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核能对于东谈主类是一柄双刃剑：核能的和平行使为东谈主类惩办动力问题提供了一条长进；也曾杀死至少十几万东谈主的核火器却又让东谈主类持久感受着末日的恫吓。核能的出现，源夸耀核的裂变与关连的链式反馈。1938年12月，铀核裂变被证明，为东谈主类进入核能与核火器期间开启了大门，并最终导致原枪弹的面世。施行上，重核裂变的发现资格了迤逦的经过。这里面有哪些胆战心摇的故事？

撰文 | 王善钦1945年8月6日，代号为“小男孩”的原枪弹在日本广岛上空爆炸。固然它的弹芯只要64千克浓缩铀，却摧毁了泰半个城市，倏得杀死数万东谈主。而在这个经过中，整个炸弹的质地损失不到1克。研制威力强大的原枪弹，阔绰了“曼哈顿计划”的十余万东谈主的勤勉，但其基本旨趣——重核裂变——却是以磨砖成镜的面容被发现的。核能、原枪弹与科幻演义1903年，剑桥大学卡文迪许实验室的卢瑟福（Ernest Rutherford，1871-1937）与他的学生索迪（Frederick Soddy，1877-1956）通过诡计，断言辐射性物资衰变放出的能量是雷同质地的物资的化学能的至少2万倍，以致可能达到百万倍。1904年，索迪预言，辐射性经过开释出的能量往时有可能被应用，以致被制造为火器。他以为这样的火器可能改造东谈主类的幸运，乃至摧毁寰宇。

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卢瑟福（左，1892年，21岁）与索迪（右，1921年，44岁）。丨图片开头：全球版权卢瑟福与索迪的料想早于爱因斯坦提议相对论以及与之关联的质能关系式。因此，东谈主类对原子能的领略早于相对论与质能关系式的降生（1905年）。自然，自后物理学家在解释核能时还要用到爱因斯坦的公式。受索迪不雅点的启发，英国科幻作者威尔斯（Herbert Wells，1866-1946）于1913年写了科幻演义《使寰宇赢得解放》（The World Set Free）。在这本书中，“原枪弹”（atomic bombs）这个词组初度出现。作者思象在1956年英、法、好意思与德国发生寰宇大战，手提包内的一颗原枪弹就足以扬弃半个城市，这些原枪弹被投到寰宇总共的垂危城市，抓续的辐射性导致抓续的大火，形成强大碎裂。

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威尔斯（1920年）丨图片开头：George Charles Beresford威尔斯“展望”的原枪弹，旨趣是里面辐射性物资通过抓续的辐射性衰变开释能量。关联词，东谈主们在尔后评释，无法仅通过物资的辐射性衰变大范畴获取核能并将其制造为火器。这样的“原枪弹”只可算是辐射性混浊物，而不是炸弹。导致原子能行使与原枪弹爆炸的基础是重核裂变以及与此关连的链式反馈。在重核裂变被发现之前，东谈主类先发现了轻核裂变，并已毕了东谈主工辐射性。轻核裂变1932年，卡文迪许实验室的考克饶夫（John Cockcroft，1897-1967）和沃尔顿（Ernest Walton，1903-1995）用粒子加快器加快质子，并用其轰击锂7，二者碰撞后，分辨成两个α粒子。这个经过被称为“分辨原子”（splitting the atom），它初度已毕了原子核的裂变。

