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军工航天新闻

为扼杀中国激光炮计划,西方封锁军工原料,是谁带领中国突围?

星之球科技 来源:网易2021-04-20 我要评论(0 )   

1972年,北大化学系,接到了上级下达的一项紧急军工任务,分离镨钕,而且国家对纯度的要求很高。镨钕是什么?我国为何突然紧急下达这项军工任务?在这个紧要关头,又是...

1972年,北大化学系,接到了上级下达的一项紧急军工任务,分离镨钕,而且国家对纯度的要求很高。镨钕是什么?我国为何突然紧急下达这项军工任务?在这个紧要关头,又是谁临危受命,创造奇迹的?

  

  镨钕合金

  大家好,欢迎来到认知金字塔,今天我们来聊一聊近代中国稀土是如何绝处逢生的。

  20世纪70年代,国家交给北大化学系一项艰巨的任务,要求他们尽快分离镨和钕这两种元素。提到镨和钕,大家如果不是学化学出身的,可能不是很熟悉,但是如果提到稀土,想必大家多少都有些了解。

  所谓稀土,其实并不是“土”,而是分布在化学元素周期表中的17种重金属元素。“稀土”是这十七种金属元素的总称。而镨钕,正是这17种稀土元素中,性质最为相似又最难分离的一对元素,用化学法很难将其分离。

  那么,国家当时为什么要让北大化学系,紧急分离谱和钕呢?首先,这个任务不是普通的科研任务,而是一项军工任务。在稀土业界有这样的说法:“谁掌握了稀土,谁就全天候掌握了战场。”作为工业“维生素”,稀土是隐形战机、超导、核工业,等高精尖军工领域必备的原料。而稀土元素的中的“钕”,就可以用来做固体激光器。

  

  固体激光器

  20世纪70年代,苏联还没有解体,美苏还在冷战当中,我国面临的国际形势,非常的严峻。在美苏愈演愈烈的军备竞赛中,美国和苏联都在宣传说,要做激光武器,据说这种武器的速度比炮弹要快无数倍,而且杀伤力巨大。高功率激光器,如果对某一目标点集中照射,甚至可以使目标点瞬间气化,霎时间灰飞烟灭。1971年,美国海军,成立了高能激光计划管理办公室,开始进行激光武器的研制。出于国防安全考虑,激光炮的研制,也成为了中国国防研究的一个重点。然而,在这一时期,固体激光器的重要原材料“钕”,却被外国封锁了对中国的出口。没有钕,我国激光炮的研制根本无从说起。

  可能有朋友会觉得奇怪,我国作为稀土大国,难道自己没有钕吗?为什么要依靠国外进口呢?要知道,我国虽然有得天独厚的稀土资源,但是当时国内的加工技术却没有跟上。在20世纪70年代初,中国根本分离不了稀土元素,只能生产稀土精矿和稀土混合物,等初级产品。中国自己生产的混合稀土,充其量只能用来做打火机用的打火合金,不可能做得了激光炮。因此,我国不得不向外寻求进口,但这条路却被外国封死了。

  

  稀土合金

  我们自己没有分离技术,在外国的封锁下也没法进口钕,难道激光炮的研制计划,就要就此搁浅了吗?我们难道,要眼睁睁地看着美国、苏联先我们一步,发展出先进的激光武器,而我们自己却寸步难行吗?

  落后就要挨打,中国人不可能这么轻易就低头。

  为了解决原材料的问题,国家很快就向北大,下达了紧急任务,要求尽快找出,分离镨和钕的办法。而此时中国的科学家们也想争口气,扭转中国稀土工业落后的局势。于是,上下一心,齐心想要突破外国的技术封锁。而扛大旗的人,是一位名叫徐光宪的科学家。徐光宪院士,后来也被称作中国稀土之父。正是他,带领中国稀土人,让我国稀土工业,实现了传奇而伟大的飞跃。那么,这位敢于接下国家这项紧急任务的徐光宪院士,究竟是什么来头呢?

  

  徐光宪院士

  1920年,徐光宪出身于浙江上虞县,一户家境优越的律师家庭。因为勤勉好学,徐光宪从小成绩就十分优异。他尤其善于逻辑推理,偏爱理化。初中时期,他曾拿下浙江的奥赛冠军。

  1940年,徐光宪考入了上海交通大学,攻读化学。徐光宪珍惜这来之不易的学习机会,他乐于钻研,求知若渴。四年的大学时光,打造了徐光宪扎实的学术根基。在他回校任助教期间,徐光宪与同班同学高小霞结为了夫妇。

  1948年初,徐光宪和高小霞,双双获取了“公派”留学美国的资格,两人随后赴美国哥伦比亚大学,量子化学专业深造。1951年3月徐光宪获得博士学位,而且当选为美国著名化学会荣誉会员,可以说前途一片光明。毕业的时候,徐光宪的导师提出,要将他推荐到芝加哥大学去做博士后。

