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20世紀60年代至80年代海水提鈾研究實錄

上海中晨POWEREACH 2021-05-12 | 閱讀：2606

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采訪對象：陳邦林

采訪人：徐曉楚,、吳雯

采訪地點：華東師范大學化學系

整理人：徐曉楚

所謂海水提鈾，是制備合適的吸著劑,，利用海洋的潮汐水動力條件使吸著劑與海水充份接觸,，將大海中的鈾提取出來，然后制得核純度的鈾化物,，再把經(jīng)過解吸后的吸著劑,，再次放置到海水中進行吸鈾，如此反復作用,。

對于20世紀的大國而言,，原子能科學是涉及國家安全與長遠發(fā)展的最重要科學領域之一，而作為原子能科學,、原子能工業(yè)中主要原料的鈾也被視為最重要的戰(zhàn)略資源之一,。我國鈾礦品位低的較多，開礦過程中,，要產(chǎn)生很多放射性廢物,、廢氣、廢水等,，這些廢棄物都留在礦區(qū),，一定程度上形成對周圍的人畜健康和環(huán)境污染的潛在威脅，留下較多隱患,，至今仍是世界性的問題,。而海水中含鈾總量達40億噸以上，比陸地上總儲存量超過2000倍,。在60,、70年代，英國,、日本、聯(lián)邦德國等國都著手對海水提鈾進行探索,，日本至今還在這方面探索,，我國也組織過海水提鈾的研究。60年代,，由華東師范大學“海水提鈾課題組”負責的海水提鈾工作,，取得了具有國際先進水平的成果，在1978年3月獲得全國科學大會重大科技成果獎、國防科委重大成果獎,，并多次得到上海先進集體的嘉獎,。負責人陳邦林教授，受到國防科委,、國家經(jīng)委,、國家計委、國家科委的四部委聯(lián)合嘉獎,、以及國家科委與國家教委的兩部委聯(lián)合嘉獎,。

海水提鈾工作是如何起步的？起步伊始就遭遇了文化大革命,，課題又是如何在沖擊與混亂中持續(xù)前進的,？帶著這些問題，我們來到華東師范大學化學系,，采訪了當時擔任海水提鈾的項目負責人,、海水提鈾項目全國協(xié)調(diào)組組長的陳邦林教授。

緣起：去向海洋要鈾

在50年代的國際形勢下,，新生的共和國迫切需要加強國防建設,。按照陳毅副總理“要大力發(fā)展原子能”的指示，當時由第二機械工業(yè)部,、中科院,、北京大學、清華大學等牽頭組織起各種原子能知識的學習班,、研究班,。從全國選調(diào)一些科技人員，到中關村等地學習原子能有關知識,。1956年從華東師范大學化學系畢業(yè)的陳邦林同志在這種形勢下進入北大物理研究室學習（其后改為原子能系,，后來又改名為技術物理系，再后因原子能事業(yè)不景氣取消了這個專業(yè),，現(xiàn)階段因要發(fā)展核電又將恢復這個專業(yè)）,。在學習期間還擔任過學員黨支部書記，也參加了蘇聯(lián)在華的原子能展覽會交流工作,，對核科學體系有了較為全面的了解,。

由于中蘇關系的變化，我國更需要自力更生地開發(fā)更多的鈾資源,。在加強地質(zhì)勘探開發(fā)的同時,，中國的核科學家們也開始尋找其他途徑獲取鈾。當時,，北大徐光憲教授（現(xiàn)為中科院院士）在課堂上講授核導論課程時提到,，海水中的鈾比陸地上多幾千倍,，認為這是一個值得注意的方向，引起了陳邦林的興趣,，于是開始了艱苦持續(xù)的海水提鈾探索,。

海水提鈾工作靠的是國家需要、領導支持,、師生共同努力,。60年初，陳邦林同志回校后按當時任黨委副書記王華同志的指示著手籌建放射化學專業(yè),，當時,，在校長孟憲承“高師應當從提高教學質(zhì)量與提高科學水平角度而言，向綜合大學看齊”的定位下,，華東師大強調(diào)學校的教學科研不但要向復旦,、交大這些國內(nèi)第一流的綜合大學看齊，還要追蹤當時世界各國科研最前沿的情況,，在此基礎上確定學校的發(fā)展方向,。校黨委副書記王華與陳邦林談工作安排時就強調(diào)華東師大也要搞高精尖的科學，主攻方向很明確,，就是為原子能事業(yè)發(fā)展服務,，為國家的富強做貢獻。當時副校長劉佛年,、黨委副書記楊?？蹬c陳邦林一起到上海市科委提出，華東師大也有必要進行原子能方面的研究,。學校組織物理,、化學、生物系協(xié)作開展原子能科學方面的教學和研究,。