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考克饶夫（左）、卢瑟福（中）和沃尔顿（右）。丨图片开头：全球版权考克饶夫和沃尔顿还发现，这个经过产生的质地牺牲与开释的能量合适爱因斯坦的质能关系式。二东谈主因此于1951年被授予诺贝尔物理学奖。1933年，卢瑟福作念了一次演讲。他提到了考克饶夫和沃尔顿用质子分辨锂的职责，但他以为核能无法被大范畴行使：“在这些经过中，咱们可能赢得比质子提供的能量多得多的能量，但总的来说，咱们不可指望以这种面容赢得能量。”关联词，在轻核裂变被已毕的归拢年（1932年），往时大致导致重核裂变的“利剑”已被找到了，尔后它像鬼魂一样在实验室飘飖了几年，东谈主类最终发现了重核裂变。中 子1920年，卢瑟福提议：原子核是由带正电的质子和带中性电荷的粒子构成。后者自后被定名为“中子”（neutron）。1931年，德国物理学家博特（Walther Bothe，1891-1957）和他的学生贝克尔（Herbert Becker，生卒年暂不可考）发现，钋衰变开释出的α粒子轰击铍、硼或锂时，会产生一种穿透力很强的辐射，这种辐射不受电场力作用。他们以为这是伽玛射线。1932岁首，皮埃尔·居里（Pierre Curie，1859-1906）和玛丽·居里（Marie Curie，1867-1934）的女儿伊莲娜·约里奥-居里（Irène Joliot-Curie，1897-1956，以下简称“伊莲娜”）与半子简·约里奥-居里（Jean Joliot-Curie，1900-1958，以下简称“约里奥”）也在实验中发现了这种辐射。伊莲娜与约里奥还发现这种中性辐射的能量很高：它们轰击石蜡或任何其他含氢化合物时，会敲出质子。他们依然以为这是伽玛射线。

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伊莲娜与约里奥（1935年）丨图片开头：Ph. Coll. Archives Larbor卡文迪许实验室的查德威克（James Chadwick，1891-1974）看到伊莲娜与约里奥发表的论文后，感觉难以置信。伽玛射线或智力更低的X射线在轰击电子时可以让电子偏转（“康普顿效应”），但质子的质地是电子质地的上千倍，如何大致被伽玛射线从原子核中敲出去？查德威克是卢瑟福学生，早就知谈卢瑟福对于中子存在的假定，因此很自然地算计这些中性辐射很可能是中子。为了尽快笃定这个算计，他立即参加了焦躁的实验中。1932年2月，查德威克评释那些能量很高的中性辐射不是伽玛射线，而是一群质地与质子质地险些交流的不带电粒子，这些性质与假定中的中子的性质相符，它们便是中子。

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查德威克丨图片开头：诺贝尔奖官网（www.nobelprize.org）查德威克很快意志到，比起带正电的α粒子与质子，用不带电的中子轰击原子核的遵守将更高，因为它不受到带负电的核外电子与带正电的原子核的电场力影响。此外，获取中子也相对容易：让镭、钋之类的辐射性元素衰变后开释出的α粒子轰击铍9，使其成为碳12，并开释出1个中子。中子的发现与证明，为尔后核物理学的发展起到关节作用。核物理学界限的巨擘贝特（Hans Bethe，1906-2005）以为：1932年之前的期间是核物理的史前期间；1932年，才进入核物理期间，因为中子在那一年被发现了。由于发现并证明中子，查德威克赢得1935年的诺贝尔物理学奖。博特、贝克尔、伊莲娜与约里奥皆错失了此次诺贝尔物理学奖。东谈主工辐射性1934年1月，伊莲娜与约里奥发现，某些α粒子轰击（辐照）铝箔后，即使α粒子源被移除，铝箔依然存在辐射性。在笃定盖革计数器莫得任何问题后，他们算计：在这个经过中，α粒子与铝原子核联结为辐射性的磷30，并开释一个中子，然后磷30衰变为硅30。通过化学实验，伊莲娜与约里奥评释产品中确乎有磷。这意味着雄厚的铝原子核被东谈主工诊疗为磷的辐射性同位素。至此，他们发现了东谈主工辐射性。东谈主工辐射性的发现是核物理学界限的一大飞跃。它使辐射性元素不再仅限于那些重元素，而是可能膨大到整个元素周期表，东谈主类可以通过东谈主工妙技制造出各式元素的辐射性同位素。当伊莲娜将我方通过东谈主工面容赢得的辐射性物资展示给居里夫东谈主时，这位伟大的物理学家与化学家为女儿与半子的这个垂危确立而深感欣喜，她高亢地将手指伸入装有东谈主工制造出的辐射性磷的试管中（辐射性很细微，因此不会形成什么后果），感受这个珍稀的实验效果。伊莲娜回忆，这是她母亲临了一次如斯应允。1934年7月，居里夫东谈主因病厌世。

