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第671章 铀核裂变!惊天乌龙!蓦然回首,超铀却在灯火阑珊处!

真实历史上,从费米发现超铀元素到哈恩提出铀核裂变是一个复杂的过程。/%咸%(鱼[ˉ]看?书¥@ ·追?-+最@新!章′节2$

1934年5月,费米用中子轰击铀,通过排除法后,发现产物中可能产生了超铀元素。

这在当时绝对是石破天惊的发现。

彼时费米已经是物理学界的大佬,而且他治学严谨,所以对这个发现保持高度的谨慎态度。

他准备仔细核查几遍之后,再考虑发表。

但是少年团的圣父,意大利教育部长科尔比诺得知这个消息后,迫不及待地想要宣布。

他一直都在关注费米的实验室的成果,有了这种震惊世界的学术成果,当然要大肆宣扬。

科尔比诺立即在意大利科学院大会上,当着国王和大臣们的面,宣布了费米这一震撼人心的成果。

“费米发现了超越元素周期表的新元素!”

消息一出,顿时轰动了整个国家。

意大利各大报纸争相报道:

“在法西斯党和伟大领袖墨索里尼的英明领导下,意大利恢复了上古荣光。”

“建议用领袖的名字来命名这个新元素!”

当时的费米还很单纯,他内心很慌。

他私下里找到科尔比诺,说明结果并不一定是100准确,希望不要过度宣扬。

但是科尔比诺却反过来宽慰他:

“年轻人要有自信嘛!”

费米在各种荣誉的加持下,也有点动摇了。

因为他从理论和实验数据上分析,产物确实应该是超铀元素,尽管他并没有真正分离出来。

所以,他也就不再纠结。

就这样,在意大利的推波助澜下,费米发现超铀元素的消息就象风暴席卷全世界。

举世震惊!

科学界顿时沸腾了!

超铀元素就象有魔力一般,吸引着当时所有的实验物理学家。

但是,科学大佬们可不象意大利国王那么容易被说服。

费米的论文发表不久,第一个质疑的声音就出现了。

同年,德国女物理学家诺达克公开质疑费米的结果。

这个诺达克也不是一般人。

她和她的丈夫在1925年发现了75号元素【铼】,是元素领域的专家。

诺达克在《论93号元素》文章中指出:

“费米在分析反应产物时,只排除了82号元素铅以及比铅重的元素,但没有排除比铅轻的元素。”

“因此,无法证明反应产物就是超铀元素。”

“除非将所有轻元素全部排除。”

如果仅仅是说到这,诺达克并没有多么了不起。

费米会反驳:我也很想这样做啊!但臣妾真的做不到啊。

当时的化学水平还比较落后,元素分离工作非常复杂和困难。

而且核反应生成的产物量又非常少,大大增加了检测的难度。

也许前面30多号元素很容易分离,但是越往后,元素的性质越接近,极其难以分辨。

可以说,当时能掌握高超分离技术的化学家并不多。

然而,诺达克又在论文中提到:

“费米可能并没有制造出超铀元素,而是铀分裂后产生的碎片。·卡¢卡¨小.说¨网. ~更′新/最\快+”

“可以想象,这些碎片是已知92号元素以内元素的同位素,而不是超铀元素。”

