揭秘苏联核工厂：从二战前就开始重水研究生产

像德国一样，苏联在第二次世界大战以前已经进行制取重水的研究。1938年，在苏联科学院成立了重水委员会(后改称同位素委员会)。1939年，第聂伯罗彼得多夫斯克萨尔热夫物理化学研究属下的一个单位，在第聂伯河的河堤上安装了用电解法少量生产重水的试验设备。1940年4月，苏联决定制造年产约15公斤纯重水的试验工厂。这一数量仅够工厂实验使用。在战争接近结束时，在苏联设计出专门生产重水的氢电解装置的变型装置。

战后，苏联对德国在生产重水方面进行的研究表现出浓厚的兴趣。德国主要的试验工厂——莱纳工厂位于梅尔斯贝格(后来的东德)。1945年10月，在内务部领导下，在梅尔斯贝格将许多德国重水专家集中起来。这个专家组提供了该厂基于硫化氢-水交换生产重水的初步设计。该厂年产5吨重水。1946年10月21日，在设计工作结束后，将专家组撤回到苏联。这些德国专家在物理化学研究所工作到1948年年中，而后被派往乌克兰。

此外，苏联已经掌握了制取重水的另一种方法——作为氨生产时的副产品。1946年10月，在斯维尔德洛夫斯克附近的乌拉尔化学机器制造厂开始生产用于制取重水的电解装置。对奇尔奇克氮气联合公司的电解槽进行了改造，而且工厂本身经过了扩建。1948年，这里开始生产重水。在基洛瓦坎、第聂伯罗彼得罗夫斯克和戈尔洛夫卡的氮气厂，也安装了电解氢装置。这些工厂先后于1950年末或1951年初投产。按照美国情报机关的估计，截至1952年为止，这里已经制取出近50吨重水一一合成氨生产的副产品。

▲挪威生产的重水

有了足量的重水 对浓缩铀的需求就大大降低了

根据苏联的地质资料，在苏联某些铀矿床是西方所没有的。苏联和世界上所有的地方一样，矿石的碾磨、洗选和富集过程均在开采地附近进行，以便比较容易地将少量的氧化铀——“黄饼”从毛矿中分离出来。

1945年苏军进入柏林之后，苏联立即拆卸并向本土运送德国的工业设备。此外，还吸收德国主要的科学家参加核研究。为了进行铀同位素的分离研究，1946年，在苏联与当时存在的苏联研究小组同时成立了德国研究小组。相互竞争的苏、德两个小组共研究了三种浓缩工艺，这些工艺都是按照曼哈顿方案制定的，即:气体扩散法、电磁分离法和气体离心法。

1948年，德国研究小组中的一个成员-一阿道夫•蒂森教授研制成同位素气体扩散分离用装置的实验室模型。1948年初，按照这一设计在埃列克特罗斯塔利(莫斯科附近的诺金斯克以南)建造的一座工厂中进行铀的大批量浓缩。蒂森装置大体上就是在这一年完成的。这是在苏联产生良好结果的第一个同位素分离法。因此，决定将可利用的全部资源都用于气体扩散法上。1949年，在克费尔什塔德出现苏联第一台阶式气体扩散装置，但是很快就出现的与腐蚀有关的问题，使得不能用这种阶式装置来生产武器用铀，即铀-235的含量达不到90%以上。

1949年，早期曾在德国西门子公司任职的马克斯•施滕贝格获准在苏联建造一种离心分馏设备，用来浓缩气体扩散装置产生的铀-235,使其含量提高到90%以上。1951年10月18日，在苏联试验了第一台使用高浓缩铀的核装置，每天生产高浓缩铀约1公斤左右。

苏联，所有军事目的用铀，实际上都是用气体扩散法生产的。除用气体扩散法浓缩铀以外，美国还在研究用一些其它方法进行铀浓缩的究，其中包括用激光分离同位素的实验。

关于苏联的高浓缩铀产量，知之甚少。如果苏联拥有1〜3座年处理能力为700〜1000万公斤分离功单位的装置，则总能力为每年700-3000万公斤分离功单位。这是美国所达到的最大浓缩能力的25%〜100%。据报道，在1946〜1977年期间，苏联总计储存320万吨铀。这一估计的可靠性还不清楚，值得注意的是，这一储备量用气体扩散工艺足以生产出600〜700吨武器用铀。而且根据现有的估计，70年代中期，在苏联每年生产的17500吨天然铀中，民用核动力(包括出口）仅使用约1800吨。其余部分，看来均用于军事目的。

▲美苏两国的核弹头数量对比图

氚的生产是从苏联对热核武器发生兴趣时开始的。1948年，从西方获得有关超级炸弹的消息之后，苏联便开始了热核炸弹的研究工作，并组建了理论研究小组。1949年8月29日苏联进行第一次核爆炸之后，研究小组作出能够制造热核炸弹的结论。1951〜1952年，作为氚生产用反应堆原型的苏联第一座同位素堆开始工作。这是一座功率约为50兆瓦的水冷石墨慢化堆。当1951年初拥有浓缩铀时，一些重水堆也可以成功地用来生产氚。尽管效率不高而且牺牲了当时存在的石墨慢化堆钚生产能力的10%左右。

原文来源：今日头条

作者：诤闻军事

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