邓稼先的核反应堆完成了设计，设计蓝图在他身前的一大叠纸张里。

原子能科学研究院建成于1950年，说起来在决策建立研究院的时候唐华也在会议，郭沫若提议原子能科学研究院，也毫不讳言地说将来目标是研究原子能和原子武器。唐华表示赞成，同时也提醒研究院可能在头几年会比较寂寞，纸笔理论研究会占主流。

不过，纸笔理论研究是真的，寂寞倒未必。

1951年4月，世界第一台超算TC50退役，TC51在50中心安家，TC50就被秘密运回北京，原子能科学研究院也在北京香山附近某个不起眼的角落建起了一个原子能科学研究院计算所，TC50就摆放在这里。

1952年4月，计算所又得了一台TC51。

“这是一座重水反应堆，设计使用丰度为4%的低浓缩铀，重水作为中子减速剂，慢化剂石墨。”

“根据铀235的理论计算，和费米提出的临界半径计算方法，我用超级计算机做了4次数值计算，当处于状态1时，反应堆中子产生速率等于中子损失速率（包括中子吸收和中子泄漏），反应堆就达到了临界状态。反应堆产生的热量，同样也进行了数值计算，以现有的参数代入计算之后，设计了这样一个水循环冷却系统，反应堆的热能可通过管道回路以高温蒸汽的形式带出去，在这里散热冷凝回收。如果有时间的话，还可以把反应堆的管道回路与第二个水循环回路做一个热交换器，那么第二个水循环回路的水蒸气就可以推动一个蒸汽轮机，产生一些电能，但作为试验反应堆，我们不会稳定持续地开机运行，发电功能可有可无吧。”

邓稼先在讲他的反应堆设计，王淦昌、钱三强、赵忠尧、唐华在听。

“赵老师，您在美国的时候见过美国人的核反应堆吗？”钱三强问。

赵忠尧摇摇头，“没有。只参观过一次芝加哥一号堆的旧址。这个反应堆1942年开建，因为技术很不成熟，1943年初就拆掉了，我们看的只是放置芝加哥一号的那个地下室房间，还有一具给参观者看的反应堆的模型。”

唐华：“芝加哥一号是费米为了证明链式核反应确实存在而建造的的最基本的原理堆，我们现在再造个芝加哥一号也没有意义。邓教授的这个反应堆比芝加哥一号成熟得多，可以持续运行，而且能进行很多观测项目和数值测试。”

邓稼先：“我是在普渡大学听老师讲了成熟的反应堆应该是什么结构，都记在笔记本上了，另外淦昌也提供了很多思路。”

唐华拿着邓稼先画出的反应堆总体概图，心里又重新打了一次小算盘。

研制原子弹，得先做核反应堆。反应堆是核武器工业正式启动的标志。

反应堆首先是运行起来后能观测到链式反应最关键的几个参数，比如中子量，这对核武器的设计是至关重要的参数之一，如果这个数值偏差得太大，要么是原子弹组件在车间制造的时候，铀235块块就熔毁爆炸，要么是组装好拿出去试爆它不响。

现在是1952年，还没哪个国家答应支援中国搞核武器。过些年应该能从苏联得到一些帮助，但苏联未必会百分之百毫无保留地提供所有链式反应和核武器的基础数据。历史上苏联就没给全，到最后还把专家全部撤了回去。现在这条历史分支……也不能打包票苏联会百分之百支持，总之得做好一切准备。

反应堆的第二个功能是可以生产钚239，在核武器里面钚弹比铀弹更常见，二相弹三相弹里面那个裂变核心基本都是用钚的，所以核大国爆了第一颗原子弹之后，一般都要建造专门的钚生产堆。建造钚生产堆之前肯定也要先做一个试验堆。

赵忠尧：“现在国内有了一个静电加速器，如果再有一个试验性的核反反应堆，原子能的基本原理研究就可以到一个很高的水平，以后研制核武器就能打下很牢靠的基础。可惜现在国内建造核反应堆的条件还不具备啊。”

钱三强：“或许我们可以拆分一下这个反应堆的几大结构、各个大结构都要用什么，看看什么能自己造，什么还不能，然后国家尽量朝这个方向努力。”

“反应堆的关键部件我刚才给邓教授盘算清楚啦。”唐华说，“我从里说到外。”

“铀235，没有。氧化铀，也没有。铀矿石，好像在两个地方发现了小铀矿，算是有吧。但是从矿石冶炼成黄饼还得新建厂，而且设备可能要从苏联购买。同位素分离提纯，现在肯定要引进，苏联的气体扩散厂自己也刚走上正轨，难。”

“中子源组件，没有。这东西……说起来并不比铀235好搞。”

“重水，没有。倒是可以自己生产重水，全国搜集锅炉水然后做化学分离，差不多能慢慢收集个一吨两吨。等核计划整体日期确定了之后再做重水厂倒也来得及。”

“石墨慢化剂，也没有。最近是不是在湖南发现了石墨矿？”

石墨是碳元素，煤也是碳元素，但核反应堆用的超高纯度石墨可不是从煤加工而成的，得找天然石墨矿。

天然石墨矿的石墨纯度也就是80%出头，反应堆用的慢化剂石墨纯度要求四个9，也就是99.99%。采回来的石墨矿得提纯，不管用湿法还是酸碱法还是氢氟酸法，总之都不省事。要知道在21世纪，国际社会制裁有偷搞核武器嫌疑的国家，物资禁运中列在第一等的禁售物资列表里就有高纯度石墨。

“反应堆的堆芯，铀外面的包裹材料除了纯度，还有加工方法和加工设备，陶瓷堆内构件和碳砖的加工……这又是好几个工厂出去了。”

“反应堆外面那个壳子，压力容器。咱们的锅炉厂1954到1955年建成投产，到那个时候国内才算是能建造大尺寸压力容器。大尺寸压力容器……啧，要是能做这个，我肯定先搞十几套合成氨设备出来。”

……