苏联核裂变材料的生产与核计划的实施（1945—1949）
张文华 张广翔
摘 要： 核裂变材料主要包括钚-239和铀-235。生产钚-239主要有铀-石墨反应堆和铀-重水反应堆两种方式，生产铀-235主要有气体扩散法、电磁法和离心法三种方法。1945-1949年间，苏联建成了A铀-石墨反应堆和ОК-180铀-重水反应堆的817综合厂、813气体扩散厂和814电磁厂。817综合厂为1949年试爆的第一颗钚弹提供了钚装料，813厂和814厂共同为1951年试爆的第一颗铀弹提供了铀装料。苏联核裂变材料实现工业生产离不开国内科学家自身的努力，也离不开政府给予的资金、技术、人才和物资等全方位的支持；在上述因素共同作用下，苏联以最快的速度实现了核裂变材料的工业生产，打破了美国的核垄断，具有重要的军事和战略意义。关键词： 核裂变材料；乌拉尔地区；核工业；核计划1945年7月16日，美国试爆了世界上第一颗原子弹并用于战争，苏联为了拥有与其争霸世界的军事资本，也必须尽快拥有自己的核武器。但对于刚经历战争摧残的苏联来说，核武器的研制是一项十分复杂的任务，其中难度最大的环节便是核裂变材料的生产。美国氢弹之父爱德华·泰勒曾说，“生产核裂变材料是研制原子弹过程中技术难度最大的环节，一旦这个环节被攻克，那之后用几个月的时间就可以制造出原子弹”。①事实亦是如此，1945年8月20日斯大林签署《国防委员会专门委员会》第9887cc/оп号密令，苏联全面启动核计划。1949年4月15日原子弹的设计单位第十一设计院完成了第一颗原子弹的结构设计任务，但它的试爆却是在1949年8月9日817综合厂交付钚材料的三周之后，即8月29日实现的。
核裂变材料有钚-239和铀-235两种，由于苏联第一颗原子弹使用的核裂变材料是钚-239，所以国内外学界更关注苏联钚-239的生产，而忽视了铀-235的生产。事实上，为了尽快打破美国的核垄断，最大限度地缩短研制原子弹的时间，苏联采取了钚弹和铀弹两种方案的原子弹同时研发的策略，因此，钚-239和铀-235的研发和生产工作也是同步进行的。
生产核裂变材料是苏联时期核工业部门最重要的任务之一，主要在乌拉尔地区进行。乌拉尔地区作为核裂变材料最重要的生产基地，成为俄罗斯史学家研究区域性核计划实施情况的重要对象。一是研究其核工业发展史，②
将其分为起步、完善和成熟三个历史阶段。二是研究其核工业发展政策，将核工业的发展视为苏联历史上的第一个全民计划，而乌拉尔地区是动员型经济发展模式成功的典型。
Алексеев В.В，Литвинов Б.В.Советский атомный проект как феномен мобилизационной экономики.Вестник российской академии наук，1998， Том.68， № 1. 三是研究其核工业发展产生的社会生态影响。
Толстиков В.С.Социально-экологические последствия развития атомной промышленности на Урале： Исторический аспект.Челябинск.， ЧелГУ ， 1999；Толстиков В.С.， Кузнецов В.Н.Ядерное наследие на Урале： исторические оценки и документы.Екб.， Банк культурной информации，2017. 四是研究其核工业的重要分布地，即核保密城市的政治、经济、文化和社会生活，乃至居民社会心理的变化。
Кузнецов В.Н.Закрытые города Урала： Исторические очерки.Екб.， Полиграфист， 2008； Кузнецов В.Н.История атомного проекта на Урале： очерки и статьи.Екб.，Автограф，2009； Кузнецов В.Н.Атомные ЗАТО Урала： история и современность.Ч.1-2.Екб.，Банк культурной информации，2015、2016；Мельниова Н.В.Менталитет населения закрытых городов Урала （вторая половина 1940-х—1960-гг.）.Екб.，Уро РАH，2001.隨着俄罗斯档案文献的陆续解密，国内史学界也开始依据解密的档案，梳理苏联核工业发展的历史概况、探究其发展政策。
张泽宇：《苏联核工业体系创建述论》，《史学集刊》，2017年第2期；张广翔、张文华：《苏联赶超型的核工业发展政策——以乌拉尔地区为例》，《俄罗斯研究》，2018年第5期。总体来看，国内外史学界关于核问题的研究更多的是基于宏观视角，本文从核裂变材料的生产这一微观视角出发研究苏联核计划，在学界尚属首次。笔者根据俄罗斯最新解密的档案，
Л.Д.里亚别夫主编《苏联核计划：文献资料》共分三卷，第一卷《原子弹》（1938-1945）两册，Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР： Документы и материалы，Т.Ⅰ.1938-1945， Часть 1-2.М.，Наука， Физматлит；М.， Издательство МФТИ ， 1998、2002；第二卷《原子弹》（1945-1954）七册，Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР： Документы и материалы， Т.Ⅱ.Атомная бомба， 1945-1954， Книга 1-7.Саров，РФЯЦ-ВНИИЭФ；М.，Наука， Физматлит ，1999、2000、2002、2003、2005、2006、2007；第三卷《氢弹》（1945-1956）三册，Рябев Л.Д.（общ.ред.）Атомный проект СССР.Документы и материалы.Т.III.Водородная бомба.1945-1956.Книга 1-3）.М.， Наука， Физматлит ，2008、2009、2010.Е.П.韦利霍夫主编的《科学与社会：40-50年代苏联的核计划史》共三卷均已出版：Велихов Е.П.（глав.ред） Наука и общество ： история советского атомного проекта （40-е -50-е годы）.Т.1-3.М.，ИздАТ， 1997、1999、2003.梳理了苏联为生产核裂变材料所进行的试验研发、核工程的建设，以及具体的工业生产情况，分析这一过程中遇到的难题及其解决方案，厘清了苏联科学家在核裂变材料工业生产中的科技贡献，以及苏联政府给予的行政支持，揭示了核裂变材料实现工业生产的重要军事和战略意义。一、核裂变材料生产的试验研发