60年代初,，原子能科學似乎還是一門神秘的學科，陳邦林根據(jù)當時學校的具體狀況向學校匯報建議：從鈾系的分離,、分析,、提取開始，先搞鈾系的基礎研究,，在教學中培養(yǎng)學生,。這一思路得到華東師大領導的充分認同，把“先培養(yǎng)人”作為華東師大原子能科學研究的首要任務,。

草創(chuàng)是艱辛的,，對放射化學教研室成立之初的情況，陳邦林教授回憶道：

“實驗室是自己動手建立的……我們自己搬木頭,、水泥改建實驗室,，沒條件就自已動手創(chuàng)造條件，再開始搞鈾系的基礎研究,。組織學生和教師自已動手,，自力更生，從教材到設備,，都是自己動手建設,。這樣也培養(yǎng)出一種奮發(fā)圖強的精神。這里的關健是有黨的領導和集體努力,。黨委副書記王華同志經(jīng)常做我們師生的思想工作,，也激勵大家的拼搏精神?！?/span>

雖然艱苦,，不過，在回憶那段日子的時候,，陳邦林教授仍然反復提到,，那時候的華東師大“有一股勁，要為國家做出貢獻,，我們不應該比其他單位差”“那時候有一股雄心壯志,，敢于攀登科學難題”“這個時候，很有一種朝氣蓬勃的精神”,。而海水提鈾工作,，也就是在這艱辛與朝氣中逐漸開始的。

由于在北京時,，陳邦林已經(jīng)開始關注與收集海水提鈾的基礎知識,，當時國內(nèi)還沒有人做這件事，因此學校也在這一領域展開工作,，初期經(jīng)費有限,，當時主要集中在海水提鈾的前期準備工作，做海水中鈾的熒光分析,，以此確認了海水中鈾的存在,。

發(fā)展：“可以拿給總理看看”的成果

1964年，英國在《Nature》雜志上發(fā)表論文,，介紹了他們對海水提鈾所進行的初步研究,。1965年，上海市科委受國務院主管核工業(yè)的二機部委托,，著手組織“海水提鈾”研究,。市科委了解到華東師大的“海水提鈾”研究工作有一定工作基礎，因此,，到實驗室實地查看之后,，就責成華東師大黨委組織這一專題研究,，并撥款一萬元作為研究經(jīng)費。在一般工人工資只有三四十塊的60年代,，一萬元可以說已經(jīng)是一筆可觀的巨資了,。獲得了這筆經(jīng)費支持之后，在1965年初,，華東師范大學成立了海水提鈾課題組,，準備全面開展這項工作。

然而,，就在次年五月,，“文化大革命”爆發(fā)，整個學校陷入癱瘓,，課題組成員受到各方面干擾,，完全無法繼續(xù)進行研究。無奈之下,，課題組組長陳邦林前往北京,，向二機部匯報情況。二機部領導及軍管會回答陳邦林：“這個項目是很重要的,，是無產(chǎn)階級司令部,，你回去和市里匯報，還是要抓,，堅持下去搞這個事情,。”盡管是文革式的語言,，但有了這個表態(tài),，到六七月間，課題組的工作總算得以恢復,，重新開始工作,。于是，以陳邦林為首的課題組成員,，雖然一直處在白天“參加革命”挨批判,，晚上回到實驗室繼續(xù)抓工作的境況，但是,，到1966年底,，海水提鈾課題組的提鈾工作終于取得一定成果，確認了海水中鈾的存在,，引起了上級單位的重視,。1967年1月，上海市在“華東師大海水提鈾”課題組基礎上成立了跨校的“671課題組”,，由陳邦林負責領導工作,，并從華東化工學院（現(xiàn)華東理工大學）,、上海230所（原上海原子核研究所，現(xiàn)改名中科院應用物理所）,、上?？萍即髮W（現(xiàn)并入上海大學）等高校,、科研單位抽調(diào)部分人員,，加入設在華東師大的課題組。當時課題組的工作同時向兩個方向展開,，一面加強實驗室基礎建設,，要求多個單位同時證明鈾在海水中的存在，并對海水中鈾的同位素鈾235,、鈾238成分比例進行測試,；另一方面，開始著手準備到野外去探索規(guī)模比較大的海水提鈾現(xiàn)場試驗的方法與途徑,。

