有机氟化学及金属有机化学奠基人黄耀曾院士和黄维垣院士指导下,当时年仅28岁、被中科院破格提拔为副研究员的王志勤带领10余位科技人员开展攻关。首先对当时仅有的数毫升样品油进行剖析,确定这种油是一种全氟润滑油。他们因陋就简开始建立起各种氟化手段,包括电解制氟及电解氟化的装置等。从基本原料做起,经过艰苦摸索,终于研制成功各种含氟油脂和氟塑料、氟橡胶,接着中试、扩大生产,不到三年便按时按量解决了原子弹工程的急需。“液相法制造全氟油”项目,1965年获得国家科委创造发明奖。
有机所实验厂,系1958年上海葡萄糖二厂改建而来,后成为该所重要的中试基地。工人厂长杨庆年和以总工程师顾子恺为首的一批科技人员, 也为氟油研制成功做出突出贡献。张劲夫在《中国科学院与“两弹一星”》访谈中特别提及:
1960年,苏联单方面撕毁协议撤退专家。当时受影响最大的是浓缩铀厂,关键材料苏联不给了,整个厂就停顿了。最紧迫的关键技术问题有三个:
第一是氟油。苏联专家一走,浓缩铀厂因为没有氟油停工了。科学院以上海有机化学所为主,其它所配合,终于研究出来自己的氟油,并把上海一个小厂要了过来。这个厂有个工人当厂长叫杨庆年,很能干。他不但配合研究室把氟油研制出来了,而且在他的厂生产,保证了供应。这个厂的总工程师顾子恺也有贡献。当时,石油部还不能生产一些特种油品和石化产品,就靠上海有机所生产。氟油我们自己能够供应,浓缩铀厂的机器就又能运转了。那个小厂,我去看了多次。我看那个厂长有培养前途,就给他连提3级。为什么提3级呢?他当时是20级,提3级,够17级。17级就能够参加17级以上干部会议,那时候重要的事都是先开17级以上干部会议,各所都是这样的。然后,再向党员传达。当时边伯明当所党委书记,人不错,很开明。那时,我们院研究所的党委书记、所长都很好。老边说,“张副院长的话,我们照办。”结果别的人对我有意见,怎么给一个工人连提3级?我说他有功!
上海有机所实力强悍,以“结晶牛胰岛素全合成”项目主研单位之一荣获1982年国家自然科学一等奖,堪称世界级的成果。相对而言,该所在国防科技方面的建树就未必广为人知了。比如,新一代核武器所需特种炸药(与兰州化物所合作);多型号战略战术导弹高性能推进剂用燃速催化剂卡托辛、CL4高燃速催化剂和TPB固化催化剂;神舟飞船与卫星用高可靠性、长寿命有机热控涂层;战斗机飞行员和航天员救生用JGY-2和JGY-3型光焰信号管;导航陀螺仪用新一代低凝固点、高比重、高黏度氟醚溴油;新一代环保型大推力液体推进剂火箭发动机点火剂;环保型航天器小推力姿控发动机和吨级推力主发动机用无毒煤油基和醇基混合燃料;碳纤维上浆剂;用于边界自卫反击战战地抢救的氟碳代血液以及安全部和公安部交办破解外国间谍密写纸特殊化学成分,等等。
如今,国产氟油的摇篮又孕育新品。有机所刘金涛、唐松青等经过近十年攻关和源头上的技术创新,研制成功并批量生产出特种含氟高温润滑油,已应用于我国新型战略武器。此型油品为国内首创,打破了国外的禁运。在2009年新中国成立60周年阅兵方阵中,该系列新型战略武器首次亮相。有机所作为主要完成单位之一,获得2008年度国家科技进步奖特等奖(合作)。(注:非通用项目,疑似长剑-10巡航导弹或东风-31A洲际导弹)
薪火相传,继往开来。
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🙂核机密之:国产氟油
🙂跟个贴讲讲我的叔叔 418 SleepingBeauty 字2903 2014-10-27 06:43:06
🙂好感动 1 柴门夜归 字201 2014-11-01 10:25:16
🙂杨福家后来去了 夏至欧锦 字54 2014-10-28 00:53:45
🙂杨福家是在诺丁汉当校长。 1 故乡云 字0 2014-10-29 23:43:31
🙂我记错了 1 夏至欧锦 字46 2014-10-30 21:26:12
😁我因为是爱丁堡毕业的,所以这个还是上心。 故乡云 字0 2014-10-31 08:47:38
🙂国外的校长和中国的校长不一样 1 田舍郎 字134 2014-10-28 22:37:39