利用反应堆生产钚-239的方案有：铀-石墨反应堆（简称“石墨堆”）、铀-重水反应堆（简称“重水堆”）和铀-普通水反应堆。技术咨询机构科学技术委员会认为，前两套方案最有发展前途。生产铀-235的方法有：气体扩散法、电磁法和离心法。苏联科学家比较倾向于离心法，但是从美国获得的核情报显示气体扩散法更为有效。
1.钚-239的试验研发
石墨堆和重水堆是当时苏联科学界公认最有工业发展前途的方法。相较于石墨堆，重水堆的研发和投产之路更为曲折。一是因为苏联缺少试验所必需的重水；二是最初Ю.Б.哈里顿和П.М.泽利多维奇在模拟数据的基础上，论证重水堆工作原理的合理性，得出的结论是不合理，不能发生链式反应。后来，依据英美的核情报，И.В.库尔恰托夫重新评估了重水堆的发展前景，认识到了它的可行性。但由于生产重水的技术难度较大，再加上重水堆的物理装置更为复杂，所以重水堆的研发进度远远落后于石墨堆。
（1）实验石墨堆—Ф-1
1944-1945年间第二实验室成立第一研究实验室，负责石墨堆的相关研究工作，主任是И.В.库尔恰托夫，副主任И.С.帕纳修克。此外，镭研究所（В.Г.赫洛平任所长）协助研究从辐照铀中分离钚的工业技术，物理化学研究所（А.Н.弗鲁姆金任所长）协助研究钚的物理性质。
石墨堆的核燃料是核纯度金属铀
核纯度金属铀是铀-235的浓度为3%左右的低浓缩铀。，它由埃列克特罗斯塔利市的12厂供应，Ф-1装载了45吨金属铀。
Михайлов В.Н.（Гл.ред.） и др.Создание первой советской ядерной бомбы.C.70.工程材料高纯度石墨由莫斯科电解厂、523厂提供，截至1947年10月22日，石墨的总产量达1237.5吨，
Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР：Документы и материалы， Т.Ⅱ， Атомная бомба， 1945-1954， Книга 3.М.，Наука， Физматлит， 2002.C.750.基本满足了建设需要。1946年7月Ф-1开始建设，11月15日开始组装石墨和金属铀，12月25日18时，Ф-1达到临界状态，这是苏联乃至整个欧亚大陆第一次实现了链式反应。
Ф-1对工业反应堆的建設和运行非常重要。首先，通过它获得了第一批钚样品。1947年8月，И.В.库尔恰托夫及其同事借助Ф-1获得了重量为6.1微克和17.3微克的钚样品，
Курчатов Б.Нехожеными путями.Техника — молодежи.1975，№ 12.С.16-18.借助它们科学家得以研究钚的物理和化学性质。其次，明确了反应堆堆芯和工程材料的尺寸、大小等物理参数。如，金属铀棒的直径可以是30毫米、35毫米和40毫米不等；石墨砌块的大小是100×100×600毫米；工艺管道之间的距离不超过200毫米；反应堆正方形栅格之间的间距是200毫米。
Михайлов В.Н.（Гл.ред.） и др.Создание первой советской ядерной бомбы.C.70.最后，检测了金属铀及其铝合金外壳、铝制管线和其他材料的性能。
（2）实验重水堆—7号装置
重水问题最初由П.Л.卡皮察负责，后来由于政治原因，改由М.И.科恩菲尔德负责。1944年，第二实验室成立第四研究实验室，专门研究重水问题，仍由М.И.科恩菲尔德领导。此外，第九科学研究所的德国科学家福尔默和多佩里也同步进行相关研究工作，他们的工作进展缓慢。于是1945年12月1日在莫斯科市切列姆申科区新建了第三实验室，学术负责人是А.И.阿里汉诺夫，助手是B.B.弗拉基米尔斯基。
Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР： Документы и материалы， Т.Ⅱ， Атомная бомба， 1945-1954， Книга 2.Саров.， РФЯЦ-ВНИИЭФ， 2000.C.74-75.第三实验室与第二实验室是平行的独立机构，它的成立强化了对重水的研究。此外，包括化学工业人民委员会（部）
根据1946年3月15日苏联最高苏维埃第七次大会决议，把人民委员会改为部。据此决议，化学工业人民委员会改组为化学工业部。下属氮工业国家研究所在内的56家科研机构和设计单位协助研究。
重水堆的建设需要核纯度重水，而自然界中重水和轻水的比例是1∶6800，因此，分离重水是一项技术难度非常大的任务。苏联先后采用了同位素交换法、电解法生产重水。1946-1948年间重水生产厂有奇尔奇克电化综合厂、莫斯科电解厂，总产量分别为106.46千克、2462.98千克和3942.6千克；
Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР：Документы и материалы， Т.Ⅱ， Атомная бомба， 1945-1954， Книга 5.Саров.， РФЯЦ-ВНИИЭФ；М.，Физматлит， 2005.C.659.后来增加了第聂伯罗捷尔任斯克氮肥厂、戈尔洛夫卡氮肥厂和别列兹尼基氮肥厂，1949年、1950年的总产量分别为10 684.4千克、17 502.5千克。
Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР：Документы и материалы， Т.Ⅱ， Атомная бомба， 1945-1954， Книга 5.C.659.
