痴迷的爆炸

提起爆炸，人们首先想到的是它的危险性和杀伤力。而爆炸技术专家、中国工程院院士徐更光教授一生所关注的是危险和安全之间的平衡问题。

1969年，中苏珍宝岛事件爆发，在这场冲突中。面对前苏联军队耀武扬威的T62坦克，我军装备的各种反坦克武器都束手无策。冲突结束后，我国很快研制出全新的69式40毫米口径火箭筒。它配备的破甲弹应用了一种新型的高威力炸药，专门对抗坦克坚固的护甲。

然而，炮弹在存放过程中出现了自行报废，这个问题引起了时年38岁的北京工业学院教师徐更光的关注。(图1)

徐更光：这种炸药是做出了贡献的，但经过研究发现，这种炸药的配伍性不好，各种成分相互作用发生化学反应，对金属产生腐蚀，使破甲炮弹的引信和其它器件因腐蚀而失效。报废了一千万发。

炸药是多种化学物质混合而成的。它们之间的成分配比是否恰到好处，直接决定炸药设计的成败。经过对原始配方的反复研究。徐更光找到了这种炸药腐蚀性的罪魁祸首。

徐更光发现炸药中用了一种四号炸药，四号炸药是硝仿类炸药，硝仿遇到酸分解很快。试验不到20分钟就把管子炸了。他说这个药不行，要研究新的。

徐更光研究的新型炸药在1978年荣获了全国科学大会奖。但就在获奖后不久，他却发现自己设计的炸药同样存在着配伍问题，极有可能重蹈同行的覆辙。

他发现由于北京地区水中的水碱大，缓释了酸的腐蚀作用。

鉴定的时候没有表现出来。后来他在炸药中引进了一个缓冲系统。这种炸药一直生产到现在。导弹也使用这种炸药。这种炸药的腐蚀性非常低。是国内PBS塑料粘接炸药生产量最大、生产期最长的。

徐更光也是我国大量出口的海萨尔高威力炸药的设计者。这项发明为他赢得了炸药设计行业里目前惟一的国家科技进步一等奖。也让他更有信心在这个特殊领域里加快步伐，追赶国际水平。作为中国古代四大发明之一。黑火药早在宋代就已用于战争，然而令人扼腕的是，在现代炸药的发明设计方面，中国却远远落后于西方发达国家。这不仅阻碍了中国工业发展的脚步，更让中国军队长期陷于被动局面。

1956年。徐更光从北京工业学院炮弹装药专业毕业，留校任教，从此开始了与国防安全密切相关的教学和科研工作。

1964年到1965年。我国的核武器发展需要高能炸药。这种炸药的能量密度越大、精度越好。能使核爆炸就更加完全，效率更高，核武器才可能小型化。所以也是核武器发展的关键技术。

年轻的徐更光满怀激情地投入高能炸药的研究工作，尽管不是炸药设计专业出身，但他凭借自学掌握了相关的科学原理，设计出两种能量密度高、安全性能好的高能炸药。然而，踌躇满志的徐更光没想到，在产品定型时，一位权威专家对他的配方提出了质疑。

徐更光：他说用你这个配方储存10年，强度可能降低20％；如果储存20年，强度就可能降低50％。当时我很紧张，因为眼看到手的成果可能就不行了。而且这个材料本来是想用在航空方面，用在飞机推进器、螺旋桨的一种粘接材料。我就提出了申诉。但是，相比较对方的地位、影响力，相信他的人多。后来，我这个项目就被淘汰了，那时我心里很不服气。

作为炸药的设计者，必须兼顾产品瞬间的爆炸效果和长期的储存寿命，而后者是需要靠时间来验证的。个性执着的徐更光决定把自己的产品储存十几年，看看结果究竟如何。

徐更光：做到16年我发表了试验数据，结果证明与那个老师推导的结果相反，这种高能炸药确实非常稳定，爆炸的性能很高。(图2)