1967年下半年,，在課題組組織起全市協(xié)調(diào)之后，二機部副部長劉偉同志兩次來到華東師大實驗室視察,。視察中,，他表示，這個項目很好,。但是他對陳邦林提出要求,，分析出了海水里有鈾，也要拿點東西出來看看,，提出鈾來,，讓我們拿給總理看看。于是,，在1967年底,，協(xié)調(diào)范圍進一步擴大，在華東師大牽頭下,，上海有機化學研究所,、合成纖維研究所、有色金屬研究所等單位一起加入了研究工作,，在一年中解決了海水中鈾的分析,，并探索多種類型吸附劑的合成，進行了實驗室與現(xiàn)場的篩選工作,，將結果上報二機部五局,。經(jīng)二機部軍管會研究，認為“海水提鈾”項目是國家重點項目,，要繼續(xù)進行,。

1970年7月,，受周恩來總理委托，粟裕大將作為國務院業(yè)務組成員,，借外事活動機會,，順道前往上海，到華東師大視察了“海水提鈾”課題組實驗室,，給了課題組很大的支持,，陳邦林回憶起當時的情況：

“有領導要來我知道，但什么時候來不知道,，一天早上我到實驗室,，黨委把我叫去，黨委書記關心地問道：最近怎么樣,，大家情緒怎么樣,，好不好啊，思想怎么樣,，我講課題組成員都很努力,，又有黨委關心支持著，激勵我們前進,，黨委說你先回去,，大家照常工作。后來我回到實驗室,，來了兩卡車的解放軍開到化學館前面,，然后一個小轎車下來一個我以前認識的，他說他跟首長來的,，后來我才知道他做了粟裕同志的秘書,，他問你這里有幾個門，我說好多門呢,，他說,，你帶我去。后來每個門站兩個解放軍,。紅旗牌轎車來了,，粟裕來了聽我們匯報，參觀我們實驗室,，詳細詢問與國防科研有關項目（當時實驗室擔任兩項與軍工有關課題：一是海水提鈾,，另一項是艦艇保護）的進展情況。在參觀完實驗室以后,，粟裕同志也比較滿意,，說‘你們在這么一個條件下，能做這樣一個事情，并已有成績’,，就問,，你們有什么困難，需要有關方面支持及我們幫助解決的問題,？我講,，我們一些東西到海邊試驗有困難，到船上去也有些困難,。粟裕同志打電話給各有關單位,，東海艦隊派來了黃河艦副艦長和長江艦的副艦長，黃河艦和長江艦是毛主席坐過的光榮艦,。這兩個艦的副艦長來幫助我們工作,，還有東海艦隊管理科的劉科長也到我們實驗室作軍代表，另外,，南京軍區(qū)和北海艦隊有關部門也給予支持，粟裕同志前來視察以后,，對我們的研究工作是極大鼓舞,。也給我們很多實實在在的支持，當初運輸試驗用物品都很難,，汽車不夠,。就及時提供汽車等到運輸工具，方便出海試驗工作,。也來了老革命干部,，原河南某地委書記康非同志（離開我們提鈾工作后去北京出任國家儀表總局局長）及原陳毅同志的警衛(wèi)隊長等到實驗室加強領導。