1948年7号装置开始建设，1949年4月建成并投入使用。7号装置装载的金属铀为1.5吨，
Михайлов В.Н.（гл.ред.） и др.Создание первой советской ядерной бомбы.C.303.是Ф-1的1/30。它对工业反应堆的建设和运行也非常重要。首先，通过假设工艺管道中装载的铀棒直径为22毫米，在此基础上经过反复试验测试，最终明确了反应堆堆芯的尺寸。其次，明确了反应堆装载的物理参数，初步确定产生链式反应需要4吨重水、2.5吨金属铀，以及50吨石墨用作中子慢化剂。
Круглов А.К.Как создавалось атомная промышленность в СССР.2-е Изд.М.，ЦНИИ атоминформ， 1995.С.304. 最后，初步计算了工业反应堆的运行功率。在此基础上，817综合厂第一座工业重水堆ОК-180得以完善。
2.铀-235的试验研发
分离铀同位素的方法有气体扩散法、离心法和电磁法等，最初苏联科学家更倾向于离心法，认为扩散法不适合重质元素。但从美国获得的相关核情报促使国防委员会于1943年8月16日制定了研发气体扩散装置的计划，1944年苏联又从美国物理学家恩斯特·劳伦斯那里获知关于电磁法的信息。此后，苏联在分离铀同位素方面，以气体扩散技术为主，电磁法为辅，两者同时进行。
（1）气体扩散法
1943年，第二实验室便开始研究在气态下分离同位素的可能性。1944年，第二实验室成立第二研究实验室，专门负责研究气体扩散法，学术负责人是苏联科学院通讯院士И.К.基科因，气体扩散装置的研发工作由列宁格勒加里宁工学院水力机械系主任И.Н.沃兹涅先斯基负责，计算和理论工作由数学家С.Л.索波列夫负责，苏联科学院物理化学研究所、无机化学研究所、化学物理研究所、А研究所、Г研究所、В实验室和Б实验室等机构共同协作。
气体扩散法实现工业生产需要解决以下问题：第一，真空技术。气体扩散装置的工作气体六氟化铀的化学性质活泼，极易腐蚀设备材料及发生氟化反应生成四氟化铀粉末，因此，需要真空封闭技术，保障工作气体不泄露，这项技术难题最终被真空技术研究所攻克。第二，多孔隔板。气体扩散法主要是利用六氟化铀的轻质分子（铀-235）和重质分子（铀-238）的运动速度不同进行分离。通过一台扩散机的多孔隔板，铀-235的浓度增幅不超过0.2%，随着浓度的增加，浓度的增速减缓，而核武器對铀-235的浓度要求是94%，这意味着工作气体六氟化铀需数千次通过多孔隔板。自1946年开始，先后有16家企业竞标多孔隔板，最终是莫斯科硬质合金公司和第二实验室的合作方案中标。第三，电能。气体扩散装置对电能的消耗巨大，1千克武器级铀
武器级铀：铀-235的浓度为3%的铀为低浓缩铀，是核反应堆的燃料；铀-235的浓度大于80%的铀为高浓缩铀，铀-235的浓度大于90%的称为武器级高浓缩铀。所消耗的电能约是60万千瓦·时，因此需要新建大型发电站。
气体扩散法实现工业生产最重要的环节是研制出合格的扩散机。它的研发工作由苏联工业的龙头企业基洛夫厂和高尔基厂负责，为了完成这一任务，这两家工厂分别成立了专门设计院。И.Н.沃兹涅先斯基认为，苏联不应像美国那样研制单级扩散机，而应研制多级扩散机，这样可以减少组合单元。1946年基洛夫厂根据其方案设计24级多级扩散机，但惨遭失败。1947年6月核工业的管理机构第一管理总局就此召开全体会议，И.Н.沃兹涅先斯基受到严厉批评。基洛夫厂专门设计院首席设计师Э.С.阿尔金被降职，由Н.М.西涅夫接任。同时，政府加强了技术研发力度，要求高尔基厂专门设计院参与研发。在两家工厂竞争的情况下，高尔基厂设计的ОК系列扩散机通过了第二实验室的检测，于是扩散机第一阶段的研发任务交给高尔基厂负责，基洛夫厂协助零部件的生产与设计，但基洛夫厂自身并没有放弃研发工作。在1946-1952年间这两家工厂共研发了40多种扩散机，有17种通过检测，其中基洛夫厂9种，高尔基厂8种。
Синёв Н.М.Обогащённый уран для атомного оружия и энергетики： К истории создания в СССР промышленной технологии и производства высокообогащённого урана （1945-1952 гг.）.М.，ЦНИИатоминформ，1992.С.79-83；Артёмов Е.Т.， Бедель А.Э.Укрощение урана.Екатеринбург.，изд.ООО СВ-96， 1999.С.38-40.1947年底，它们完成了扩散机的加速生产任务。1948年初，扩散机被络绎不绝地送抵813厂。
（2）电磁法
电磁法最初由И.Ф.约飞负责，后被Л.А.阿尔济莫维奇取代。1944年，第二实验室成立第五研究实验室，专门负责研究电磁法，仍由Л.А.阿尔济莫维奇领导。苏联科学院乌拉尔分院的电波现象实验室及位于苏呼米市的德国科学家协助研究。
电磁装置由列宁格勒电力生产厂专门设计院和中央真空实验室负责设计，总设计师是Д.В.叶菲莫夫，它们设计的电磁装置总重量为6000吨，镭研究所的回旋加速器磁体的重量只有几吨，第二实验室的磁体重量为75吨，而814厂的重量是它们的80倍以上，这是当时苏联的技术条件和资源供应能力所造成的。
总之，钚-239和铀-235的实验研发是同步进行的。生产钚-239以石墨堆为主，同时还研究了重水堆；生产铀-235以气体扩散法为主，电磁法为辅。第二实验室是生产核裂变材料的理论研究中心，科学院系统和各部委所属的其他科研单位辅助核反应堆生产工艺、同位素分离法和核裂变材料属性等问题的技术攻关。
二、核裂变材料生产厂的工程建设
核裂变材料生产厂主要分布在乌拉尔地区，因为这里具有地缘、自然资源、工业基础和技术人才等方面的优势，蕴藏着发展核工业的巨大潜力，从1945年8月20日核计划全面启动，到1949年8月29日第一颗原子弹试爆成功，短短四年时间乌拉尔地区就建成了利用不同方法制备两种核裂变材料的多家工厂。为了节约时间，核工程的建设与核裂变材料的实验研发同步进行。
1.钚工厂的建设
苏联核工业发展初期，生产钚的工厂主要是817综合厂。1945年12月1日，政府正式通过建设817综合厂的决议。综合考虑地形、水源、电力、交通运输等因素，817综合厂选址在克孜勒塔什湖附近。1946年4月26日正式施工，工程代码是859工程。它主要由三个工程组成：A工程负责石墨堆、Б工程负责放射化学厂、B工程负责化学冶金厂，工程建设单位是内务部859建设管理局，建设主任是М.М.察列夫斯基，总工程师是B.A.萨普雷金。
A工程的总工程师是斯维尔德洛夫斯克科学研究所所长H.A.多列扎利，石墨堆的结构设计单位有第二实验室、第十一国家专门设计院、航空工业设计院、国防工业设计院和钢结构设计院。A工程建设的步骤包括挖基坑、钢筋混凝土铺设基坑、反应堆的设计和安装。由于缺少机械，只能靠人工挖掘基坑，件