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伊莲娜在母亲玛丽的设备下进行斟酌。伊莲娜很早就开动随从母亲斟酌辐射性同位素丝袜美腿 亚洲色图，并发现自然辐射性。她于1925年赢得博士学位。丨图片开头：全球版权

1935年，伊莲娜与约里奥因为发现东谈主工辐射性而赢得诺贝尔化学奖。“超铀元素”之争东谈主工辐射性被发现的音问传到意大利后，费米（Enrico Fermi，1901-1954）在团队成员维克（Gian Wick，1909-1992）的建议下，将斟酌重心从表面转向实验，独立即与团队准备实验竖立，用中子轰击（辐照）各式元素靶子，以制造更多辐射性同位素。一开动，费米团队的实验老是不得胜。自后他在靶子前放了石蜡。石蜡中的质子使快中子变为慢中子，使其有更多期间与原子核相互作用，极地面晋升了实验遵守。费米团队将那时已知的元素险些全部轰击，赢得了22种辐射性同位素。在费米团队轰击90号元素钍与92号元素铀时，他们发现产生的元素的性质与钍、铀极度不同。费米等东谈主以为它们是第93号录取94号元素，即超铀元素。费米的收尾很受同业追捧，很多团队纷纷跟进。关联词，德国化学家与物理学家诺达克（Ida Noddack，1896-1978）强烈质疑费米的论断。诺达克与她的丈夫（Walter Noddack，1893-1960）是稀土界限的了得巨匠，他们与联结者在1925年发现了75号元素铼。

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诺达克的像片，粗略拍摄于1940年。丨图片开头：全球版权诺达克发表了论文《论93号元素》（On Element 93），指出费米在分析反馈产品时，只要除了铅以及比铅重的元素，而莫得抹杀比铅轻的元素，因此无法评释产品便是比铀重的元素。只要把总共轻元素皆抹杀了，才能评释产品是超铀元素。诺达克以为，费米可能莫得制造出新的、更重的元素，而是制造出已有的、更轻的元素，这些元素是铀分辨后产生的，她说：“可以思象，原子核会分辨成几个大的碎屑，这些碎屑是已知元素的同位素，不会是被辐照的元素[92号元素铀]的相邻元素[93号元素]。”诺达克施行上预言了重核裂变的可能性。如果这个解释属实，那么费米施行上发现的是重核裂变。关联词，诺达克莫得铀，因此无法作念这个实验，她也莫得给出表面上的评释。此外，她那时仅仅一个“无薪联结者”，在学术界地位低下。更垂危的是，那时科学界大皆不信托一个小小的中子可以击碎重核，使其分辨。诺达克这篇论文因此被那时的同业大皆哄笑。1935年或1936年，诺达克与她的丈夫请求德国着名化学家哈恩（Otto Hahn，1879-1968）在课本或著述中提一下诺达克对费米的职责的月旦。尽管此前他们就很受哈恩的情愫，但哈恩照旧明确赶走了他们。因为哈恩以为诺达克的不雅点很额外，援用她的不雅点，只会让我方成为学术界的见笑。风暴降临之前哈恩不睬会诺达克的要求是可以连续的，因为他那时也正在探索这个课题。1934年，迈特纳（Lise Meitner，1878-1968）邀请哈恩跟进费米的斟酌。二东谈主也曾持久联结，但这时两东谈主也曾有十几年没联结了。哈恩一开动并不肯意重迭费米的实验。不外，冯·格罗斯（Aristid von Grosse）对哈恩说，费米发现的可能是91号元素镤的同位素，而不是超铀元素。哈恩顿时对这个课题产生了敬爱，因此搭理与迈特纳联结，以考证产品是质地更低的镤照旧质地更高的超铀元素。

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1912年，哈恩与迈特纳在实验室的合影。丨图片开头：全球版权1935年，哈恩招聘了一个出色的助手——施特拉斯曼（Fritz Strassmann，1902-1980）。这样三东谈主组烈烈轰轰地开动了实验。

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施特拉斯曼。丨图片开头：https://www.uni-hannover.de/en/universitaet/freunde-foerderer/alumni/geschichten/fritz-strassmann