從1966年到1970年,，課題組開發(fā)的吸附劑效率穩(wěn)步提高,，到1970年8月，終于通過合成的堿式碳酸鋅等多種有效的吸附劑,，從海水中提取了68毫克重鈾酸銨（重鈾酸銨是鈾提取工藝中最重要的中間產(chǎn)品,，取得重鈾酸銨后即可以通過化學加工獲得作為核燃料的純鈾）。這是我國首次從海水中獲得鈾化合物,。至1970年底,，又獲得了超過30克重鈾酸銨。經(jīng)過上海230所,、躍龍化工廠,、材料研究所、硅酸鹽研究所,、上海自來水公司中心試驗室等多個單位采用多種方法鑒定,，課題組所獲得的重鈾酸銨，質(zhì)量很好，沒有吸收中子高截面的雜質(zhì)元素存在,，完全達到核純度,，而且在實驗室及提鈾的工作場所未測到超標的放射性劑量，說明鈾的放射性子體留在大海里,，這種提鈾的工藝是環(huán)保而綠色的,。1977年8月18日，日本《朝日新聞》宣布日本于該年三月從海水中成功提取149毫克重鈾酸銨,，是世界上第一次從海水中獲得這么多的鈾化合物,，但實際上，以陳邦林為首的中國科學家們,，早在差不多七年前就已經(jīng)取得了超過這個數(shù)量兩百倍以上的產(chǎn)品,。

1970年，陳邦林終于完成了劉偉副部長“提出鈾來,，讓我們拿給總理看看”的要求,。當年12月，在國防科委及核工業(yè)部帶領下,，陳邦林赴中南海向周恩來總理匯報工作情況,，并將課題組提取出的鈾樣品給總理過目，受到了周總理的肯定,。在后來的一次會議上,，周恩來總理在評價海水提鈾工程時說：“海水中寶很多，但是取出鈾來,，就抓住了要害”,。他指示二機部副部長劉偉，“海水提鈾,，你們要抓緊,，有30克，就會有30噸,，將來你們有了鈾,，就可以搞核燃料發(fā)電?！?，并且對項目提出了“安全、實用,、經(jīng)濟,、自力更生”四項原則性要求。

深入：向更高層次進軍

70年代初,，課題組發(fā)現(xiàn)：要讓項目取得更高層次的進展,，有必要加強基礎研究，弄清鈾在海水中的形態(tài)以及提取過程中鈾離子與吸著劑的相互作用方式。因此在總理講話之后,，海水提鈾項目又有了進一步的擴大,，從上海市各單位參與發(fā)展到全國協(xié)調(diào)，由陳邦林擔任全國協(xié)調(diào)組組長,，輕工業(yè)部天津制鹽所,、海洋局三所、江蘇海洋研究所,、清華大學,、天津大學、海洋大學,、南京大學,、中科院海洋所、復旦大學等高校院所先后加入了這項目,，并在多個地方成立了試驗基地,。同時，為加強情報追蹤和協(xié)作交流,，決定由國防科委情報所,、二機部情報所、中科院情報所和海洋局情報所4個單位搜集各有關方面有關海水提鈾方面的資料,，提供給華東師范大學編輯不定期刊物《海水提鈾譯叢》（每年編纂2到4期）。隨著參與單位的增多和人員規(guī)模的擴大,，1974年,，以華東師大和上海市內(nèi)其它有關單位為基礎，并請海運局,、化工局等單位參加成立了上海市六七一辦公室,，具體負責對海水提鈾項目的領導。組織起規(guī)模更大的研究隊伍,，建立起實驗基地,、分離提取的車間，并把這支研究隊伍從華東師大遷出到思南路組建專職研究隊伍,，他們在海水提鈾方面做了大量有成效的工作,。到1978年后由于種種原因這支隊伍改為上海環(huán)境保護研究所，但華東師范大學的人員回校后仍堅持做這方面研究直到80年代末期,。

隨著機構的擴大,，圍繞項目的成果，也逐步出現(xiàn)了內(nèi)部的沖突,，不實之風有些抬頭,。比如個別干部在上報已經(jīng)取得的成果時有些夸大，課題組負責人陳邦林堅持實事求是，拒絕浮夸,，結果反而遭到了多次批判,，他回憶當時的情況是：