件主要是指核工程的结构设计图纸，各种技术标准和技术资料等等。也历经两次变化，基坑深度从8米加到24米再增加到43米，直到1947年5月此项工作才完成。混凝土的铺设、安装钢筋加固的工作也一再延误，直到1947年底反应堆的建筑框架才完成。1948年1月开始金属铀和主要设备的安装，但在安装过程中，遇到了高技术安装人才、含铅的金属丝（可防腐蚀）短缺等难题。之后，需要对建筑物进行粉刷、喷漆和铺地板等室内装修工作，还要种植树木，使整个反应堆隐藏在绿色丛林之中。根据1946年4月9日部长会议的决议，A工程应于1947年7月1日投入使用，
Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР： Документы и материалы， Т.Ⅱ， Атомная бомба， 1945-1954， Книга 2.C.193. 但实际上工程到1948年5月中旬才完成，耗时接近2年，耗资达5.04亿卢布。
按照1945年的价格标准，100万卢布可购买450万块砖，或1.3万立方米的木材，或13万平方米的土地等。ГФ ПО Маяк.Ф.1.Оп.3.Д.309.Л.9， 17.转引自：Жарков О.Ю.Начальный этап освоения промышленного производства плутония в СССР.Вестник Челябинского государственного университета， 2009.№.37 （175）.История.Вып.36.С.125.最终成型的核反应堆高度达20多米，用高纯石墨块砌成，在石墨中穿孔放置工艺管道，共计约有1168个工艺管道，
Cochran Т.В.， Norris R.S.， Russian/Soviet Nuclear Warhead Production.NWD 93-1.N.-Y.， Natural Resources Defense Council， 1993， p.49.转引自：Холловэй Д. Сталин и бомба：Советский Союз и атомная энергия， 1939-1956. Новосибирск.， Сибирский хронограф， 1997.C.249.每个管道都放置铀棒，其外形像气缸，内壁覆盖了一层隐形防辐射保护膜。
Б工程的总工程师是Б.В.戈洛莫夫，放射化学厂的结构设计单位是第十一国家专门设计院。1946年12月，Б工程的施工件陆续完成，它的建设步骤包括挖基坑、铺设混凝土、安装钢筋加固、给所有厂房加绝缘层等。它的基坑体积相对A工程小得多，但它位于岩石区，每天大约需要2吨TNT炸药辅助挖掘工作。1947年夏基坑挖掘工作完成，比原计划的3月底延迟了2个多月。下一阶段是铺设混凝土，共计需要铺设4万立方米，但截至11月15日，只铺设了1.9万立方米，这意味着大部分工作必须在冬天进行，致使混凝土加热工作的难度加剧，出现额外的工程质量问题。之后是为厂房安装绝缘层，每个厂房的墙面、地板需涂上厚达2厘米的沥青和乳胶，天花板需涂上至少厚达6厘米的沥青。为此，Б工程大约先后建了100多个锅炉熬制沥青，很多一线工作人员被煮沸的沥青严重烧伤，直到1948年5月底，绝缘工作才完成。此外，还需建设钢筋混凝土隧道，用于储存生产过程中產生的放化性废弃物。隧道深达30米，最初长度是150米，到1949年达1000米。根据1946年4月9日部长会议的决议，Б工程计划于1947年9月1日投入使用，
Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР： Документы и материалы， Т.Ⅱ.Атомная бомба， 1945-1954， Книга 2.C.193.实际上1948年12月初才竣工。
B工程的总工程师是Ф.М.布廖霍夫斯基，化学冶金厂的结构设计单位有第九科学研究所、普通化学和有机化学研究所，以及第十二国家专业设计院。B工程相对于A、Б工程要简单得多，它是在海军炮弹仓库和军营基础上改建的，其厂房与普通的化学实验室一样，装有木制拉动柜和试验台，实验仪器也十分简单，有铂金过滤器、玻璃杯和金色漏斗等。但它对室内装修的要求极高，墙壁和天花板必须要像镜面一样光滑，即便是细小的空中悬浮物也不能镶嵌其中。1949年2月20日，B工程竣工。
在石墨堆建设的同时，第三实验室重水堆的研究工作也卓有成效。工业重水堆选址在817综合厂，重水堆的结构设计单位是列宁格勒的中央锅炉研究所与波多利斯克的锅炉制造厂，但А.И.阿里汉诺夫没有通过它们的设计方案，1949年3月26日部长会议委托高尔基厂专门设计院负责其工程设计工作。
Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР： Документы и материалы， Т.Ⅱ.Атомная бомба， 1945-1954， Книга 4.Саров.， РФЯЦ-ВНИИЭФ；М.，ФИЗМАТЛИТ， 2003.C.281. 1949年8月，反应堆的技术设计任务完成，开始土方工程的建设，之后历经数次修正，施工建设工作一直持续到1950年12月。随之，А.И.阿里汉诺夫及其助手来到施工现场，参与反应堆的安装、调试和监督工作，1951年11月17日，ОК-180重水堆正式投入使用。
2.铀工厂的建设
在核工业发展初期，主要有813和814两座铀工厂。1945年12月1日，政府通過了建设813厂的决议。综合考虑到厂房、电力、水源和交通等因素，813厂选址在新乌拉尔斯克市上涅伊温斯基镇，工程代码为865工程，建设任务由内务部865建设管理局负责，建设主任先后由И.П.博伊科夫、А.С.波诺马廖夫担任，总工程师是Б.М.谢尔久科夫。工程分为五个建设区，第一区负责扩散厂主楼建设，第二区负责传统住房建设，第三区负责道路建设，第四区负责最后的整修工作，第五区负责为囚犯建设四个独立的营房。
813厂的结构设计单位是第十一国家专门设计院，它对厂房的要求比较简单，与普通的机械厂没有明显的技术差别，只需要建设一座可以容纳数千台扩散机的工厂，故1947年初工程的建设工作就已基本完成，比原计划1947年9月
Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР： Документы и материалы， Т.Ⅱ， Атомная бомба， 1945-1954， Книга 2.C.83.竣工的期限提前了半年。工厂扩散设备的安装则是一项艰巨的任务，参与安装工作的单位有国营钢结构托拉斯、乌拉尔卫生技术设备和安装工程托拉斯、乌拉尔电气安装托拉斯和隔热设备托拉斯等。
814厂的建设则相对滞后。因为最初并没有打算建设电磁厂，直到1946年气体扩散装置研发失败，它的建设才提上日程。1947年6月10日专门委员会召开会议，讨论了814厂的选址和生产设备问题，1947年6月19日部长会议决议，在斯维尔德洛夫斯克州伊索夫地区的原始森林中建设814厂，工程建设单位是内务部1418建设管理局，工程主任是М.А.扎里茨基，结构设计单位是第十一国家专门设计院。
Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР： Документы и материалы， Т.Ⅱ.Атомная бомба， 1945-1954， Книга 3.C.213-214.
