1900:游走在欧洲的物理学霸 第1093节

  1945年,美国一共制造了3颗原子弹。

  其中一颗用于实验,两颗用于实战。

  用于实验的那颗原子弹,使用的裂变材料就是钚239。

  因为当时的铀235实在太珍贵了。

  铀元素一共有三种同位素:铀234、铀235、铀238。

  从铀矿石中提取的铀元素里,铀235的含量只有低的可怜的0.72%,99.275%的都是铀238。

  所以,每一克的铀235都极度珍贵。

  而当时,有人已经发明了利用铀238制造钚239的技术。

  且钚同样能发生核裂变反应。

  所以,科学家就制造了钚原子弹来测试数据。

  这时,可能有人好奇了:

  “既然钚这么容易制造,为什么后面不全部制造钚原子弹呢?”

  这是因为钚的自发裂变率实在太高了。

  说白了,就是不好控制,太容易跟中子反应了,导致很容易自爆。

  试想一下,你开着飞机刚飞到半路,运载的钚原子弹突然自己爆炸了是什么感觉。

  而铀235虽然原料极为难得,但是它的稳定性非常高,可控核反应堆就是例子。

  所以,做实验积累数据可以使用钚,但是武器级原子弹就必须使用铀。

  当然,随着后来技术成熟,钚原子弹也能很稳定,而且它的临界质量只有铀的三分之一,非常适合制作武器。

  比如著名的“小男孩”包含了64kg的铀,但是其中只有1kg的铀参与了核裂变。

  而真正转换成能量的铀更是只有不到1g。

  但如果换成钚,只需要4kg,就能达到同样的效果。

  然而,不管钚有多么好,在人类的核历史上,铀元素始终占据着最重要的位置。

  它的裂变正式开启了影响深远的核能时代。

  而此刻,费米提出的“超铀元素”就是一个开始。

  从超铀元素到铀核裂变的发现,也是一段荡气回肠的故事。

  这期间,充满了各种曲折和意外,令人不胜唏嘘。

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。

  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像风暴席卷全世界。

  举世震惊!

  科学界顿时沸腾了!

  超铀元素就像有魔力一般,吸引着当时所有的实验物理学家。

  但是,科学大佬们可不像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。”

  “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“很像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。

  玻尔真是害人不浅啊~~~

  但不管怎么说,伊蕾娜的实验结果就像一层阴霾,弥漫在超铀元素的上空,让人困惑。

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