从1934年到1938岁首，三东谈主组发现了10种以上此前未知的同位素。他们以为它们皆是超铀元素的同位素，并“证明”出93到96号元素，证明了产品中的铀239并测出其半衰期为23分钟。不外，他们依然无法赢得真实的93号元素以及更重的元素。哈恩和斯特拉斯曼校正了实验的化学经过，而迈特纳假想了新的实验。这个时期，伊莲娜和来自南斯拉夫的物理学家萨维奇（Pavle Savić，1909-1994）也在跟进费米的实验。他们发现，铀被中子轰击后，产品中有一种半衰期为3.5小时的元素，它可能是90号元素钍的一种同位素。

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萨维奇（1969年之前）丨图片开头：全球版权哈恩等东谈主以为这个论断很额外，它意味着慢中子轰击铀核，却可以敲出一个α粒子。此外，这篇论文莫得充分笃信哈恩等东谈主的孝敬，哈恩对此很起火。哈恩三东谈主组在尔后的实验中莫得发现这种半衰期为3.5小时的钍同位素。1938年1月，哈恩写信给伊莲娜与萨维奇，指出他们的斟酌有误，但愿他们撤稿。二东谈主莫得复书，而是接续进行实验。他们发现可以用57号元素镧看成载体，提真金不怕火出这种元素。因此，伊莲娜与萨维奇在第二篇论文中告示，新发现的同位素不是钍的同位素，而可能是89号元素锕的同位素。施特拉斯曼劝哈恩读一读这篇论文，哈恩赶走，以示抗议。1938年5月，哈恩在罗马召开的一次外洋会议上遭遇约里奥，私行对他说：“我是看在你爱妻是女性的份上，才莫得公开月旦她。但她错了。”约里奥回到法国后，将哈恩的这个意见转达给爱妻伊莲娜。伊莲娜与萨维奇决定将接续作念实验。5月，他们发表了第三篇与铀关连的论文。此次，他们笃定中子轰击铀之后的产品，即新同位素，很像57号元素镧。二东谈主不信托92号元素铀受到轰击后会失去那么多质子与中子，成为镧。因此，他们以为这是一种新的，极高深释的超铀元素。1938年7月，迈特纳逃离了德国，转折来到瑞典。从1933年开动，她持久处于被恫吓的情状，由于她出身于犹太家庭，受到了希特勒种族策略的蹧蹋。不外那时候她照旧奥地利东谈主，处境还没那么危机。1938年3月12日，德国吞并奥地利，迈特纳失去奥地利国籍，成为德国东谈主，德国的种族执法开动对她顺利，她的科研资助很快被罢手，并处于相配的危机之中。为了幸免更可怕的蹧蹋，迈特纳从那时候就开动磋议遁迹，临了在7月幸运逃离。尔后，哈恩与她通过信件交流联结。1938年9月，伊莲娜与萨维奇在《法国科学院院刊》（Comptes Rendus）上再次发表他们最近的收尾。把柄施特拉斯曼的回忆，他在读了这篇论文后，笃定伊莲娜等东谈主不仅莫得犯下任何间隙，况兼给出了一个正确的斟酌旅途。他高亢地跑到楼上，对哈恩说：“您一定要读这篇论文。”哈恩抽着雪茄，倨傲地回应：“我对咱们这位有交情的太太最近写的东西不感敬爱。”施特拉斯曼并未萎靡，他坚抓在哈恩眼前敷陈了伊莲娜等东谈主论文的精华部分。哈恩听完被惊呆了。他把没来得及抽完的雪茄顺利放在桌上，立即和施特拉斯曼通盘去重迭伊莲娜等东谈主的实验。这个故事有另一个版块（可能是哈恩提供的）：哈恩看到了伊莲娜与萨维奇的新文章后，强烈质疑里面的论断，并将其交给施特拉斯曼阅读，然后二者开动重迭这个实验。无论是哪一种情况，哈恩与施特拉斯曼在1938年秋天开动了分离元素的实验。重核裂变哈恩与施特拉斯曼以镧看成载体，来分离可能产生的锕之类的元素；他们同期以钡看成载体，来分离可能产生的镭之类的元素。他们很快证明出16种同位素，其中有3种是此前未知的。他们猜思这是镭的同位素。11月10日，哈恩应玻尔（Niels Bohr，1885-1962）邀请，拜访哥本哈根。他与玻尔、迈特纳和弗里施（Otto Frisch，1904-1979）征询了这些收尾。