814厂的电磁装置高21米、重6000吨，为了容纳如此庞大的电磁装置，苏联需要建设前所未有的超大型真空车间，并提供充足的电力保障。814厂的主体建筑是一座5层高的大楼，由20个专门设计室组成。室内设计方案复杂，由昂贵的黄铜制成，确保超深真空的绝对压力保持在10-6mm 水银柱，建筑物的自重在1000吨以上。由于电磁装置耗电量极大，814厂附近不能提供足够的电能供给，部长会议决定在尼日涅—图林地区建设发电功率为12.9万千瓦的国营发电站。814厂的施工技术难度极高，故未能如期完工。根据1948年4月6日部长会议的决议，它应于1949年7月1日完工并投入使用，
Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР： Документы и материалы， Т.Ⅱ， Атомная бомба， 1945-1954， Книга 2.C.455.而实际上1950年12月才投入使用。
核工厂的建设动用了巨大的人力、财力和物力资源。就人力而言，动用了囚犯、工兵、特殊移民和雇佣工人等一切可以动用的劳动力资源，截至1949年8月29日，参与核工程建设的建筑工人共23.425万人，其中817、813和814厂分别为4.49万人、2.76万人和1.94万人，
这是《苏联核计划：文献档案》中的数据，还存在其他数据，本文第四部分会详细说明。Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР：Документы и материалы， Т.Ⅱ， Атомная бомба， 1945-1954 ， Книга 4.C.736-737.共计9.19万人，约占总人数的2/5。就资金而言，1947-1949年核工厂的基建资金共计为57.22亿卢布，
Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР： Документы и материалы，Т.Ⅱ， Атомная бомба， 1945-1954.Книга 5.C.673.817、813和814等核裂变材料生产厂到最后完工共耗资20.93亿卢布，
Чубукова М.А.Организационно-правовые основы участия НКВД-МВД СССР в разработке и реализации советского атомного проекта （1941-1949 годы）.М.，Московский университет， 2007.C.123.也约占总支出的2/5。就物力而言，更是无法统计，核裂变材料厂所需的一切资源，如包括材料、仪器、车辆、工业品、日用品等物资和设备都要无条件优先供给和运输。虽然部分核工程没有按时完工，但这已是当时的物质技术条件下，最大限度地动员一切资源，用最短的时间完成的。
三、核裂变材料的工业生产
核裂变材料的工业生产具有试验性特征，817综合厂生产钚的技术、813厂的气体扩散装置、814厂的电磁装置都是在工业生产中不断完善的，这种试验性注定了在工业实践过程中会遇到诸多难题。
1.钚-239工业生产的形成：石墨堆与重水堆的比较
817综合厂的学术负责人是И.В.库尔恰托夫，前三任厂长是П.Т.贝斯特洛夫、Е.П.斯拉夫斯基和Б.Г.穆兹鲁克夫。曾用代码有车里雅宾斯克-40/65、10号基地、苏联工业建设总局南乌拉尔办事处等，1967年改名为灯塔综合厂。它建有石墨堆、重水堆、放射化学厂和化学冶金厂，截至1949年8月29日，共有 10 118名工作人员。
Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР： Документы и материалы， Т.Ⅱ.Атомная бомба， 1945-1954， Книга 4.C.720.
A石墨堆的主要任务是通过核反应堆辐照金属铀，获得辐照铀。1948年6月19日，石墨堆投入使用，它是亚欧大陆上第一个核能工业装置，从此，苏联开始了钚-239的生产历史。但由于遇到一些技术故障，直到1948年底，石墨堆才生产出第一批辐照铀溶液，1949年3月26日之后开足马力全面运行。
石墨堆运行中遇到的最为严重的问题是铀棒的铝外壳遭到强烈腐蚀，随着其腐蚀的加剧，铀棒膨胀、铀表面出现褶皱和凸起，铀棒被卡在冷却管道中，导致在1948年底管道出现大规模泄露，1949年1月20日石墨堆被迫停止运行。为了消除故障，需对铝外壳进行阳极氧化处理。由于当时苏联没有备用的铀块，如何在替换外壳的同时，还保存有价值的铀块和辐照铀，这是一道难题。当时制定了两套方案，一是从反应堆的底部卸载铀棒，二是从反应堆的顶部用“吸盘”吸出铀棒。由于第一套方案容易破坏铀块，最终采取了第二套方案，共吸出了约3.9万个铀块，耗时34天，
Ларин В.А.Комбинат “Маяк”-полвека проблем.М.，КМК，1996.С.71.经过干燥处理后，铀块再次装载到经过阳极氧化处理的新铝合金管道中。这一过程的污染性特别强，存在γ射线的高度辐射，作业人员大都承受了过度辐射。
Б放射化学厂的主要任务是利用放射化学法从辐照铀中分离出钚-239，并清除裂变的衍生物和所有杂质。首任厂长是П.И.多切内，学术负责人是苏联科学院通讯院士、镭研究所副所长Б.А.尼基京，镭研究所和第九科学研究所协助浓缩钚溶液放化技术的研发工作。该厂包括2号部门（辐照铀块的溶解）、3号部门（从分裂物中纯化铀与钚）、6号部门（从铀基岩中分离钚）、7号部门（富集钚）、8号部门（镧-氟化法浓缩和纯化钚）、12号部门（利用萃取法从铀残渣与裂变产物中浓缩和净化钚）。
1948年12月22日，A反应堆生产出的第一批辐照铀用铝制外壳包裹送到Б厂进行加工，Б厂利用钚和镧组成的氟化物，通过化学方法分离高活性裂变物，从而获得浓缩钚溶液，它是获得武器级钚
武器级钚：钚-239的纯度达到92%～93%称为武器级钚。的原料。在放射环境中，管道和压缩机有多处管道泄露，导致出现钚“消失”的情况（钚沉淀在设备和运输管道内）。为此，需要大量的技术人员、工程师、操作人员、电工、焊工和钳工，定期更换阀门、补焊管道等，在没有任何保护的情况下，工作人员遭到了严重的辐射。虽然代价巨大，但Б厂最终获得了科学和技术上的成功。在设备材料上，抗腐蚀的有机玻璃、聚氯乙烯塑料等人工合成材料替代金、银等贵金属。在技术方法上，最初纯化钚的醋酸氟化法被乙醚萃取法所取代。最终于1947底，Б厂获得第一批微克质量的钚浓缩物，1948年获得毫克质量的钚浓缩物，1949年2月26日生产出第一批硝酸钚溶液送到B厂进行深加工。