十几年的漫长等待，给徐更光带来一个意料之中的答案，然而这并不是故事最终的结局。又过了十几年，徐更光从当初委托他设计炸药配方的同学那里听到了一个出乎意料的消息：他研究的炸药不仅投入了生产，而且使用在重要的武器上。

除了从事炸药配方设计的工作之外，徐更光多年来也一直在苦心钻研炮弹装药技术的设计和更新，在尽可能地提高炸药的爆破威力和尽全力保障炮弹的稳定可靠之间，寻找着艰难而微妙的平衡。

徐更光说弹药发射的安全问题很重要。因为我们的压制兵器的安全性能没解决，我们的炮弹威力比美国低30％-50％。这是一个很重要的差距。在炮兵对阵的时候，它可以用50％的炮来打我们，我们就要将全部的炮投入进去。为了解决这个问题，他坚持研究了15年。要解决弹药里的微小的装药缺陷的控制。这种要求非常严格，因为它是引起膛炸的重要原因。

用了15年，如今我们的炮弹威力与美国相当，可靠性甚至更高。

徐更光：因为我们用的无损检测，可以在不损坏炮弹的-睛况下查出炮弹里面的致命缺陷，使得炮弹更加安全。而美国人现在处理这个问题，还是要开炮弹来看，五百发取一发。所以总体来讲，美国的许多技术比我们先进，但是我们的装药技术现在就比他们先进。

这就是徐更光这一辈子研究的专业，装药专业。

按照传统的观念，炸药专业属于化工领域，然而在研究和设计各种不同用途的炸药时，身为中国兵器工业集团炸药专家组组长的徐更光却发现，力学原理在其中扮演了相当重要的角色。

徐更光：爆炸本身是个力学过程。水中破障，一种混凝土结构，要压坏它很难，可是拉坏它很容易，如何来实现这个目标?实际上对力的加载过程提出很高的要求。怎样才能不是压它，而是拉它呢?

提高加压的时间，而不是单纯提高压力。许多高能炸药，压力很高，但它衰减得很快。而且问题是，压力在水中衰减时，等于加热海水的温度。海水升温属于无效功，你开水烫它它也不怕呀。对付潜艇也是这问题。潜艇的壳体很厚，起码100毫米厚，有几层壳体。你要打坏它，使它产生塑性变形，这是潜艇里头的战士非常恐怖的事。

通过分析爆炸的能量数字结构和目标的力学响应，徐更光他们在优化弹药设计和加强舰艇防护方面取得了双重的进步。在他看来，进攻与防御之间本来就是一种互相促进、相辅相成的关系。研究就要既研究矛又研究盾。

徐更光：最近，我特别跟有关的所谈合作的问题，你是搞防护的，我是搞弹药的，我说咱们合作是一比一，但却是一加一等于三的问题。所以，我特别强调学科的交叉，力学、化学、化工交叉、防护和进攻交叉。

炸药是一柄双刃剑，既能用于破坏，也能用于建设。除了军事用途之外，炸药也广泛应用于建筑、铸造、矿山、水利等多个民用领域。1984年，胜利油田测井公司专门派人到北京工业学院找徐更光，寻求帮助解决石油开采专用的射孔弹问题。

徐更光：石油开采是先钻好一口井，然后下管子，固紧以后再把管子射穿，在油层的位置射穿，油就进入管子里了。(图3)

但是这有个问题，如果井深达到5000米，井下的温度会达到200多摄

氏度，那时我们国内没有这种高温弹。

当时，胜利油田使用的是美国生产的高温石油射孔弹，50美元一发。然而这种昂贵的射孔弹经常发生故障，到不了指定的位置就会自爆，严重影响石油开采。徐更光决定先拆开美国人的射孔弹，看看炸药的配方是什么，究竟问题出在哪里。

徐更光：经过分析，美国射孔弹里的炸药我认识，这个炸药起码应该能承受摄氏250几度；又一分析，它有添加剂，这个添加剂我也很熟悉。常温下，它这两种药配伍没问题，后来做了高温的配伍实验，井下温度的模拟实验，我判断射孔弹里的炸药会早炸，因为这两种成分放在一起就不能抗高温了。

