在2016年,一部以林俊德院士爲原型的電視劇《馬蘭謠》首播,該劇再現了我國第一次地下核試驗的那段歷史。

  

  地下核試驗示意圖

  地下核試驗,是將核武器在地下一定深度進行爆炸的試驗,一般分爲平洞和豎井兩種方式。它相比於大氣核試驗,優勢之一是可以將放射性產物封閉在地下,從而避免污染大氣環境。上世紀60年代,美蘇英在簽訂《禁止在大氣層、外層空間和水下進行核武器試驗的條約》後,不斷以反對“污染”大氣層爲藉口施壓我國停止核試驗,妄圖鞏固核大國的壟斷地位。在這樣的情況下,開展平洞核試驗就成了中國繼續發展核武器的必由之路。

  平洞地下核試驗

  因爲大氣核試驗會讓外國收集到放射性微塵,從而暴露我國核彈的裝料和性能等機密數據,所以開展地下核試驗優勢之二便是有利於在技術上進行保密。1969年9月,爲了保障國慶20週年慶祝活動的順利展開,避免期間蘇軍發動突襲,我國決定實施第一次平洞地下核試驗實施威懾。在這次平洞地下核試驗中,程開甲設計的回填堵塞方案成功實現“自封”,不僅解決了大氣層實驗無法解決的許多核技術難題,也使我國核武器研製避免了可能出現的被動局面,從而打破了西方國家對“中國再過20年也掌握不了地下核試驗技術”的妄想。

  地下核試驗後的山崩地裂

  中國在1969年9月首次進行平洞核試驗後,1978年10月又成功進行了首次豎井核試驗。平洞核試驗由於山體常常受限於埋設深度,一般很難進行大威力的核武器爆炸試驗,而豎井核試驗因爲是把核武器吊放到豎井中爆炸,對核武器的爆炸威力一般沒有什麼限制,只需要根據爆炸威力鑽掘到所需的深度進行試驗即可。此外兩種地下核試驗的區別還在於,平洞核試驗通常用來評估核爆產生的地面衝擊和輻射等對軍事設施的影響,而豎井核試驗則常與開發新核武器有關。現在中國可以使用超級計算機進行核武器試驗模擬,其實所用的原型數據基本都是利用原來的豎井核試驗採集的。

  內華達核試驗場的凹陷

  豎井核試驗通常會在地下形成“碎石豎洞”或碟狀沉降坑,而核爆炸所產生的放射性物質則大多會被保留在地下。一般豎井核試驗會選在沖積巖或凝灰岩這種多孔性的地層中進行,因爲凝灰岩在高溫高壓下容易生成硅酸鹽玻璃體,能很好地捕獲核素,而且不容易造成地下水污染,另外凝灰岩質地鬆軟也易於鑿開,比如美國內華達核試驗場就屬於凝灰岩地質,也就是我們在沙漠中看到的一個個凹陷的大坑。原本按照程開甲的設想,中國的豎井核試驗也會選在凝灰岩地質中進行。但由於中國核試驗場的凝灰岩都是在三四億年以前形成的,十分緻密堅硬(內華達的凝灰岩是在幾百萬年前形成的,較爲鬆軟),不適合作爲豎井核試驗場區,中國最終改選花崗岩作爲豎井核試驗的試驗介質。

  我們的核試驗地點

  大型鑽井機

  由於花崗岩過於堅硬,大型鑽井機也成爲了中國成功進行豎井核試驗所必不可少的設備。以我國豎井核試驗場——新疆羅布泊西北的辛格爾地區爲例,該地下存在堅硬的花崗岩地層,靠普通人工方法是根本不可能打出深度近千米、直徑3米左右的豎井的。因此只有靠動用大直徑和能鑽動花崗岩的鑽井機,豎井核試驗才能成功進行。1975年4月,中國蘭州石化廠總裝的大型鑽井機在辛格爾核試驗場的花崗岩地層中鑽出了一個深323米、直徑2.5米的第一口豎井,之後第二年9月又在該地鑽成了一個深256.7米、直徑2.5米的第二口豎井,從而爲1978年10月14日成功進行第一次地下花崗岩豎井核試驗打下了基礎。

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