B化学冶金厂的主要任务是利用化学冶金法从钚溶液中提纯金属钚，并通过机械锻造法将其加工成原子弹的部件。首任厂长是А.В.弗洛罗夫，学术负责人是A.A.博奇瓦尔，参与研发提纯金属钚的机构是第九科学研究所、普通化学和有机化学研究所。该厂由9号化学车间、冶金部门和4号铸造-机械车间组成。
1949年2月20日，B厂开始运行，2月26日24点开始对从Б 厂获得的第一批钚溶液进行提纯工作。第一步是要分离杂质，深度净化钚，这项工作由9号化学车间完成。它最突出的贡献是推翻了第九科学研究所提供的精炼技术——硝酸钚沉淀法，确定了草酸钚的硫化物纯化法和重结晶法，这大大增加了从硝酸钚溶液中提取钚的浓度，消除过氧化物的沉积，将提取率从50%提升到90%。一个半月后B厂获得了第一批光谱纯度的二氧化钚，约10克。
Шубарина Л.В.Становление и развитие оборонно-промышленного комплекса на Урале：1945-1965 гг.Челябинск.，Челябинскийгосударственный университет ， 2011.C.169.它被送到冶金部门进行氯化，1949年4月19日，获得第一批氯化物，重8.7克。
Сохина Л.П.Страницы истории химико-металлургического завода 20 по Маяк .Озёрск.，Изд.Озёрск，1998.С.15.同日，它被送到冲压部门，制成苏联的第一块钚锭。但此时钚的萃取率相对较低，经分析发现，炉渣中残留大量的钚，特别是衬里。
在工程材料中，衬里是指在管道或容器内表面复合的一层耐蚀材料。 衬里的材质用氧化镁替换氧化钙之后，萃取率提高到97%。最后一个环节是在4号车间完成的，车间主任是A.A.博奇瓦尔和A.C.扎伊莫夫斯基，它由铸造部门、模压部门、金相实验室和切割加工部门组成。1949年4月，钚锭从9号车间送往4号车间。4号车间的工作人員首先借助牙钻或手术刀剔除钚锭中的夹渣。之后，开始用镓铸造钚合金锭，并用专门的工具研磨光滑。为了便于验收，在最终产品的表面涂上一层镍，并进行氧化处理。
在这一过程中，从美国获得的关于“小胖子”原子弹
“小胖子”原子弹是1945年8月9日美国在日本长崎投放的原子弹，它是内爆式钚弹。 结构的核情报帮助817综合厂明确了钚部件的体积和重量，以及可容许的杂质范围。1949年8月5日，817综合厂生产出了足够量的钚材料，并加工成零部件，于8月9日通过原子弹的总设计师Ю.Б.哈里顿院士、军事代表В.Г.库兹涅佐夫的验收，三周之后，即1949年8月29日苏联成功试爆了第一颗原子弹。
由于技术水平有限，苏联核原料的有效利用系数极低，钚-239的造价极高，1950年为1515.2万卢布/千克；
817综合厂在1949年生产钚-239的造价更高，因为1949年Б厂和В厂的有效利用系数分别为89%、84.8%，1950年分别为94.4%、92.9%。Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР： Документы и материалы， Т.Ⅱ.Атомная бомба， 1945-1954， Книга 5.C.712.生产效率也极低，产量不超过100克/天，每年的产量仅够制造两三颗钚弹，为了批量生产核弹头，817综合厂必须不断改进生产技术、扩大生产规模。
重水堆生产钚的工艺流程与石墨堆类似，可以与其共用放射化学厂和化学冶金厂。ОК-180工业重水堆于1951年11月17日运行，不久之后，它的运行就遇到了紧急情况，11月份克孜勒塔什湖的水温下降至0-3℃。热交换器的温度低于3.8℃，重水就会结冰，反应堆中的重水循环停止，然而由于铀块剩余能量的释放，部分重水又开始沸腾，导致重水堆被迫停止运行。为了避免此类事故，馏出物的温度绝不能低于8℃。ОК-180重水堆遇到的最严重的问题是反应堆排放装置（由高尔基厂专门设计院设计）故障，当铀块从工艺管道卸载时，钚被卡在锅炉的排放装置内，以致剩余热量较大的块体积聚，不仅导致块体本身过热乃至熔化，还导致水力传导元件的烧毁，以及整个反应堆排放系统的失效。为了消除该故障，反应堆长期关闭，最终于1966年被拆除。之后，又新建了一座与之运行原理截然不同的重水堆ОК-190М。
总之，在钚材料生产的初期阶段，石墨堆、重水堆同步运行。相较于石墨堆，重水堆的优势是所需核原料少、产量高、有效利用率高，ОК-180重水堆装载的铀量是A石墨堆的1/10，对缺乏铀的苏联来说，这是非常适用的。但重水堆在发展初期就遇到了一系列技术难题，以致于其投入运行的时间比石墨堆晚了3年，最终是石墨堆为苏联的第一颗原子弹提供了钚材料。
2.铀-235工业生产的形成：气体扩散法和电磁法的结合
813厂的首任厂长是А.И.丘林、学术负责人是И.К.基科因，曾用代码有5号基地、苏联城市建设总局乌拉尔地区技术装备基地、上涅伊温斯基国有机械制造厂，1954年改名为乌拉尔电化综合厂。截至1949年8月29日，共有6335名工作人员。
Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР： Документы и материалы， Т.Ⅱ.Атомная бомба， 1945-1954， Книга 4.C.720.
在主要设备尚未完成测试的情况下，813厂就已经着手设备的安装工作。813厂安装的扩散机主要有三种类型：ОК-7（小型）、ОК-8（中型）和ОК-9（大型），安装顺序先是小型扩散机，后是中型和大型扩散机。第一批ОК-7于1948年初运达，5月完成安装并投入使用，但不久之后便大量停机，原因是水压系统出现空气泄露的情况。在机器运行过程中，发动机的转子与定子分离，陶瓷套爆裂，进而导致泄漏。这需要更换新转子，消除氟化铀与变压器铁芯之间的相互作用。但更换后，ОК-7、ОК-8级联仍旧无法正常工作，原因是压缩机电气驱动装置的滚珠轴承滞塞或轴承高度磨损导致机械停止运行。解决这一问题，需要更换5500台机器的轴承并调整装配，以消除轴承故障。
更严重的问题是在级联中工作气体六氟化铀无法实现高度分解，导致高浓度六氟化铀的液流实际上没有达到终端级，大部分六氟化铀转化为四氟化铀粉末沉淀在机器的内壁上，经过整个级联之后释放出的是四氟化铀，这意味着一切都回到了原点。为此，И.К.基科因向政府请求派德国科学家来813厂考察。考察后，德国科学家认为，813厂的技术还很落后，距离真正掌握气体扩散技术还很遥远。之后，贝利亚也来到现场，听取了И.К.基科因等人的汇报之后，他说道：“我知道你们已经做了很多工作。在战后国家经济十分困难的情况下，政府给了你们所要求的一切。我现在有权要求你们完成任务。我给你们三个月的时间，如果不能完成，那么后果自负。”
Петросьянц A.M.Как это было.Атом-пресса.1995， май.Вып.17.