我很高兴，只要找到适当配伍，就可以打破垄断，我们就可以自己生产，我们国家需要这东西。

徐更光找到了一种加速过程的遏制剂，使射孔弹更稳定，更耐热。美国射孔弹热爆炸延迟期只有十几分钟，而我们的几个小时都不炸。

徐更光设计的高温石油射孔弹成本只有几元钱，打破了美国的垄断。这种弹经过不断改进，现在仍然在使用。(图4)

危险与安全。是徐更光需要平衡的另一对矛盾。兵工是一个危险的行业，很多干这行的人身上留下了累累伤痕。而跟炸药打了一辈子交道的徐更光却算得上兵工专家里相当幸运的一位。

到目前为止徐更光受的最重的伤，只是一个很小的破片伤到他的额头。

他总是跟学生讲必须谨慎，要注意安全，要注意有效的防护；另外一个问题，许多炸药都有一定的毒性，一定要注意环保问题。

徐更光很早就意识到。炸药的发展和环境的保护必须兼顾。TNT是一种众所周知的炸药，在军工和民用领域都发挥重大作用，但它在生产和装药过程中却造成过严重的环境污染。早在1976年。徐更光就开始着手调查弹药装药过程中的TNT中毒问题，他的调查结果令人触目惊心。(图5)

徐更光：每生产一吨TNT，起码要排放800公斤含毒水溶液，得将这种溶液蒸干，再用柴油烧了，成本很高。即便这样，我们生产的TNT到了装药这个环节，工人的中毒比例还是很高。因为装药时的温度比较高，工人吸入含毒的蒸汽而中毒。

徐更光调查过七八个生产TNT的TF，其中TNT肝炎患者占工人数的三分之一。

除了30％的TNT肝炎发病率之外，装药工人中还有90％患上了TNT白内障，这令徐更光感到十分揪心。针对这一问题，1986年，他提出了改变炸药装袋工艺的新方案，在提高炸药密度的同时，实现了常温装药，使TNT蒸汽的浓度降到原来的2500分之一，危险性大幅降低。

徐更光：后来，我做了一次4万发炮弹装药的试验。总装备部非常支持，工人中毒那么厉害，我说要做试验，好多老军代表都说：

“支持!生产的炮弹我们要!”试验的炮弹谁愿意要?没定型，对不对?他们说我们要。后来干脆，我们把这工作做到底，再加上一定的添加剂，就常温装药了，比高温装药的炸药密度还高一点。(图6)

炸药的塑性还好，爆速增加200米／每秒，很成功。4万发的试验，合格率达到99，97％，本来合格率是92％，是个很大的提高。这个项目叫作“大口径榴弹安全技术改造”，国家投资很大，9，8个亿，我是申请人之一。

然而由于种种原因，大口径榴弹的安全技术改造项目并没有彻底落实，这让徐更光感到十分惋惜。不久前他看到了美国弹药协会的报道：雷德福兵TFTNT绿色制造技术获得了美国2007年度陆军环境保护最高奖。这个消息令徐更光感慨不已，更触动了他关心环境、关注人文的情怀。

徐更光：看来，这个差距太大了。拿我们这个研究成果和美国的比，我们比美国的好，而且，我们的样品保留了20几年，还合格。

尽管我78岁了，我还要呼吁。炸药生产的污染问题，要好好解决。

为了瞬间发生的爆炸。徐更光付出的是十几年甚至几十年的心血。1 992年。他获得了中国兵器工业集团颁发的“兵器工业功勋奖”；1994年。他被评为中国工程院首批院士。在他学习、工作了一辈子的北京理工大学，徐更光领导组建了爆炸灾害预防、控制国家重点实验室。至今78岁的他还带领学生们从事着最前沿的科研工作，用他们的辛勤努力换取我们每个普通人的幸福与安宁。

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