核裂变反应的发现

更新于 2026年10月10日 版权声明
核裂变反应的发现

费密的想法和诺达克的见解引起科学家们的兴趣,大家特别关注中子轰击铀时的产物,纷纷对此进行研究。1938年,约里奥-居里从铀的中子照射产物中发现了一种与镧的化学性质一样的具有放射性的镧的同位素。这一发现引起了德国物理学家哈恩和斯特拉斯曼的注意,因为他们在1937年就曾经用中子轰击铀靶得到了9种具有不同半衰期的放射性元素,他们当时确认其中3种是铀的同位素,另外6种是原子序数在93~96的超铀元素。当居里夫人报告她发现镧的放射性同位素以后哈恩和斯特拉斯曼用同样的方法重复做了他们1937年时所做的实验,结果发现:在所产生的新核中有原子序数为56的钡和原子序数为36的氪,同时有两三个中子放出。

哈恩把这一重要发现告诉远在斯德哥尔摩的合作者奥地利物理学家梅特涅。他在信中写道:我们从铀里得到了钡,经过多次反复,确证无疑,问题是铀的原子量几乎是钡的2倍,这说明一个原子核能分裂,这件事可能出现吗?

梅特涅在分析以后回信说:“这个实验结果是无可怀疑的,也许从能量角度来分析,一个这样重的核有可能分裂。”于是哈恩和斯特拉斯曼断定:“铀核吸收中子后,分裂成大小相近的两个原子核,一个是原子序数为56的钡,另一个是原子序数为36的氪。”他们把这种现象称为“核裂变”。(https://www.daowen.com)

后来经过梅特涅及弗立希、约里奥-居里夫妇、匈牙利核物理学家西拉德、意大利核物理学家费密、丹麦化学家玻尔以及我国著名核物理学家王淦昌等无数科学家的精心研究,才知道裂变产物非常复杂。现在已知的分裂产物有35种元素,放射性核也有200种以上。

图示

在裂变反应中特别应该注意的是一个中子射进铀核,便会有两三个中子放射出来,而其中慢中子对于产生裂变有效得多。如果将放射出来的快速中子减速,那么这两三个慢中子又能再进行铀核的裂变。依此类推,就形成了循环串联的裂变。由于裂变过程极为短暂,又是一触即发,因此叫做“雪崩式”的裂变,即链式裂变。梅特涅根据爱因斯坦质能联系定律E=mc2进行计算,发现每一个铀核裂变时伴随着有200多兆电子伏特的能量释出。这一能量是十分巨大的,比碳燃烧时的化学能,即一个碳原子和两个氧原子结合能要大5000万倍,这就是意义巨大的原子能。

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