贝利亚命令苏联科学家А.Н.弗鲁姆金、А.П.维诺格拉多夫、В.А.卡尔扎温，以及德国科学家П.А.蒂森等人协助查找气态六氟化铀转化为四氟化铀粉末的原因。经研究发现，主要是OK-7和OK-8发动机的定子和转子的表面化学性质极不稳定。在工作状态下，发动机温度上升，腐蚀加剧。于是专门委员会决定将其替换成最新研发的机器OK-6，它有可熔酚醛树脂做成的陶块隔墙，表面涂上干燥油，发动机的定子与转子分开。此外，П.А.蒂森和В.А.卡尔扎温建议对所有级联机器管道的内壁表面用加热的空气氟化混合物进行钝化处理。
1949年11月，813厂交付了第一批产品，铀-235浓度为75%的铀。但OK-7和OK-8的更换，以及机器内壁和多孔过滤器的钝化处理直到1950年才完成，此后苏联科学家才真正掌握了气体扩散技术。全面运行后，813厂共安装了1.056万台气体扩散机。
Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР： Документы и материалы， Т.Ⅱ.Атомная бомба， 1945-1954， Книга 5.C.649. 但由于六氟化铀的损失比预计的高5～6倍，其获得的铀-235浓度仅为75%，而铀弹所需的浓度为94%，因此，813厂并沒有彻底完成武器级铀的生产任务，这个任务交由814厂继续进行，直到1954年，813厂新建的分厂Д-4投入使用后，它才可以独立生产出铀-235的浓度为94%的武器级铀。
814厂是利用电磁法分离同位素铀的工厂，首任厂长是Д.Е.瓦西里耶夫，学术负责人是Л.А.阿尔济莫维奇，曾用代码斯维尔德洛夫斯克-45。截至1949年8月29日，共有1266名工作人员。
Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР： Документы и материалы， Т.Ⅱ.Атомная бомба， 1945-1954， Книга 4.C.720.
自1950年春开始，814厂进行安装、调试和试运行工作，1950年第四季度投入使用，813厂将铀-235的浓度为75%的铀送到这里继续加工，最初，其计划产量为4-5微克/小时；进入工业生产之后，为150克/天。
Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР：Документы и материалы， Т.Ⅱ， Атомная бомба， 1945-1954， Книга 1.Саров.， РФЯЦ-ВНИИЭФ， 1999.C.92.1950年12月，814厂生产出第一批铀-235的浓度为94%的武器级铀，1951年它为第一颗铀弹提供了铀装料。尽管电磁装置存在一些缺点，妨碍了电磁法在工业中的推广，但正是电磁法在苏联获得第一颗铀弹所需的武器级铀中发挥了关键性作用。这一时期，武器级铀的造价很高，1950年为1233.5万卢布/千克。
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总之，813厂和814厂合作为第一颗铀弹提供了铀装料。与气体扩散法相比，电磁法的主要优点是：在相同周期内分离系数更高；有通用性，可以在同一设备上分离各种稳定和放射性元素的同位素。缺点是：生产效率低，如果出现重大损失铀不可回收，能源消耗大，运营成本高。因此，利用电磁法生产的武器級铀十分有限，只能满足苏联第一颗铀弹的需要。第一颗铀弹试爆之后，814厂由于生产成本高昂而被改组成418厂，生产核聚变材料锂-6和批量生产核武器零部件，813厂则继续武器级铀的生产。
四、认识与评价
经历战争创伤的苏联仅用了四年多的时间便实现了耗资巨大、技术难度极高、人员投入极多的核裂变材料的工业生产，不可避免地会导致外界对其产生误解，因此，客观地认识以下问题十分必要：
第一，苏联科学家的科技贡献。1949年8月29日苏联原子弹横空出世，引起人们的纷纷猜测。特别是众人悉知，苏联从英美获得的核情报数量达1万余份，其中有大量关于工业核反应堆，以及扩散机结构等方面的资料，一时之间情报论甚嚣尘上。
刘玉宝：《苏联第一颗原子弹成功研制的决定性因素分析——基于苏联核计划解密档案文献资料的研究》，《史学集刊》，2018年第6期，第40页。令人不禁疑问，苏联科学家在核裂变材料工业生产中的贡献是什么？关于核情报在核计划中的作用张广翔和刘玉宝在《国外核情报与苏联原子弹的研制》
刘玉宝、张广翔：《国外核情报与苏联原子弹的研制——基于俄罗斯解密档案文献的研究》，《历史研究》，2015年第1期。 一文中已经详细阐释，本文不再赘述，在此我们重点厘清苏联科学家的贡献。
在核工程的结构设计方面。美国汉德福钚综合厂的石墨堆铀棒采用水平放置方案，但H.A.多列扎利为A石墨堆创造性地改用垂直放置方案，垂直方案避免了美国水平方案遇到的诸如水平工艺管道结构构件容易变形等问题，大大增加了反应堆的效能，直到现在仍被世界上许多国家沿用。
在离心法分离同位素铀方面。苏联科学家早在1942年就开始研究离心法，但后来由于掌握了美国成功实施扩散方法的情报，贝利亚下令暂停离心法，优先发展气体扩散法。1951年第一颗铀弹试爆之后，苏联恢复离心法的研究。1957年乌拉尔电化综合厂（过去的813厂）生产出世界上第一批用离心法获得的高浓缩铀，20世纪60年代苏联确立了离心法在同位素分离中的主导地位，迄今为止，继承了苏联主要核遗产的俄罗斯联邦国家仍因掌握离心技术优势在同位素分离领域独占鳌头，目前其低浓缩铀的出口占世界同类产品的80%以上。
Краткие итоги деятельности 2017 （Уральский электрохимический комбинат ）.С.4-5.http：//www.ueip.ru/Pages/default.aspx
在核裂变材料的工业生产方面。苏联科学家解决了我们在上文中提到的诸多技术难题，真正在工业规模上掌握了生产核裂变材料的技术，并且在工业生产中不断降低造价、提高生产效率，以满足核弹头批量生产的需要。
在核装料的结构设计方面。苏联在第一颗原子弹РДС-1的核装料结构设计方面进行了以下改进：在钚球和带有中子反射器的推进器之间引入了气腔结构；为球形核装料设计内腔，以便更有效地实现“内部坍塌”。因此，РДС-1与美国的“小胖子”原子弹相比，减少了核裂变材料的消耗，同时还减轻了重量、减小了体积。
第二，关于政府提供的行政支持和获得的回报。苏联在短期内完成核裂变材料的工业生产，这离不开政府强有力的行政支持。首先是资金支持。核裂变材料生产过程中所需的财政拨款可以不做预算，根据实际消费开支，甚至无须在财政部门登记留底。据统计，1947-1949年间关于817、813和814等核裂变材料生产厂工程基建投资达20.93亿卢布；813厂的设备价值7.3亿卢布，814厂的电磁设备以及为满足其运行所扩建的发电厂总耗资达10亿卢布。
20.93亿卢布和7.3亿卢布上文已经标注，10亿卢布参见Алексеев В.В.， Литвинов Б.В.Советский атомный проект как феномен мобилизационной экономики.Вестн.Рос.акад.наук.，1998.Т.68.№1.С.6. 根据1996年估算的数据，1945-1949年间苏联核计划的花费达85亿卢布，这一时期核计划的支出占国民总收入的比重逐年增加，分别是0.9%、2.0%、3.0%、3.6%、4.1%。
Цит.по Бюлл.Центра общ.Информ.По атомной энергии ，1996.No.1.С.34.转引自：Котельников Р.Б.， Тумбаков В.А.Атомный проект СССР-дерево целей， ресурсы， усилия， результаты （1945-1950 гг.） // Наука и общество： история советского атомного проекта （1940-1950 гг.）.Т.2.М.， ИздАТ， 1999.С.328.据历史学家Н.С.西蒙诺夫1999年考证的数据，仅1947-1949年间苏联核计划的开支就达145亿卢布。
