1948年4月中旬的一个星期天，在居里实验室工作、学习了10年的钱三强要回国了，他亲爱的导师约里奥？居里夫妇在自己的家里为他和何泽慧把酒送行。10年的教益，使钱三强懂得，科学虽然没有国界，但科学家却是有祖国的。那一天，约里奥说，科学家应该是爱国者，不然，科学为谁而用呢？你们回去为祖国服务，这是很自然的事情。那一天，伊莱娜夫人送给钱三强两句临别赠言：“要为科学服务，科学要为人民服务。”钱三强眼含热泪，牢牢记住了这些话。
那天，约里奥还把当时很保密的几个重要数据告诉了钱三强。伊莱娜把准备好的一些关于放射性物质研究资料和装在铅盒里的半衰期比较长的放射源，郑重交给了钱三强，说：“你把它带回去，别处不容易弄得到，将来也许你们用得着。”
这一点点放射源，也为中国的第一颗原子弹，出了力。
爱因斯坦说过，用中子轰击核原子，可能引起核爆炸。核武器爆炸时，需要在裂变材料到达超临界状态的一定时刻，注入点火中子，从而引起剧烈的链式反应，也就是使裂变材料燃烧起来，释放出巨大的能量。
原子弹的点火装置，也叫点火中子源。点火中子源是核武器的关键部件之一。
1960年夏天的一个下午，钱三强把30出头的王方定叫到了自己的办公室。王方定是原子能所化学实验室的技术员，1953年从四川化工学院毕业后就在钱三强手下工作，一直从事铀化学冶金研究。钱三强把门关紧，给王方定倒上一杯热水。王方定急忙接过，他有些拘谨。二人坐下后，钱三强夸奖他说：“我了解，虽然你只是中级职称，不大有名气，但你事业心和责任感比较强，是个青年骨干。”
王方定不好意思了。钱三强又说：“小王，你回答我一个问题。”
王方定站了起来，有些紧张地望着钱三强。
钱三强示意他坐下，然后问道：“你听说过氘化铀吗？”
王方定一惊：“氘化铀？”钱三强郑重地点点头。王方定说：“我知道。氘化铀小球是原子弹引爆装置的核心部件，该部件又称为点火中子源。”
钱三强十分满意地点点头，接着对王方定说：“现在我想告诉你，国家把研制原子弹点火中子源的任务，交给了我们所，任务重，时间紧，所里决定成立攻关小组，我提议由你负责这项任务。”
王方定有些激动，又有些迷茫：“钱所长……我知道所里不少人承担了绝密任务，许多著名科学家先后调离，没想到这么快轮到自己挑重担了……”
钱三强说：“任务十分艰巨，你会打退堂鼓吗？”
王方定愣一下，猛一挺胸，说：“我不会！”
钱三强说：“做这个，有一定的放射性危险，你怕吗？”
王方定说：“我不怕！”
钱三强放心地笑了笑：“所里成立了一个出中子委员会，我爱人何泽慧是委员之一，出于保密，其他人不管你们，你们这个小组由何泽慧直接管，业务方面你们多向何泽慧汇报，她和她领导的中子物理室，可以对你们提供帮助。”
王方定说：“我都记下了。”
钱三强转身走到一个保险柜前，打开，从柜子里拿出一个梨形的、黑乎乎的石英瓶子，举到王方定面前，神秘地说：“这是我1948年回国时，我的老师约里奥？居里夫人送给我的一点放射源，成份是镭，其中含铋-210、钋-210衰变产物。放了10多年了，一直没舍得用，现在交给你，可以用到最需要的地方了！它只有几个居里，你们做理论设计用，中子源用的要比这个大上百倍，必须在反应堆里提取。你们要好好干，快点搞出来！”
王方定异常激动地望着那个容器，像战士接过钢枪一样，郑重地伸出双手，接过那个小小的容器，极为爱惜地捧在了手里。
从那以后，王方定带领攻关小组的几个年轻人，不分昼夜地工作。一天深夜，王方定把钱三强交给他的10克放射源进行处理，石英瓶子已经发黑，钋在黑暗中闪闪发光。这就是1948年钱三强在回国轮船上写信说的“不可复得的宝物”，十几年来，没有几个人见到过它。王方定捧着这个宝物，一种神圣的责任感让他不知疲倦地干下去……
中苏关系破裂前后，一大批中国留学生和科研人员回到国内。在这批人中，有一个人不得不提——他叫刘允斌，是国家主席刘少奇的大儿子。
刘允斌1939年随赴苏疗伤的周恩来坐飞机来到苏联学习，后来考进了莫斯科钢铁学院，之后又到莫斯科大学化学专业读研究生，然后留校任高级研究员，月薪1400卢布，这在当时是很高的。他的妻子叫玛拉，是他读研究生时的同学，岳父是苏联老红军，夫妻关系很好，有一儿一女两个孩子。中苏关系开始紧张，刘允斌决定回国工作，玛拉不同意，说中国人吃草，太落后。但刘允斌决心已定，表示：为了祖国的利益，愿意撇掉一切。他丢下妻子和一双儿女，回来了。