工作很難做，不同意個別領導意見時就會被指責為今后對黨鬧矛盾的就是你們這些出身好,、又有業(yè)務能力的共產(chǎn)黨員了,，事實我們堅持實事求是也真是按黨的教導辦事。那時候你怎么樣做法都是錯的,，比如學習毛主席著作,，來個電話，你接電話,，就是學習著作不專心,；你接到任務，要出海做試驗,，路上在車上一面開車一面學習毛主席著作,，那就批判我們分散注意力，不重視學習,；那么你干脆坐在這里學,，又說你借著學習名義不抓生產(chǎn)?？傊疀]有一個理由不批的,。那時候學習工作都很難正常進行。胃痛得要命,，晚上還得做工作,，白天不是這里批就是那里批，又要做工作又要挨批,，心情極不舒服,。還算好黨委主要負責人很理解并鼓勵我們堅持工作。

盡管橫遭干擾,，課題組仍然不斷獲得進展,，到70年代中后期，“海水提鈾”項目研究人員較全面搞清了鋅類吸附劑的結構組成的物化特性,，大體上掌握了鋅類吸附劑吸附海水中鈾的機制,，初步建立了海水提鈾過程的化學模型。經(jīng)過大量實驗,，找出一系列吸附劑物理化學性能與吸附關系的規(guī)律,。而這些理論，在當時,，都是具有國際先進水準,，甚至是獨一無二的,。將這些基礎研究提出的理論形之于實踐，當時我國堿式碳酸鋅吸附效率比英國宣布的高出一倍,，鋁吸附劑的吸附效率比日本宣布的高出30%到50%,。并研發(fā)出我國特有的吸附樹脂，吸鈾效率很高,。這是集體努力的結果,。在這過程中吳欣然、陳清澤,、夏福興,、韓慶平、蘇蕙娟,、韓建成等老師夜以繼日地工作,，作出了突出貢獻。

70年代中期,，開始允許海水提鈾項目對外交流,，日本學者初步了解我國海水提鈾項目進展情況之后，日本《原子力會志》上撰文介紹說“華東師范大學陳邦林教授為首課題組所做的工作,，無疑是世界上最先進的,。”對此,，陳邦林教授自信地表示：在黨的領導下,，有一個好的團結集體，發(fā)揮眾人智慧就能辦好各種事情,。他們在70,、80年代所取得的成果，直到現(xiàn)在,，也仍然是最先進的，海水提鈾項目總計獲得的鈾已經(jīng)達到了千克級,?！熬褪堑浇裉欤覀冞€未見到世界上有哪個國家通過海水提鈾得到了這么多數(shù)量鈾的報導”,，“現(xiàn)在其他國家獲得的量,，最多是在實驗室里面作分析的量，而我們已經(jīng)到了生產(chǎn)工藝的工程階段,，今后要進行的這方面工作主要是探索新的效率更高的吸著劑,，改進工藝，提高效率,，擴大規(guī)模,?！?/span>

影響：收獲的不僅僅是鈾

70年代，華東師范大學逐步恢復了正常教學,，671課題組內(nèi)的一些研究人員,，也承擔了教學任務。一些教師在教授物質(zhì)結構時,，將海水提鈾研究過程中鋅吸附劑結構的研究成果作為例子進行講解,，并分析它吸附鈾的可能機理，指出提高吸附率的幾個途徑,，有效改變了以前理論多,、數(shù)學推導多、實驗事例少,、課堂枯燥的局面,；在膠體化學課上，通過介紹海水提鈾中的科研情況,，講述膠體的表面電性,、講如何測量電性與吸附律的關系，指出改造電性的幾個可能性與提高吸附率的可能,，以及在原子能化學課上舉例講述科研中應用示蹤原子進行研究的實例,，普遍引起學生興趣，受到廣泛好評,。而由于教師們在結合科研工作的教學實踐中采用了各種物化教學手段,，研究的方法認識也得到了一定深化，科研思路也更廣闊了一些,。

80年代中后期,，由于陸地采鈾技術的一些突破，我國對鈾的迫切需求被緩解,，海水提鈾項目的重點地位發(fā)生了變化,，陳邦林教授領導的課題組也相應轉變了研究方向，在671課題組基礎上,，教育部批準成立華東師范大學海水資源化學研究室,，后因國際合作需要（與丹麥水動力學研究院合作研究長江口擴散模型）成立華東師范大學水環(huán)境與界面科學研究中心。80年代以來,，陳邦林教授將海水提鈾過程中發(fā)現(xiàn),、提出的一些實驗技術與基本理論，應用到能源與環(huán)境中去也做出很大成績,。如在海水與吸附劑相互作用基礎上提出一系列膠體和界面科學原理,，進行進一步拓展，應用到長江河口界面化學,，通過如微納氣液界面過程的理化特性的理論與實際應用等形式,，在環(huán)保乃至醫(yī)學,、生物育種等多個領域得到應用。僅在環(huán)境改造領域,，陳邦林教授已先后完成或者聯(lián)合完成了包括上海水環(huán)境治理,、外灘人行隧道在內(nèi)的上海市政建設72個課題與工程項目。

