向原子弹迈出的步子

从裂变到链式反应，原理上是简单的。裂变的碎片，与相同质量的稳定核相比必须具有超量的中子。它们要么通过β衰变的慢过程，要么通过直接的中子发射（如果有足够能量的话）消除这些过量的中子。在第二种情况中，二次中子可用来产生新的裂变。如果具有足够数量的话，将产生比第一代更多的中子。用这种方式，我们就可获得一种发散的链式反应。如果这种链式反应以未控制的方式很迅速发生的话，就会发生猛烈的爆炸，你就有了原子炸弹，严格地讲是核子炸弹。在另一方面，如果这种反应能加以控制，形成一种稳定的状态，你就得到了一种新的动力能源。两条途径摆在面前：一条是向原子弹发展，另一条是核能利用——吉纳斯[1]式通道——在科学和技术的用途上经常会发生这种情况。诸如此类的思想，不少物理学家都产生过；有人没有讲出来，而另一些人则打算取得专利权。还有些物理学家，因担心它可能产生的后果而试图对整个课题加以保密、放慢速度，或者阻止它的发展。这种设想，由于有实际困难而行不通。费米决定通过实验来研究裂变，并以适中的规模在哥伦比亚大学着手这项工作。他想要弄清楚裂变过程的相当详细的情况，以便确认链式反应究竟是一种设想呢还是当真可能。要给出这次吸引人的探索的详情会占据太大的篇幅。碰巧未经任何同位素分离的天然材料的链式反应，处于一种边缘状态，最多也不过勉强能发生。因此，要确定这种反应究竟会不会发生是困难的。

然而，事情显得十分清楚，具有空前巨大威力的核爆炸的可能性已不再是科学幻想小说的产物了。但是，如果他们的竞争者是阿道夫·希特勒的话，事情就会变得异常严重。最早研究原子能这一问题并唤起人们对之注意的物理学家是：匈牙利人L.齐拉特（L.Szilard）、E.维格纳、E.忒勒（E.Teller）、奥地利人V.韦斯科夫以及最重要的费米。随后，许多美国科学家异乎寻常地自觉动员了起来，开始了实验工作，并在自觉自愿的基础上建立了保密条例。1939年8月，齐拉特和其他的那些因为这项工作进展缓慢而焦急的匈牙利的活动家们，计划直接去见罗斯福总统。爱因斯坦被说服签署了一封给罗斯福总统的信。信中解释了目前的形势及其严重性。费米也曾于此前几个月采取了类似的步骤，提醒美国海军代表注意。然而，这个政府机构的行动是缓慢的。一开始它提供的资助很少。正在美国发生这种事情的同时，同样的努力也在英国、法国以及德国出现。(https://www.daowen.com)

在此期间，玻尔提出了对U238只有当用能量大于1MeV左右的中子轰击才会发生裂变，而慢中子只能在稀有的同位素U235中产生裂变的假设理论。而在天然铀中这种U235只占1/137。随即由A.尼尔（A.Nier）和J.R.杜宁（J.R.Dunning）用实验证实了这种假设。由此可见，要想制造原子弹必须设法分离出这种同位素来。这是一项令人绝望的，除了那些最乐观的物理学家以外，几乎使所有的人大吓一跳的计划。