- 趣說(shuō)物理:改變世界的工程師
- 劉行光編著
- 1205字
- 2020-11-15 17:54:18
1.9 中子“炮彈”轟開(kāi)原子核
自從盧瑟福第一個(gè)用α粒子轟擊出原子得到質(zhì)子后,許多科學(xué)家以此為突破點(diǎn),紛紛對(duì)原子核展開(kāi)了研究,希望能從中發(fā)現(xiàn)不一樣的東西。到底這其中還有多少秘密呢?誰(shuí)也不知道,但是,科學(xué)家們相信元素中一定還有許多未知的規(guī)律。
在眾人向原子核進(jìn)行“炮轟”的隊(duì)伍中,有一位女科學(xué)家,她就是居里夫人的女兒伊倫娜。伊倫娜也是一位出色的物理學(xué)家,她用α粒子轟擊原子核得到了同位素,不久后這個(gè)消息傳遍科學(xué)界。
這個(gè)消息也傳到了意大利科學(xué)家費(fèi)米的耳朵里,費(fèi)米有股年輕人的沖動(dòng),他不想落在后面。既然伊倫娜用α粒子,那他就用中子。粒子和原子核一樣帶的是正電荷,它們之間產(chǎn)生的斥力必然會(huì)中和掉一部分沖擊力,而中子是中性的,可以避免這個(gè)缺點(diǎn)。這樣,費(fèi)米又找到了一種轟擊原子核的新“炮彈”。
很多科學(xué)家一旦有了重大發(fā)現(xiàn)便愛(ài)不釋手,尤其像費(fèi)米這樣年輕的科學(xué)家。費(fèi)米和他的一些同學(xué)雖然已經(jīng)是物理學(xué)家,但都是年輕的小伙子,對(duì)中子“炮彈”的新鮮感不會(huì)一下子丟掉。
中子從哪里提取呢?最好是從鐳放射的α粒子轟擊鈹獲得。但因?yàn)殍D很難制取,價(jià)格十分昂貴,費(fèi)米他們買(mǎi)不起,只好用氡來(lái)代替鐳,但氡的半衰期很短暫,只有4天,需要不斷更換。他們就用這個(gè)簡(jiǎn)單的中子“炮彈”做著實(shí)驗(yàn)。雖然簡(jiǎn)陋,但努力總算沒(méi)有白費(fèi),他們得到了許多自然界中沒(méi)有的同位素。
但是,當(dāng)他們用中子彈轟擊鈾時(shí)卻得到了意想不到的結(jié)果。被轟擊后,鈾產(chǎn)生的放射性元素不止一種,他們猜想,這其中一定有不曾被發(fā)現(xiàn)的新元素。鈾的原子序數(shù)為92,這個(gè)未知的新元素暫且就叫它“93號(hào)元素”吧。
費(fèi)米發(fā)現(xiàn)“93號(hào)元素”的消息引起了物理學(xué)界的重視,科學(xué)家們開(kāi)始尋找答案。
這時(shí)德國(guó)正好也有一個(gè)科學(xué)小組,以著名科學(xué)家哈恩為首,也在致力于尋找這種新元素的來(lái)源。
一天,哈恩到財(cái)政部去辦事,遇到了朋友斯特拉斯曼,他給哈恩看了一本最新的科學(xué)雜志。哈恩看完雜志上的論文,便“啪”的一聲扔到沙發(fā)上,拉起斯特拉斯曼的手說(shuō):“走,跟我到實(shí)驗(yàn)室去!”

奧托?哈恩
哈恩在實(shí)驗(yàn)室里反復(fù)實(shí)驗(yàn),他不明白,一個(gè)小小的中子怎么能使鈾原子一下子放射出將近一半的粒子呢?最后他終于明白是怎么一回事——鈾原子核被中子從中間一分為二了!
“鈾原子核被一分為二”這件事不容小覷,如果真的是這樣,那么意義將不亞于居里夫人發(fā)現(xiàn)鐳。
“鈾在分裂時(shí)能釋放出巨大的能量”,這對(duì)科學(xué)來(lái)說(shuō)是一個(gè)好消息,但對(duì)于動(dòng)蕩不安的世界來(lái)說(shuō)卻是一個(gè)壞消息。這意味著鈾很可能被用于制造殺傷性武器,它的能量是普通炸藥的上萬(wàn)倍。要是希特勒這個(gè)暴虐之徒手中有了武器,他什么都干得出來(lái)。
愛(ài)因斯坦對(duì)核裂變這個(gè)研究很感興趣,他看到了其中重要的意義。他親自出面給羅斯福總統(tǒng)寫(xiě)了一封信,希望這件事能夠引起重視,并盡快組織力量展開(kāi)行動(dòng)。
在愛(ài)因斯坦和多位科學(xué)家的努力下,羅斯福終于下定決心,同意了他們的請(qǐng)求。這才有了后來(lái)的“曼哈頓計(jì)劃”和第一顆原子彈的研制成功。
知識(shí)加油站
核能
由于原子核的變化而釋放的巨大能量叫作核能。