數(shù)十年的科研工作,，陳邦林教授以及他的同事們養(yǎng)成了艱苦奮斗,，自力更生的作風，只要國家需要有條件要上,，沒有條件創(chuàng)造條件也要上,。這種精神體現(xiàn)在他們的實驗室里，所有關鍵的實驗室儀器都是自已設計協(xié)作制造,，沒有花學校一分錢,。在海水提鈾過程中，課題組為滿足研究需要,，自行開發(fā)的一系列科研儀器,，現(xiàn)在也已經(jīng)被廣泛利用于教學科研各個領域。

總之,，海水提鈾過程中提出的理論和需求,，為隨后持續(xù)推動陳邦林教授為首的科研人員們進行攻關奠定了基礎。近期,，陳邦林教授和他的科研團隊又完成了磁懸浮天平的設計制造,，能夠真正實現(xiàn)，物質(zhì)被測量分析時保持孤立與外界不接觸狀態(tài),。

結語

對于海水提鈾項目在文革中雖然遭到干擾仍然取得很大成就這種特殊的現(xiàn)象,，陳邦林教授總結指出，雖然當時有干擾,，但由于海水提鈾這一項目的特殊性,，還是得到了從中央到地方各級領導各方面的支持，從總理周恩來到國防科委副主任朱光亞,、二機部副部長劉偉都曾下達對海水提鈾項目要支持的指示,，因此，雖然不斷遭受以“個人名利思想”“資產(chǎn)階級法權”等為名義的批判,，但陳教授總算幸免于當時其他學者遭到的“噴氣式”等體罰侮辱，仍然能夠繼續(xù)工作,。盡管在沖突最尖銳的時候,，陳邦林教授甚至一度被下放到崇明勞動改造，但不到一個月,，就因為工作無法繼續(xù)而不得不將他調(diào)回,。而當時雖然在文革中,，華東師大的領導還是對海水提鈾項目給予了支持。陳邦林教授回憶說,，當時學校里也曾出現(xiàn)大字報,，攻擊他搞海水提鈾項目是個人主義，還壟斷資料,，對于這種莫須有的罪名,，校黨委書記魏進進行調(diào)研后，專門請科研處長丁世根同志陪同陳邦林教授到家里吃飯,，鼓勵陳邦林要堅持做下去,。

而更重要的是，海水提鈾項目有一支雖然身處漩渦,，但依然將全身心獻給科研工作,、致力于事業(yè)發(fā)展的隊伍?！懊髟驴v有千杯酒,，我視富貴如浮云，做點事情就行,，我算幸運的了,。”采訪過程中,，陳邦林教授不止一次提到他50年代在北京學習時被教育的一句話“干驚天動地的事,，做隱姓埋名的人”，他說：“海水提鈾取得的一些成績是黨的領導,，多方合作,，集體努力的結果。至于我個人僅做了一些應做的事,，還有許多不足之處,。要時刻注意自身的不足之處，改正工作,?！标惤淌谡f，他那時候的很多從事原子能事業(yè)的同學們,，真正貢獻了青春,，貢獻了終身，再貢獻子孫,，相比之下,，自己還有差距……

項目負責人陳邦林教授如此，他的同事們也是這樣,。當陳邦林教授在采訪時被問及在后來與國際同行交流時的感受時,，特別提到“我們的人吃苦耐勞,。”“我們的人基礎知識理論水平都不錯,?！彼f，“當時到處都罷課了,，沒有事情做了,，來參加我這里，只有我們在工作,，其他都停了,。”“我們的老師從年輕做到老,，整個青春都在這里,。”

也許,，這就是在復雜時期,，海水提鈾課題仍然能夠持續(xù)做出成果，乃至達到世界領先水平最主要的原因,。