費(fèi)米與第一座核反應(yīng)堆(中)
首次證實(shí)原子核自持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的歷史,也像其他科學(xué)成就的歷史一樣,起源于人類最初對(duì)宇宙本性的哲學(xué)思索。在這一科學(xué)成就的背后,經(jīng)歷了無(wú)數(shù)艱苦的探索。
1939年1月16日,玻爾到美國(guó)普林斯頓高級(jí)研究所和在那里工作的愛(ài)因斯坦探討鈾裂變問(wèn)題。然后,又和費(fèi)米在華盛頓大學(xué)舉行的一次理論物理學(xué)會(huì)議上交換了各自的研究心得。在這次交談中,關(guān)于鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的概念開(kāi)始成型。
3月,在哥倫比亞大學(xué)工作的費(fèi)米、津恩、西拉德和安德森等人,進(jìn)行試驗(yàn)以確定鈾核裂變的所釋放出的中子數(shù)目到底是幾個(gè):實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,鈾核在裂變時(shí)能夠釋放多于兩個(gè)的中子,因而鈾原子核一個(gè)接一個(gè)分裂的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)應(yīng)該是可以實(shí)現(xiàn)的。至此,在理論上能否實(shí)現(xiàn)核分裂鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的問(wèn)題已經(jīng)得到基本解決。由于納粹德國(guó)也在沿著這一方向進(jìn)行研究,聚集在美國(guó)的各國(guó)著名科學(xué)家們強(qiáng)烈地預(yù)感到,美國(guó)政府應(yīng)該利用這一最新科研成果,開(kāi)始研制一種威力強(qiáng)大的原子武器,而且必須趕在德國(guó)人前面。
現(xiàn)在,需要費(fèi)米全力以赴的是建造一座能產(chǎn)生自持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的原子核反應(yīng)堆。
1941年7月,費(fèi)米和津恩等人在哥倫比亞大學(xué),開(kāi)始著手進(jìn)行石墨-鈾點(diǎn)陣反應(yīng)堆的研究,確定實(shí)際可以實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)方案。
12月6日,即日本偷襲珍珠港的前一天,羅斯?偨y(tǒng)下令設(shè)置專門機(jī)構(gòu),以加強(qiáng)原子能的研究。此時(shí),康普頓被授權(quán)全面領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)工作,并決定把鏈?zhǔn)椒磻?yīng)堆的研究集中到芝加哥大學(xué)進(jìn)行。1942年初,哥倫比亞小組和普林斯頓小組都轉(zhuǎn)移到芝加哥大學(xué),掛上“冶金實(shí)驗(yàn)室”的招牌。這就是后來(lái)著名的國(guó)立阿貢實(shí)驗(yàn)室的前身。
在芝加哥大學(xué)的這個(gè)“冶金實(shí)驗(yàn)室”里,費(fèi)米所領(lǐng)導(dǎo)的小組主要是設(shè)計(jì)建造反應(yīng)堆。他們既有分工又有交叉,自覺(jué)地、有條不紊地進(jìn)行著實(shí)驗(yàn)研究和工程設(shè)計(jì)工作。
在建造并試驗(yàn)了30個(gè)亞臨界反應(yīng)堆實(shí)驗(yàn)裝置的基礎(chǔ)上,最后才制訂出建造真正反應(yīng)堆裝置的計(jì)劃。
1942年11月,這個(gè)反應(yīng)堆主體工程正式開(kāi)工。由于機(jī)制石墨磚塊、沖壓氧化鈾元件以及對(duì)儀器設(shè)備的制造很順利,工程進(jìn)展很快。費(fèi)米的兩個(gè)“修建隊(duì)”,一個(gè)由津恩領(lǐng)導(dǎo);另一個(gè)由安德森領(lǐng)導(dǎo),幾乎是晝夜不停地工作著。而由威爾森所領(lǐng)導(dǎo)的儀器設(shè)備組,也是日夜加班,緊密配合。
反應(yīng)堆一天天朝著它的最終形象增長(zhǎng)。為它工作的人們,神經(jīng)緊張的程度也在增加。雖然從理論上說(shuō),他們明白:在這反應(yīng)堆里,鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是可以控制的。但畢竟是第一次,是不是可控還得用實(shí)踐來(lái)證明。
費(fèi)米與第一座核反應(yīng)堆(上)
費(fèi)米與第一座核反應(yīng)堆(下)
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