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玻尔（1922）丨图片开头：AB Lagrelius & Westphal弗里施是迈特纳姐姐奥古斯特·迈特纳·弗里施（Auguste Meitner Frisch，1877-1951）的犬子。他是又名优秀的表面物理学家，也曾在德国职责，在1933年希特勒开动实行种族蹧蹋策略时，感觉智谋的他立即离开德国，前去英国，随从布莱克特（Patrick Blackett，1897-1974）从事云室期间与东谈主工辐射性的斟酌。由于他的了得才能，他又被玻尔招募到哥本哈根，随从玻尔作念斟酌（为期5年）。

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弗里施参加曼哈顿计划期间的证件照丨图片开头：Los Alamos Laboratory此次征询莫得得到冲突。回到柏林后，哈恩接续作念实验。经过多日的实验、测量与分析后，哈恩和施特拉斯曼于1938年12月16日与17日赢得冲突性施展，他们证明：那3种未知的同位素可以从其他总共元素均分离出来，但不可从钡的载体均分离出来，这意味着它们很可能便是钡，而不是镭。钡是56号元素，比铀轻40%。那时以为铀通谬误去100多个核子而转机为钡是不可能的，因为中子不可能有这样多的能量剥离走这样多核子。哈恩与施特拉斯曼遭遇了当初伊莲娜与萨维奇一样的逆境。12月19日，哈恩写信给迈特纳，将我方最新的发现告诉她。信中说：“咱们越来越接近一个可怕的论断，咱们的镭同位素的行为不像镭，而是像钡……也许你能思出一些奇妙的解释。咱们我方也意志到它（铀）不可能分辨成钡。当今咱们思测试由'镭’养殖出的锕同位素，它的行为不像锕，而是像镧。”施行上，此时哈恩也曾倾向于以为铀被中子分辨。通过贝塔衰变，镭会衰变为锕，钡会衰变为镧。只要判断坐褥品是锕照旧镧，就可以判定出母元素是镭照旧钡。哈恩和施特拉斯曼立即开动进行这个实验。12月20日，哈恩打电话给《自然科学》（Die Naturwissenschaften）杂志裁剪，将我方的发现告诉他，并但愿对方大致加急安排他的论文发表。裁剪搭理将预定要出书的一篇论文推迟一期，为哈恩的论文腾出位置，条目是哈恩的论文必须在23日提交。哈恩安排一位打字员在22日敲出论文。12月21日，哈恩和施特拉斯曼笃定了实验收尾：未知元素的衰变产品是镧，而不是锕。是以，阿谁玄妙的同位素确乎是钡的同位素，而不是镭的同位素。这意味着，伊莲娜与萨维奇那时证明出很像镧的同位素，施行上便是镧的同位素，它是钡衰变后的产品；只不外他们那时不知谈这小数，一直将其看成某种令东谈主隐隐的超铀元素。归拢天（21日），迈特纳收到了哈恩19日写的信，她也被这个收尾震悚了。她在复书中说：“咫尺，假定这样一个绝对的离散，对我来说很贫困，但在核物理学中，咱们资格了如斯多的神往，因此咱们不可断然地说：'这是不可能的。’”然后她告诉哈恩，我方23日开动就要到孔艾尔夫度假，为期一周。如果有新的信件，请寄到何处。

