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但是,好景不长,苏联援助中国研制原子弹的协议,只执行了一年多的时间,就出现了大问题。中苏两党出现政治分歧,并进而扩大到国家关系的恶化,赫鲁晓夫为了讨好美国,在1959年访美前夕,向中共中央发来一封信,改变了原来协议的承诺,他在信中说苏联正与美国、英国进行禁止试验核武器协议的谈判,为了避免谈判受到影响,不利于达成协议,苏联政府决定两年内不向中国提供原子弹的教学模型和图纸资料。赫鲁晓夫从美国戴维营回来后,宣扬所谓戴维营精神,于1960年7月16日,苏联完全撕毁了协议,苏联政府正式照会中国政府,决定撤走全部在华专家。尽管中国政府一再挽留,此时的赫鲁晓夫态度坚决,头脑发胀,一意孤行,于1960年8月23日,将在我国核工业系统工作的200多名苏联专家全部撤走回国,并且把重要的图纸资料全部带走。特别严重的是,苏联原来援助中国建设的核工厂,有的建设了一半,有的还未完全建成,苏联停止向中国提供原来订购的配套设备。
毛泽东在此严峻形势的压力下,审时度势,发出:只有一条路,自己动手,自力更生搞出原子弹的口号。他又指出:要下决心搞尖端技术,赫鲁晓夫不给我们尖端技术,极好,如果给了,这个帐是很难还的。核工业战线的广大职工顶住压力,奋发图强,先后排出了数千个技术难题,奋力攻关,逐项攻克,尤其是有的技术难题在相当陌生的情况下,认识再认识,攻关再攻关,取得了一个又一个的成果。
自强不息,不断攻克难关,1963年3月,完成第一颗原子弹的理论设计方案;11月29日,铀工厂生产出第一批合格产品;12月24日,同步聚焦爆轰产生中子试验成功;1964年1月14日,我国生产出第一批合格的浓缩铀,铀—235;1964年4月加工出第一套原子弹上用的核部件;1964年6月6日,在研制基地,爆炸试验了一颗准原子弹(除未装核材料以外,其他均是未来原子弹爆炸时用的实物),取得理想的效果。为下一步正式原子弹爆炸成功打下了成功的基础。
1964年10月16日,中国取得了第一颗原子弹爆炸试验成功的辉煌成果。此时,扼杀中国核工业的赫鲁晓夫被他的同伴赶下了台。