  

  徐光宪和高小霞

  这个提议相当诱人,但徐光宪却犹豫了,那时刚成立没多久的新中国,正在热火朝天地搞建设。徐光宪觉得,身为中国人,就应当在学成之后为国效力,他想回国。可是当时,为了不让像徐光宪一样的中国留学生,回国投入新中国的建设,美国政府正在紧锣密鼓地筹划着,准备通过一项“总统法案”,想要以此来阻止中国留学生回国。有关的法案很快将通过议会表决,并正式实施。等到那时,徐光宪要想回国将变得异常困难。

  因此,徐光宪感到心急如焚,他恨不得拎起行囊,赶在法案出台前立即回国。可是他的夫人高小霞,还需要一年时间才能获得博士学位。1951年4月,徐光宪与夫人商量回国的事宜,高小霞掷地有声地回应说:“留学为什么?不就是为了学成后报效祖国吗?!”于是,高小霞断然决定放弃博士学位,跟徐光宪一起回国。

  但是这时,想要回国也已经相当困难,徐光宪夫妇只好托人,从国内寄信到美国,信中写道:“徐母身体有恙,须归国探望”。借着探亲的名义,夫妻俩终于获得出境许可,于4月15日乘坐邮轮离开美国。他们乘坐的“戈登将军号”,是“禁止中国留美学生归国”法案,正式生效前,驶往中国的最后三艘邮轮之一。

  归国后,徐光宪在北京大学化学系任教。后来北大化学系,接到分离镨钕的任务时,徐光宪顺理成章地成为了领军人物。

  

  徐光宪做实验

  徐光宪临危受命的1972年,中国正承受着来自北境的压力,迫切的国防需求,使得中国把目光投向了稀土。我国地大物博,稀土矿藏丰富。但稀土中的15种元素,因为化学性质十分相近,在自然状态之下,他们往往会两两结合,生成合金矿,或者与其他元素结合形成共生矿。在合成或共生的状态下,稀土几乎和废品差不多,而将其中的各个元素分离,就成了中国面临的一道巨大难题。

  因为自身技术落后,但又急需应用,我国不得不和国外企业谈判,购买稀土分离技术。当时法国有一个工厂,名叫罗纳·普朗克厂,后来改名为罗地亚厂,它是稀土产业的巨头。我国曾经与他们几次谈判,想要购买分离技术。无奈对方狮子大开口漫天要价,提出的价格,远远高于我国的预期。而且他们还要求中国,产出产品的大头必须卖给他们,由他们独家对外经销。这一流氓条件,实际上是要将我国的稀土分离工业,变成该公司的海外工厂。因此,我国每一次和这家公司的谈判,都会激起国内稀土工作者的愤怒。然而愤怒解决不了技术的缺失,中国只能选择退让。和罗地亚公司合作,我们不仅要为法国的研发承担开支,同时还需要承担巨大的环境污染代价。

  1980年,徐光宪率中科院,稀土考察团访问法国时,被拒绝参观罗地亚公司,法国方面还将所有萃取剂,和工艺参数定为绝密。面对外国的欺凌与封锁,徐光宪这样说道,“中国作为世界最大的稀土所有国,长期只能出口稀土精矿等初级产品,我们心里不舒服。所以,再难也要上。”徐光宪的决心预示着,中国稀土产业新天地的大幕正在徐徐拉开。

  

  徐光宪讲话

  当时,世界各国,镨钕分离都采用的离子交换法,这种方法的缺点是生产速度慢、成本高。徐光宪于是决定另辟蹊径,选择萃取法来完成分离和提纯。萃取法的原理类似水油分离,徐光宪发现,虽然镨和钕双生紧密,极其相似,但却有微小的不易发觉的区别,它们喜欢待在毫不相融的两种溶剂中。经过两年的艰苦攻关,徐光宪团队终于成功实现了镨和钕分离。从量化指标来看,当时业界基准的分离系数是1.4,可徐光宪竟然达到了4,同时在纯度上,还达到了创世界纪录的99.99%。这可谓是一个奇迹。

  萃取法实验的成功,无疑为中国稀土产业的发展,带来了巨大的飞跃,但喜悦的同时,另一难题又出现了。当时中国稀土原料场地分散,萃取法的分离也只能进行人工操作,这限制了规模化生产。为了解决这些问题,就需要设计出适用于工业生产的模型。徐光宪与团队经过持续几年的无数次试验,终于使萃取分离技术可以投入工厂生产,实现生产的全自动化。

