根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程,每個鈾核裂變時放出的能量,能夠使一顆米粒兒跳動到肉眼可見的程度;而一克重的鈾235全部裂變釋放的能量如果用焦耳來衡量,就是8以后有10個0,即80000000000焦耳,1焦耳的能量可使1瓦的二極管發(fā)光1秒鐘!核裂變所釋放出的巨大能量,引起了科學(xué)家們的強(qiáng)烈興趣。
          發(fā)現(xiàn)核裂變
            1938年的一個冬夜,萬籟俱寂。一位老人在柏林威廉大帝化學(xué)研究所的辦公室內(nèi)點(diǎn)燃了一支雪茄。這位老人就是德國放射化學(xué)家哈恩,此時,一幀幀記憶在老人緊鎖的眉頭前浮現(xiàn)。
                1896年法國的貝克勒爾觀察到含鈾礦物能使照相底片感光,由此發(fā)現(xiàn)了放射性;1919年英國的盧瑟福用放射性物質(zhì)放出的帶電粒子轟擊原子核,實(shí)現(xiàn)了人工核反應(yīng);1932年英國的查德威克通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)原子核內(nèi)存在中子……核科學(xué)的發(fā)展突飛猛進(jìn),令人振奮。
                1938年,意大利的費(fèi)米公布用中子作“炮彈”轟擊鈾的結(jié)果,認(rèn)為發(fā)現(xiàn)了神秘產(chǎn)物——在元素周期表中比鈾更靠后的“超鈾元素”。當(dāng)年夏天,約里奧·居里夫人重復(fù)了費(fèi)米的實(shí)驗(yàn)后,推測“轟擊”后的神秘產(chǎn)物可能是鑭。然而,自己和斯特拉斯曼的實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果表明,產(chǎn)物應(yīng)該是原子量只比鈾的一半多一點(diǎn)的鋇,而且這一結(jié)果只可能在鈾核發(fā)生分裂時才會產(chǎn)生。雖然在化學(xué)上可以確信自己沒錯,但在物理上又難以判定。想到這兒,哈恩老人又感到了困惑。
            雪茄燃盡,哈恩突然想起了曾與自己長期合作的奧地利女核物理學(xué)家邁特納,于是鋪開信紙,奮筆疾書,向邁特納說明了自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和想法。遠(yuǎn)在瑞典斯德哥爾摩物理實(shí)驗(yàn)室的邁特納和她的外甥弗里斯接到來信后,很快在物理上論證了類似生物學(xué)中細(xì)胞有絲分裂的核裂變現(xiàn)象。從此,核裂變的發(fā)現(xiàn)得到了科學(xué)家們的證實(shí)和全面深入的研究。
          開啟核能時代
            根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程,每個鈾核裂變時放出的能量,能夠使一顆米粒兒跳動到肉眼可見的程度;而一克重的鈾235全部裂變釋放的能量如果用焦耳來衡量,就是8以后有10個0,即80000000000焦耳,1焦耳的能量可使1瓦的二極管發(fā)光1秒鐘!核裂變所釋放出的巨大能量,引起了科學(xué)家們的強(qiáng)烈興趣。
            與核裂變發(fā)現(xiàn)失之交臂的費(fèi)米躊躇滿志,帶領(lǐng)一批科學(xué)家在美國芝加哥大學(xué)的一個室內(nèi)網(wǎng)球場建起了世界上第一座反應(yīng)堆——芝加哥一號(CP-1)。反應(yīng)堆的直徑為7米,石墨與鈾層疊布置57層,整個反應(yīng)堆高6米。當(dāng)反應(yīng)堆中的中子經(jīng)過石墨減速,慢悠悠地經(jīng)過鈾核附近時,一不小心就會撞上去。之后鈾核會裂變成兩個較輕的部分,同時放出大概兩到三個中子,它們又將引起下一次裂變;如此循環(huán)下去導(dǎo)致發(fā)生了鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。反應(yīng)堆里還插著一根能吸收中子的鎘棒,調(diào)節(jié)它的插入深度,就能夠控制核裂變的反應(yīng)速率。
            1942年12月2日下午,隨著費(fèi)米一聲令下,鎘棒從反應(yīng)堆中緩緩抽出,計(jì)數(shù)器“咔咔”作響,說明有中子產(chǎn)生。接著停止抽棒,計(jì)數(shù)器的聲音此起彼伏,中子持續(xù)產(chǎn)生,鏈?zhǔn)椒磻?yīng)開始了。在場的人們屏住呼吸,注視著儀器。當(dāng)再次將鎘棒插入反應(yīng)堆中的時候,計(jì)數(shù)器響聲逐漸消失。盡管這次試驗(yàn)中核裂變產(chǎn)生的功率只夠點(diǎn)亮一盞小電燈泡,但是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)順利完成。
            “意大利航海家已經(jīng)登上了新大陸”,參加試驗(yàn)的科學(xué)家們通過電話密語興奮地向當(dāng)局報(bào)告了喜訊。的確,這一成就標(biāo)志著人類實(shí)現(xiàn)了第一次自持鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng),開始了受控的核能釋放。人類利用核能的時代開始了!
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