可以说,诺达克实际上已经预言了铀重核裂变的可能性。

然而,她的论文迎来的却是学术界的嘲笑。

一方面她是女性,在学术界地位低下,她甚至没有经费搞到铀亲自去验证。

另外一方面,得益于玻尔的液滴模型,当时没有人相信仅仅一个中子能把铀原子核撞成几块。

1936年,诺达克请求哈恩为她站台,但是后者拒绝了。

哈恩认为诺达克的观点太荒谬了,引用对方的观点,会让自己成为学术界的笑话。

彼时,哈恩自己也在研究费米的超铀元素。

其实早在2年前,迈特纳就催促哈恩和她一起重复费米的实验,后来二人又找了一个化学家施特拉斯曼。

三人如火如荼地展开实验。

从1934年到1938年间,三人组发现了十几种未知的同位素。

他们认为这些都是超铀元素的同位素。

但可惜的是,他们依然无法获得真正的超铀元素本体,始终差了一个能一锤定音的证据。

于是,迈特纳重新设计新的实验,哈恩和施特拉斯曼则负责改进实验的化学部分。

在此期间,法国的伊蕾娜夫妇也在研究这个课题。

1937年底,伊蕾娜在用中子轰击铀后,没有经过化学分离,而是直接测量反应产物。

因此,她发现了一种新的元素,在沉淀超铀元素之后,仍然存在于滤液之中,且能够和铀分离开。

又经过一些测试后,伊蕾娜认为它应该是90号元素【钍】的某个同位素。

论文发表后,德国的哈恩三人组对这个结果表示强烈怀疑。

因为这意味着,小小的中子,竟然能从铀原子核中撞出一个α粒子,这不可能!

他们又重复了实验,果然,并没有找到所谓的钍的同位素。

于是,哈恩甚至还亲自写信,希望伊蕾娜能撤稿。

并且在一次罗马的会议上,他大男子主义地对约里奥说道:

“我看在你妻子是女性的份上,才没有公开批评她。”

“但是她的结果肯定是错的。”

约里奥回家后把哈恩的意见传达给伊蕾娜,结果被后者大骂一顿。

“你不帮我说话就算了,还故意把别人的话带给我。”

约里奥心里苦啊。

伊蕾娜根本不care哈恩的意见,继续自己的实验。

1938年5月,她又发表了一篇论文。

这一次,她竟然在中子轰击铀的产物中,发现了一种“很象57号元素【镧】”的同位素。

伊蕾娜惊讶不已。

虽然她很不爽哈恩,但是同样认可玻尔大佬的理论。

一个中子不可能让铀原子核失去那么多的质子和中子,变成57号元素。

就好比用一粒芝麻去撞西瓜,结果撞出了一袋瓜子,怎么可能呢?

于是,伊蕾娜又犯了一次糊涂,她认为这是一种“难以解释”的超铀元素。

明明已经确定了是57号元素,结果因为思维惯性,还是往超铀元素上靠。.d~1\k!a*n¨s-h-u¢.¨c′o?m/

但不管怎么说,伊蕾娜的实验结果就象一层阴霾,弥漫在超铀元素的上空,让人困惑。

时间到了1938年,德国和意大利境内的政治氛围愈加紧张。

同年7月,迈特纳逃离德国来到瑞典,三人组正式解散。

同年12月,费米带着家人北上瑞典,以领诺奖的名义,在玻尔的帮助下,逃离意大利,前往美国。

这里补充一下,费米获得诺奖的理由正是中子的应用及发现超铀元素。

迈特纳走后,哈恩依然没有放弃关于超铀元素的实验。

而且他依然和迈特纳保持联系,因为他需要后者的物理理论分析能力。

1个月前,他还对别人说:我对这位太太(伊蕾娜)写的东西不感兴趣。

但是现在,他厚脸皮地开始仔细阅读伊蕾娜的文章。

因为越来越多的实验结果表明,超铀元素的真相没有那么简单。

1938年10月,哈恩在进一步重复伊蕾娜的实验后,竟然在产物中发现了88号元素【镭】的同位素。

对此,他是这样解释的:

“铀238在中子轰击下,先放出一个α粒子,变成了90号元素钍235。”

“钍235接着又放出一个α粒子,变成了镭231。”

可以看出,此时哈恩已经认可了伊蕾娜的实验结果:中子确实能够从原子核上撞击出α粒子碎片。

但他依然认为产物中有镧元素是无稽之谈。

同年11月,他将论文发表。

接着他又去丹麦哥本哈根参加会议,玻尔听说他的结果后,当即表示反对。

远在瑞典的迈特纳看到哈恩的论文后,同样表示不相信。

并且她催促后者尽快做实验确认。

于是哈恩从丹麦返回德国后,继续做实验。

12月,他的实验取得了突破性进展!