  伟大技术的背后,是无数个不息探索的日夜。在实验室里,为获得准确参数,徐光宪不得不使用,繁琐的“摇漏斗”的方法来模拟试验,整套流程下来需要耗费一百多天的时间,如果得不到满意的结果,一切又都要从头再来。为了更快地推进稀土研究,徐光宪每周要工作80个小时。无数的艰辛,最终才换来了来之不易的成功,但徐光宪却并没有将这一成果,作为自己个人的军功章,而是毫无保留地将“专利”无私地提供给稀土厂家。国营大厂迅速将“串级萃取”分离方式落地,效率远超过往的分离效果,这给工厂带来了可观的利润。因此地方国营厂,和私企也纷纷开始入场。瞬间,一万多个工厂在各地出现,稀土产业的技术红利带来的巨大产能,迅速被输出到海外。

  

  稀土萃取分离

  在我国稀土产业强大的压力下,先是美国、澳大利亚的稀土采矿业迅速萎缩,再是美国、日本、法国的稀土分离提取产业,纷纷关张歇业,不得不退出稀土卖方市场,世界稀土产业格局自此发生了翻天覆地的改变。中国稀土产业从此进入了快速道。在不足20年的时间里,中国就成为了世界最大的稀土生产国、应用国和出口国。日本几乎100%的稀土进口都来自中国。这一现象也被国际稀土界称为“中国冲击”。

  但是,稀土行业的迅速扩张,也带来了许多弊端。我国国内稀土产量爆发性增长,一度超过了世界总需。供过于求的情况下,大家都想要抢夺出口份额,这带来了恶性竞争。21世纪初,稀土价格断崖式下跌。日本、美国等发达国家,把自己的工厂关了,用白菜价购入中国的稀土做储备。中国虽然已经成为了,世界上最大的稀土出口国,但是自己仍旧没有定价权。世界稀土贸易,呈现出了对我国不利的局面。面对宝贵的稀土被廉价出口、面对不可再生的稀土资源大量流失,徐光宪每天都如坐针毡。

  2005年,徐光宪上书国务院,呼吁保护我国,内蒙古白云鄂博地区宝贵的稀土和钍资源,避免包头市和黄河受放射性污染。很快,徐光宪的这份紧急呼吁,便得到了国家总理的亲笔批示,总理批示说:“这个建议很重要,请国家发改委阅办”。2006年,徐光宪就如何落实总理批示,再度报告总理,一周内便得到总理的再次批示:“请培炎同志,阅转发改委研究,发改委可邀请徐光宪同志谈一次”。

  

  中国内蒙古白云鄂博稀土矿

  得到总理的批示后,国土资源部下令从2007年起,进一步限制我国稀土矿的开采,将开采量压缩到低于世界的总需求量。这样一来,我国稀土的出口价格就上升了一倍多。稀土的出口量减少了,但收益却每年增加了一两亿美元。为了保护我国珍稀的稀土资源,徐光宪两次上书,惊动了总理,最终成功扭转了,我国在稀土贸易中的不利处境。从前外国可以用稀土卡我们脖子,现在,因为徐光宪院士和其他中国稀土人的努力,稀土反而成为了我们卡别人脖子的利器。

  2010年9月,在中国的海域,日本巡逻船冲撞中国渔船,并强行扣押我国渔船船长,中国当即关停了向日本出口稀土的通道,全球稀土价格大涨,日本迫于压力很快释放了被扣中国渔船船长。从这件事中我们可以清楚地看到,稀土已经从我国的七寸,变成了我国的王牌。

  改革开放四十年来,我国的稀土工业得到了极大的发展。稀土材料,被广泛应用于国防军工领域,长征2号运载火箭、神舟系列飞船、嫦娥探月卫星、驱逐舰等等一系列武器装备,都采用了稀土材料。如今,中国稀土储量仍是世界第一,但更重要的是,我们拥有了一条世界上独一无二的稀土产业链,囊括了稀土资源生产、进口、精炼、材料科学、冶金、知识产权、研发以及商业与国防应用等,几乎全部的领域。而这些,都离不开徐光宪院士当年的努力。

  回顾徐光宪院士的一生,用民族的脊梁概括,是最合适的。一路坎坷求学,一路为祖国燃烧奉献,一路投身于新中国的建设,在徐光宪院士身上,我们,能看到坚韧不拔的民族性格,能看到孜孜不倦的科学探索精神,能看到为了祖国发展奉献自我的热忱,能看到“急国之所急,忧国之所忧”的责任与担当。

  

  徐光宪——中国稀土之父

  徐光宪领取“国家最高科学技术奖”时曾说:“荣誉,属于我们这个集体。” 国士无双,徐光宪院士用了几十年的时间,带领中国稀土产业突破重重困境。中国从毫无稀土国际话语权,到今日拥有全产业链的稀土大国,从不得不接受不平等的稀土交易条款,到现在可以将稀土作为处理国际关系的王牌,这其中凝聚了徐光宪院士,与其团队日日夜夜的不懈钻研。正是因为有这些平凡又伟大的人,竭力无私地贡献着自己的光和热,我们祖国才能在富强的道路上越走越远,


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激光激光技术激光武器

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