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1906年（28岁时）的迈特纳丨图片开头：全球版权固然尚未收到迈特纳的复书，但两天前还扭捏不定的哈恩此时也曾顽强了我方的信念：中子轰击铀之后，铀核的产品之一是钡，它在尔后衰变为镧。为了幸免伊莲娜与萨维奇也得到交流论断并抢先发表，哈恩也曾迫不足待，他们要立即公布我方的收尾。21日，在尚未收到迈特纳复书时，他又写信给迈特纳，说他们证明产品是钡而不是镭，哈恩还提到，固然他以为这个收尾在物理学上是荒谬的，但不可接续守秘了。论文将在未来或后天提交。并将寄一份副本给她。12月22日，论文呈到裁剪部。这篇论文莫得署上迈特纳的名。本日晚上，哈恩将论文的副本寄给迈特纳，此时他还不知谈迈特纳行将去度假。这篇垂危的论文于1939年1月6日发表。铀核为何会分辨？12月23日上昼，迈特纳按照计划离开斯德哥尔摩，前去孔艾尔夫。稍后，她的外甥弗里施来这里探望她。此时，迈特纳还不知谈哈恩昨天投出了论文且论文中莫得署她的名。由于论文副本与哈恩21日寄出的信皆被寄往斯德哥尔摩，她在回到斯德哥尔摩之前也不可能看到信的内容。在孔艾尔夫，迈特纳将哈恩19日发的信交给弗里施。弗里施看完后，不信托铀核被轰击后会产生钡，他跑出去滑雪。然而，迈特纳对弗里施穷追不舍，边追边说。弗里施被劝服了，决定酌量铀核被分辨的可能性。他们思到伽莫夫（George Gamow，1904-1968）于1935年提议、卡尔卡（Fritz Kalckar，1910-1938）和玻尔于1937年完善的液滴模子。这个模子假定原子核像一颗液滴。但卡尔卡与玻尔以为重核液滴很难离散。弗里施也曾与卡尔卡相处过（见下图；卡尔卡于1938年消散，年仅27岁）。

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从左到右：普利斯特（Milton Plesset，1908-1991）、玻尔、卡尔卡、特勒（Edward Teller，1908-2003）与弗里施。1934年1月到8月，特勒以拜访学者身份在哥本哈根与玻尔联结，因此这张像片应该拍摄于这个时期。丨图片开头：AIP Emilio Segrè Visual Archives， Wheeler Collection

在液滴模子的框架内，弗里施与迈特纳联结进行了诡计。他们发现铀原子核的电荷大到足以险些十足克服名义张力拘谨，因此处于面对离散的情状，仿佛一颗不雄厚的水点。中子的敲击会导致铀核变为椭球形，然后其“腰部”变细，接着从“腰部”断开，分辨为两个小“液滴”。

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自拍偷拍网重核裂变的液滴模子。丨图片开头：Hullernuc他们还诡计出这样的分辨会开释出200 MeV（1 MeV=1.6×10-13焦）的能量。这个能量从何而来？迈特纳思起我方也曾听过爱因斯坦对于相对论的回报，里面的质能关系式使那时的她大受震撼。迈特纳用诡计原子核质地的素养公式诡计出这个质地差约为质子质地（1.67 × 10-27千克）的1/5，将这个值乘以光速的平时（9×1016），得到的值（3.0×10-11焦）险些等于裂变后产生的能量（3.2×10-11焦）。由于质地差本人是估算值，因此3.0与3.2之间的微小互异可以忽略。这个收尾意味着，铀核确乎可能发生了分辨。弗里施借用生物学界限的术语，初度用“裂变”（fission）这个词定名铀核分辨经过。回到丹麦哥本哈根后，弗里施将我方的发现告诉了玻尔。玻尔立即昭彰了，他用手掌拍了一下我方的额头，说：“咱们若何这样痴人！”（“What idiots we have been !”）紧接着，弗里施使用云室（他在英国期间的斟酌界限之一便是云室期间）跟踪了反馈产品的轨迹，用直不雅的、物理学的面容顺利评释：中子碰撞铀核后，确乎发生了裂变。因此，诺达克4年前提议的假定是正确的：铀被中子轰击之后，发生了裂变。东谈主们这才发现费米的团队赢得的元素并不是超铀元素，他们施行上初度发现了重核裂变，却错过了这个荣誉。伊莲娜与萨维奇也错过了这个荣誉。1939年2月11日，迈特纳与弗里施的表面解释论文发表在《自然》。2月18日，弗里施用云室评释铀发生裂变的论文也发表在《自然》。关联词，在这两篇论文发表前，关连的音问就被玻尔传到好意思国了。玻尔在1月抵达华盛顿后，将音问告诉了伽莫夫。伽莫夫打电话给特勒，说：“玻尔刚刚进来，他发疯了。他说一个中子可以使铀分辨。”特勒立即思到此前费米团队的那些难以解释的不雅测收尾，立即就昭彰那便是裂变。1939年1月26日，玻尔与费米在华盛顿共同主抓了第五届华盛顿表面物默契议，铀裂变的音问颤动了整个会场。哥伦比亚大学的物理学家很快就在实验室重迭出这个收尾，并笃定被慢中子裂变的铀主如果铀235。此前不久，玻尔还信誓旦旦地向弗里施保证我方会守秘；然后，他又因为音问传得太快而感觉抱歉弗里施。音问传到西海岸的加州伯克利时，正在剃头店的阿尔瓦雷斯（Luis Alvarez，1911-1988）大惊失态，因为他与他的学生此前也一直在用中子轰击铀，以寻找超铀元素，但一直莫得预预见会发生裂变。他让剃头师罢手剃头，直奔辐射实验室。阿尔瓦雷斯把音问转告给奥本海默（J. Robert Oppenheimer，1904-1967），奥本海默不信托，并从表面上论证铀核不可能裂变。但实验很快显现了中子轰击铀之后开释出的能量。15分钟内，奥本海默信托铀核发生了裂变。链式反馈与原枪弹1939年2月，哈恩和施特拉斯曼发表了第二篇关连论文，展望铀裂变的同期可以开释出中子。约里奥的团队飞速评释铀的裂变会开释出2个以上中子，并在1939年3月发表了关连论文。很彰着，被开释出的中子还会轰击其他铀原子核，这个经过会以滚雪球一样的面容飞速抓续下去，形成链式反馈，开释出强大的能量。