哈恩又发现了三种未知的同位素,这些同位素能从其它元素中分离出来,但唯独不能从钡元素中分离。

在化学上,这意味着这三种同位素极大可能就是56号元素【钡】的同位素。

这就太不可思议了。

哈恩遇到了和当初伊蕾娜一样的困境。

92号元素铀竟然能生成原子序数差距巨大的56号元素钡!

这颠复了玻尔的液滴模型。

12月19日,哈恩写信告诉了迈特纳实验结果。

两天之后,他又通过进一步的验证,完全确定了那个神秘同位素就是钡的同位素!

如此一来,伊蕾娜发现的镧元素也是存在的,因为钡原子核发生β衰变后,就能变成镧元素。

此刻,哈恩已经坚信,中子轰击铀核后,会产生钡,并且继续衰变成镧。

这个在物理学上不可能的现象,现在就这么发生了。

他害怕伊蕾娜反应过来,想抢先发表论文,于是便不再与迈特纳写信讨论了。

12月23日,迈特纳的侄子弗里施来瑞典看望姑姑。

迈特纳便将哈恩的信给他看,二人决定考虑铀核裂变的可能性。

此时弗里施在玻尔研究所跟随玻尔学习,他很熟悉液滴模型。

在他的帮助下,姑侄二人一起从理论上计算。

最后正如上一章所说,迈特纳证明了铀核裂变在理论上是可行的。

哈恩和伊蕾娜的实验结果没有错,铀原子核真的分裂了!

费米所说的超铀元素完全是子虚乌有,那只是裂变后的碎片而已!

弗里施当即兴奋地赶回丹麦与玻尔讨论。

玻尔听到这个理论后,用手掌拍了额头,笑道:

“我怎么这么白痴!”

而迈特纳则迫不及待地给哈恩写信,告诉对方这个好消息,希望对方不要急着写论文,尝试把理论加进去。

可惜,这一次,她再也没有收到回信。

1939年1月6日,哈恩和施特拉斯曼共同署名的论文发表了。

两人从实验上证实了,中子轰击铀能产生钡元素。

第二天,论文到达丹麦,弗里施看到论文后,没有时间为姑姑打抱不平。

因为哈恩只是在实验上发现这个现象,而没有在理论上证明。

他要发表论文,从理论上直接确认铀分裂的存在。

写完论文后,弗里施甚至还利用云室追踪分裂碎片的踪迹,用最直观的方式证明了:中子轰击铀核后,确实发生了分裂。

2月11日,弗里施和迈特纳共同署名的理论文章在《自然》上发表。

在论文中,弗里施首次使用了“fission”的名称,即:裂变。

2月18日,弗里施单独署名的用云室观察核裂变的论文接着发表。

论文发表之后,迈特纳和哈恩的关系正式宣告破裂。

他们互相看了对方的论文后,不知道是什么感想。

话分两头。

就在哈恩发表论文后,弗里施发表论文前。

1月7日,玻尔受邀前往美国参加物理会议。

在上船前,弗里施把写好的论文初稿交给了玻尔,他非常尊敬玻尔,希望对方最后能整体把关一下。

当时与玻尔同行的还有一位物理学家叫罗森菲尔德。

旅途漫长,玻尔就和对方讨论起弗里施的论文,后者听完惊骇不已!

“铀原子核竟然能发生核裂变?”

“岂不是说费米的超铀元素是错的,诺奖闹了一个大乌龙?”

玻尔可能是太累了,他忘记告诉罗森菲尔德要注意保密,因为弗里施的论文还没有正式发表。

1月16日,玻尔到达纽约,费米带着众多物理学家亲自迎接他。费米刚到美国没多久)

玻尔很有职业道德,没有把铀核裂变的消息传开。

然而,当天晚上,罗森菲尔德被好友惠勒拉去普林斯顿参加一个物理俱乐部会议。

在会上,罗森菲尔德就把和玻尔的讨论铀核裂变内容说了出来。

其实也不能怪他,因为他也不知道弗里施的具体情况。

他一说完,顿时让在场的所有物理学家都骇然了!