回国后，他来到原子能所，担任放射化学研究室主任。他没有一点架子，非常谦虚、有礼貌，主动干艰苦的工作。他是高级研究员，所里分给他一间房子，他不住，坚持和一个叫姚乃兴的同事合住一间。他不搞特殊，周末从房山坨里回城，有些高干子女家里来专车接，他都是和大伙一起挤班车进城，有一阵子缺油，班车停开，他就和大伙一起步行，到良乡再乘火车进城。他和同志们的关系相处得非常好。他是国家主席的儿子，能做到这一步，让所有人都印象深刻，进而对国家领导人产生崇敬之情。
中苏关系真的破裂了，刘允斌面临考验。组织上派人和他谈话，要么老婆来中国，要么离婚。但是玛拉还是不愿意来中国，刘允斌含泪办了离婚手续。
王方定领受中子源的任务后，因为需要搞化学的人才，刘允斌被吸收进了小组，他们在最困难的日子里，携手前行……
兰州铀浓缩厂使用的原料是六氟化铀。中苏签署的《国防新技术协定》上写着，苏联先援建铀浓缩厂，后援建六氟化铀厂，六氟化铀厂未建成之前，铀浓缩厂生产所需的原料六氟化铀，由苏联负责供应。苏联撤专家前几个月，宋任穷和刘杰去莫斯科时，要求苏方按照协定提供六氟化铀，苏联方面却回复说：“六氟化铀现在苏联都不够用，难以供应中国。”
无奈，周恩来亲自给赫鲁晓夫写信，请求苏联提供一部分六氟化铀，以保证兰州铀浓缩厂初期投产所用。结果是石沉大海。
苏联专家一走，只能完全靠自己。刘杰考虑到原子能所气体扩散实验室，有一个氟气电解槽，和钱三强商量后，决定在那里简法生产六氟化铀。
钱三强把这个任务交给了工程师黄昌庆。谁也没见过六氟化铀，也不知道具体的工艺流程，更是没有设备——外国资料上说，需要一种能耐几百度高温，而且能经受住氟化氢气体严重腐蚀的用蒙乃尔合金制造的反应炉。
可是，国内没有蒙乃尔合金，黄昌庆和他的小组别说用，就是见都没有见过。钱三强要求他不能等，要快。去国外买，或者在国内炼钢厂试制，肯定来不及。黄昌庆为此食不甘味，夜不能眠，吃饭、走路，甚至做梦，都在喃喃念叨：“六氟化铀，六氟化铀……”他像着了魔一样。突然有一天，他在所里现有的材料里，发现有一段两米长的无缝紫铜管。一个大胆的设想，从他脑子里涌出来——它能经受三百度高温吗？它能耐腐蚀吗？……他从手腕上的电镀表壳得到了启示：用铜镀镍代替蒙乃尔合金，或许是个好办法。于是，他和小组里的人携带铜管来到山东张店的一个医疗器械厂，费了九牛二虎之力，终于改造成一个简易的反应炉。
但是，头几次实验都失败了，黄昌庆一筹莫展，垂头丧气。钱三强来了，他拍拍黄昌庆的肩膀，说：“小黄，不要怕失败。失败一千次，都是正常的。只要能搞出1克六氟化铀，就是胜利！”
黄昌庆琢磨着钱三强的话，默默地点点头。
王承书去了兰州铀浓缩厂，传回来的消息是，比较顺利。但是，要想拿到真正合格的铀-235，还需要一个核心部件——扩散分离膜。
二战快结束时，英国用空降兵把德国的一批核科学家抢运到本土，他们当中就有著名核物理学家海森堡。当他听到美国在广岛丢下了原子弹，大骂发现铀裂变的物理学家哈恩博士发现这个东西却没有做成原子弹。其实原因很简单，就是因为当时的德国制造不出扩散分离膜，也叫铀分离膜。
这个时候，世界上只有美、苏、英三国掌握这项技术，并把它列为最绝密级。苏联称其为“社会主义阵营安全的心脏”。即使过去中苏关系最融洽时，他们也绝对不让兄弟中国的科学家靠近一步。现在更是不可能得到任何资料。
用气体扩散法分离铀同位素，关键是掌握制造铀分离膜的技术，只有靠像筛子一样的扩散分离膜，才能把六氟化铀中只含千分之七左右的铀—235分离出来。就是说，兰州铀浓缩厂离不了这个东西。
钱三强估算，这种分离膜的孔径是纳米量级的，非常精细，它涉及众多学科，要解决一系列极为复杂的工艺问题，是一项综合性极强的技术工程。
钱三强现在很担心扩散分离膜的研制问题。苏联专家走之前，他曾在原子能所组织人对这项技术进行过调研，后来正式成立了以钱皋韵为首的研究小组，抽调20名科技人员，专门进行研究，苏联专家撤走之后，他又从复旦大学调来化工专家吴征铠进行技术指导。
钱三强向二机部建议，多组织几个部门，联合攻关。二机部党组同意了这个建议，决定同时组织四个小组分头搞，参加的人员有上百人之多。
秘密进行的动员会上，钱三强说：“你们是粉末冶金和物理冶金专家，又都是党员，所以请你们来。这项任务一定要尽快完成，价格不要超过黄金。任务非完成不可，不能让我们的铀浓缩厂因为没有分离膜元件而真的变成废铜烂铁，更不能让我们的原子弹没有浓缩铀而造不出来！”
刚开始的时候，谁也搞不清分离膜是什么样的东西，有人提出它可能与空气动力学有关，二机部科学技术局副局长许淦专门去请教钱学森。钱学森一听就愣住了，想了一会，说，让我考虑考虑。过了几天，又去找他，他说：“分离膜同空气动力学可能有关，但我搞的是宏观，分离膜可能是微观。”
一切都是从未知开始。