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铀235原子核的核裂变丨图片开头：MikeRun此前，匈牙利核物理学家西拉德（Leo Szilard，1898-1964）在1933年也猜思了链式反馈已毕的访佛途径，并设思这样的链式反馈可以用于制造原枪弹。他在1934年推导出链式反馈的方程式，并提议“临界质地”这个见解（当裂变的物资的质地逾越临界质地时，链式反馈就可以自我抓续并产生核爆炸）。

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1915年时的西拉德丨图片开头：Szilard， Leo (February 1979). "His version of the facts". Bulletin of the Atomic Scientists.

然而，那时莫得任何东谈主（包括西拉德）料思到重核会发生裂变，西拉德也不知谈什么样的元素被轰击后可以产生链式反馈。他思用中子把那时已知的92种元素逐个轰击，以找到谜底。不外，他无法苦求到资金进行这样的实验。西拉德提交了链式核反馈的专利苦求。为了幸免这个发现被德国等国用来制造核火器，他将专利交给了英国舟师部，并要求舟师部守秘。到了1939年，东谈主们也曾知谈铀在慢中子轰击下会发生裂变并可能激发链式反馈。尔后，好意思国、苏联、德国、英国与日天职别开动探讨制造原枪弹的可能性，并在第二次寰宇大战收尾前不同程度地付诸实施。奥本海默在确信铀核裂变后，只用了几分钟，就征询到链式反馈以及制造原枪弹的可能性。一个星期后，他办公室的黑板上就出现了原枪弹的草图。弗里施从丹麦回到英国，与佩尔斯（Rudolf Peierls，1907-1995）通盘诡计出纯的铀235发生链式反馈的临界质地约为1磅（约0.45千克）或2磅。1940年，弗里施与佩尔斯写了“弗里施-佩尔斯备忘录”（Frisch-Peierls memorandum），并将使用铀链式反馈的炸弹称为“超等炸弹”（super-bomb），他们还假想出寰宇上第一个原枪弹暴轰模子。关联词，那时大部分了解核物理的东谈主皆不信托有任何国度可以在那时制造出原枪弹。自然铀有三种同位素：铀234、铀235与铀238。铀238占99.28%，它会在快中子的轰击下发生裂变，但裂变时开释的中子能量低于入掷中子的能量，无法让其他铀238原子核发生裂变，因此无法启动链式反馈。铀235可以发生链式反馈，但仅占自然铀的0.714%。必须将铀中大部分铀238分离出去，让铀235的浓度晋升到80%以上（最佳达到90%），才能成为火器级铀。这对工业智力的要求很高，动用举国之力也有时大致已毕。自后被制造出来的钚239也可以用来制造原枪弹，但批量制造钚239也需要动用举国之力。因此，玻尔到好意思国后就声称，原枪弹不可能被造出来，除非好意思国成为一个强大的工场。1942年，费米在芝加哥大学制造出东谈主类历史上第一个核反馈堆，为东谈主类和平使用核能奠定了基础，也为尔后批量生产钚239奠定了基础。尔后，曼哈顿计划（Manhattan Project）飞速推动了原枪弹的制造进程。目击好意思国制造原枪弹的进程后，玻尔莫得收回我方的话，他感触谈：好意思国确乎也曾成为一个强大的工场。1945年7月16日，好意思国得胜引爆了寰宇上第一颗原枪弹，其爆炸的威力相当于2万吨TNT火药的威力。不到一个月后，两颗原枪弹先后轰炸了广岛和长崎。1945年，哈恩因为“发现重核裂变”（“for his discovery of the fission of heavy nuclei”）而被授予1944年度的诺贝尔化学奖。迈特纳与施特拉斯曼无人缘享这个奖项，这对他们并不自制。那时，哈恩还在友军的拘留营，直到1946年才去领了奖。尽管因为发现核裂变而赢得诺奖，哈恩却有缺憾。中子轰击铀之后，一部分铀确乎发生了裂变，但还有一部分铀果然转机为93号与94号元素，而哈恩那时莫得检测出来。与超铀元素关连的诺贝尔奖自后落到了别东谈主手里。在那时强烈竞争、险些陡然万变的情形下，哈恩等东谈主在证明铀核裂变好意思瞻念的同期，真实无法思到另一部分铀核果然变成了超铀元素。在科学斟酌界限，不时是一个神往连着一个神往。