这绝对是能震惊学界的重磅消息。

第二天,玻尔到达普林斯顿,听说这个消息后,顿时大惊失色。

他连忙写了一篇文章,公开表示:铀核裂变的理论解释,归功于迈特纳和弗里施。

紧接着,他又写信给弗里施:尽快将论文寄送给《自然》杂志发表。

然而,他没有收到弗里施的回信。

1月20日,费米在好友拉比(552章)、兰姆等人的告知下,得知了铀核裂变的消息。

这时,费米知道自己错了,并没有什么超铀元素。

然而他在一个月前,还公开发表了一场关于超铀元素的演讲

费米心中五味杂陈。

不过,并没有人因此而看低费米,或者认为他不该得这个诺奖。

毕竟,仅仅一个四费米子理论,就足够奠定了他的大佬地位,更不用提还有中子轰击法等。

与此同时,铀核裂变的消息开始疯狂扩散。

1月26日,第五届华盛顿理论物理会议,紧急邀请了玻尔和费米两位大佬。

本来会议的主题是低温物理。

但是随着铀核裂变的消息传开,会议彻底炸锅。

没有人讨论低温物理了,所有物理学家都在讨论铀核裂变。

在会上,玻尔再一次强调了哈恩的实验和弗里施的理论解释。

他知道,自己无法阻止其他人做实验,但他需要保护弗里和迈特纳的优先权。(此时哈恩的论文已经发表,所以无所谓)

玻尔的人品确实够硬!

就在会议召开时,哥伦比亚大学、加州理工等十几个美国大学和研究所,已经紧急开始实验。

1月28日,有人宣布证实了铀核裂变现象。

紧接着,更多的物理学家证明了这个结果。

并且还确定了,发生铀核裂变的不是铀238,而是更稀少的铀235。

当消息传到美国西海岸的加州大学伯克利分校时,奥本海默第一时间表示不相信。

但是他所在的实验室立马就证实了这个结果。

看着分裂后的碎片,沉默三分钟之后,奥本海默相信了铀核裂变。

2月7日,玻尔再次发表文章,他详细地解释了铀核裂变的来龙去脉,为姑侄二人争取权益。

至此,关于铀核裂变的归属问题告一段落,但是关于它的研究却如火上浇油一般。

所有实验物理学家都投入到了铀核裂变之中。

2月中旬,哈恩发表第二篇论文,预测铀核裂变的同时,还会放出中子。

3月,伊蕾娜通过实验证明了,铀235发生裂变后,会伴随释放出2个以上的中子。

这些中子又会轰击其它的铀原子核,以滚雪球的方式持续下去,形成链式反应,释放巨大的能量。

奥本海默在看到这篇论文后,仅仅用了几分钟,就想到制作武器的可能性。

一个星期之后,他办公室的黑板上已经出现了武器(原子弹)的草图。

此时,还只是科学家们秉持科学的态度,自发地研究,官方并不清楚铀核裂变的重要性。

但很快,事情就瞒不住了。

美国、苏联、英国、法国、德国、意大利、樱族等强国,正式开启了原子弹计画。

一场新的科学竞赛,再次开始!

而在这场关于铀核裂变的大戏中,最戏剧的是:

1940年5月,加州大学伯克利分校的麦克米伦和艾贝尔森,在中子轰击铀的反应产物中,真的找到了93号超铀元素,并将其命名为【镎】。

二人因此获得1951年的化学诺奖。

有人可能奇怪:“同样的实验,为什么其他人找不到,就他们俩能?”

因为二人利用了回旋加速器加速中子进行实验,能精确控制中子的速度。

(本章完)

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