Симонов Н.С.Военно-промышленный комплекс СССР в 1920-1950-е годы темпы экономического роста структура организауия производства и управление.М.， РОССПЭН， 1996.С.242.但以俄罗斯科学院历史研究所的И.В.贝斯特洛娃为代表的部分学者认为，这些数据的准确性有待考证，实际花费应该更高。
其次是人力支持。根据《苏联核计划：文献资料》公布的数据，截至1949年8月29日，参与乌拉尔地区核工程建设的建筑工人有91 900人，参与其工厂运行的工人数量达17 719人。
Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР： Документы и материалы， Т.Ⅱ.Атомная бомба， 1945-1954， Книга 4.C.737-738.但В.Н.诺沃肖洛夫认为，实际参与的人数更多，因为在核计划初期缺乏对核工业发展的长远计划，所以参与该地区核工程建设的工人数量波动很大，在1947-1949年间人数最多可达25万人。
Подсчитано по годовым балансовым отчетам Управлений строительств уральских строек ПГУ за 1947-1949 гг.转引自：Новоселов В.Н.Создание атомной промышленности на Урале.Челябинск.，Урал.Акад.，1999.C.196.此外，还有数十万人从事核原料的勘探、运输和存储等方面的工作。
最后是政策支持。为了让核工厂的工作人员心无旁骛地工作，政府竭尽全力为他们创造良好的工作和生活条件。一是住房保障。在全苏住房紧张的情况下，基本上保障所有工作人员拥有自己的住房。二是高工资。核工厂中级工程师的工資是1300卢布，高级工程师是其2～3倍以上，
Жучихин В.И.Первая атомная：Записки инженера-исследователя.М.， ИздАТ， 1993.С.22.而当时全苏工人的平均工资是700卢布。
Лельчука В.С.，Пивовар Е.И.（Под ред.） СССР и холодная война.М.， Мосгорархив，1995.С.152.三是物质奖励。按时完成或超额完成“特殊工作”可获得额外的物质奖励，如额外的工资补贴、粮票。核科技发明可以获得10～100万卢布不等的奖金，社会主义劳动英雄称号的获得者、斯大林奖章的获得者可以获得小轿车、私人别墅等奖励，享有公费旅游（国内外）、子女在全苏范围内任择学校、在某些领域的工作是双倍工资等优惠政策。
Рябев Л.Д.（общ.ред.） Атомный проект СССР：Документы и материалы， Т.Ⅱ， Атомная бомба， 1945-1954， Книга 1.C.92.
在付出巨大代价的同时，苏联达到了预期目标，仅用了四年多的时间就实现了核裂变材料的工业生产，打破了美国的核垄断。50年代中期到60年代中期苏联的核潜力发展迅猛，70年代下半期苏联实现了在核弹头的数量上赶超美国的军事和战略目标（见表1）。
第三，关于核裂变材料实现工业生产的军事和战略意义。苏联核裂变材料的生产是在冷战背景下进行的，冷战的激烈化迫使苏联不计成本和代价，以求尽快实现其工业生产，而这又进一步加剧了冷战。核竞赛成为美苏两国在冷战状态下展开斗争的重要手段，以核武器为核心的军备竞赛成为冷战的主要形式之一。因此，苏联以最快的方式实现核裂变材料的工业生产，具有重要的军事和战略意义。它打乱了美国的战略部署，引起美国社会的恐慌。因为，基于对战后苏联科技水平和经济实力的分析，1948年美国的核工程师D.F.霍顿和美国的俄国通E.雷蒙德指出，苏联最早在1954年才能获得研制原子弹所需要的足够量的钚-239，在此之前它绝不可能制造出原子弹。
Хогертон Д.Ф.， Рэймонд Э.Когда Россия будет иметь атомную бомбу？ М.，Гос.издательство Иностранной литературы， 1948.С.38-39. 苏联的进展比美国的预期快了4年多，为了应对苏联的新变化，杜鲁门总统于1949年10月批准了扩大原子弹的生产计划，并做出了关于紧急研制氢弹的决定，美苏军备竞赛升级。
责任编辑：宋 鸥
Abstract： Nuclear fission materials mainly include plutonium -239 and uranium-235. There are two main ways to produce plutonium-239： uranium-graphite reactor and uranium-heavy water reactor. As for uranium-235， there are three main methods to produce it： gaseous diffusion method， electromagnetic method and centrifugal method. From 1945 to 1949， the Soviet Union built the 817 Integrated Plant which contained the A Uranium-Graphite Reactor and the ОК-180 Uranium-Heavy Water Reactor， the 813 Gas Diffusion Plant and the 814 Electromagnetic Plant. The 817 Integrated Plant provided the plutonium loading for the first plutonium bomb that was tested in 1949， and the 813 and 814 Plants jointly supplied uranium loading for the first uranium bomb that was tested in 1951.The industrial production of Soviet nuclear fission materials resulted from the efforts of domestic scientists themselves， and also from the full support of the funds， technology， talents and materials given by the government. Under the combined effect of the above factors， the Soviet Union achieved the industrial production of nuclear fissile materials at the fastest speed， breaking the nuclear monopoly of the U.S.， and was of great military and strategic significance.
Key words： nuclear fission materials； Ural region； nuclear industry； nuclear program