参考文件

[1] Richard Rhodes， The Making of the Atomic Bomb， Simon & Schuster， 1986 （中译本：《原枪弹出世记》，李汇川 等 译，李汇川 校；寰宇常识出书社，1990年；《横空出世》，江向东，廖湘彧 译；方在庆 译校，2023；此书还有上海科技西宾出书社译本，本文未参考此译本。）[2] Robert Jungk， Heller als tausend Sonnen. Das Schicksal der Atomforscher (Stuttgart， 1956) （英译本Brighter than a Thousand Suns: A Personal History of the Atomic Scientists，中译本《比一千个太阳还亮——原子科学家的故事》，原子能出书社，1991年）[3]Winifred Conkling Radioactive!: How Irène Curie and Lise Meitner Revolutionized Science and Changed the World （中译本《她们开启了核期间：不该被淡忘的伊蕾娜·居里与莉泽·迈特纳》，王尔山 译 上海科技西宾出书社，2017年）[4]Noddack， Ida (1934). Über das Element 93. Angewandte Chemie. 47(37): 653-655. (On Element 93).[5]Joliot-Curie， Irène; Savić， Pavle (1938). "On the Nature of a Radioactive Element with 3.5-Hour Half-Life Produced in the Neutron Irradiation of Uranium". Comptes Rendus. 208 (906): 1643.[6] Hahn， O.; Strassmann， F. (1939). "Über den Nachweis und das Verhalten der bei der Bestrahlung des Urans mittels Neutronen entstehenden Erdalkalimetalle". Naturwissenschaften (in German). 27 (1): 11–15. Received 22 December 1938.[7]Hahn， O.; Strassmann， F. (February 1939). "Nachweis der Entstehung aktiver Bariumisotope aus Uran und Thorium durch Neutronenbestrahlung; Nachweis weiterer aktiver Bruchstücke bei der Uranspaltung". Naturwissenschaften. 27 (6): 89–95.[8]Meitner， Lise， & Frisch， O. R. (1939). Disintegration of Uranium by Neutrons: a New Type of Nuclear Reaction. Nature. 143 (3615): 239–240.[9]Frisch， O. R. (1939). Physical Evidence for the Division of Heavy Nuclei under Neutron Bombardment. Nature. 143 (3616): 276.[10]Otto R. Frisch， "The Discovery of Fission – How It All Began"， Physics Today， V20， N11， pp. 43-48 (1967).[11] Bethe， H. A.; Winter， George (January 1980). "Obituary: Otto Robert Frisch". Physics Today. 33 (1): 99–100

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