費米(4)〈原子能之父〉
十五、榮獲諾貝爾獎
1938年諾貝爾物理學獎授予義大利羅馬大學的費米,以表彰他用中子輻照產生新放射性元素以及用慢中子引起核反應的有關發現。
1938年夏天,義大利法西斯又發動了反猶太人運動,費米的妻子因為是猶太人,為了使妻子免遭迫害,費米夫婦決定永遠離開意大利,到美國哥侖比亞大學接受教學職位。1938年,費米獲得諾貝爾物理學獎。他利用了到斯德哥爾摩參加諾貝爾獎受獎的機會,頒獎結束後,費米全家從斯德哥爾摩登上 "法蘭克尼亞號"航船,直接去了美國紐約,轉到哥侖比亞大學擔任教授,開始了他新的生活和研究,一直到1949年才第 一次回意大利探親訪友。
十六、原子彈的萌芽
1939年秋天,費米的同事席勒特起草了說明原子彈將會出現的一封信,由愛因斯坦署名寄給羅斯福總統。由此,美國才開始計畫製造原子彈的所謂曼哈頓計畫。
製造原子彈,就得先建造反應堆(即反應爐),因為設計原子彈所需的許多重要資料必須在反應堆的運轉中獲得。這一重任落到了費米身上。他領著一批人,為了保密,在芝加哥大學運動場的看臺下著手建造世界上第一個核反應爐。
費米設計出世界第一個原子堆(反應爐),這個原子堆(反應爐)所產生的原子能是在控制下進行。它装置装在芝加哥大學的看毫下,1942年12月2日開工,花了不到四個月的時間就完成了。在兒費米和他的同事成功的完成了鈾的分裂,產生世界第一次被控制的核子連鎖反應,開闢了人類首次利用原子能的用途。由於這個第一座原子堆(反應爐)的成功,原子彈才能產生,而且使核子研究有了長足的進步。
十七、反應堆或反應爐
第一座世界上人工控制的核反應器(nuclear reactor)叫芝加哥1號堆(Chicago Pile-1),簡稱CP-1。1942年12月2日,在費米的監督下,完成的,它之所以叫反應堆是,是它產生分裂的物質是鈾,產生慢中子的緩和劑是石墨,鈾被製成丸嵌入製成的黑色石墨磚塊中,堆積像一堆黑色牆(圖3)。
圖3:芝加哥1號堆在1942 年建成,它是由一堆鈾和石墨製成的磚塊堆積而成。(摘自維基百科,作者:Melvin A. Miller of the Argonne National Laboratory)
十八、原子彈出爐
1944年7月11日,費米及其家人加入了美國籍。
1944年9月,費米在完成了核反應爐的一系列試驗後,費米開始到新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯實驗室工作,以科學總顧問的身份積極參加了原子彈的秘密研製。他秘密轉移到了製造原子彈的Y秘密基地。這裡活像個集中營,周圍圍滿了鐵絲網,四周都設有警衛人員,費米和一大批科學家在這幾乎與世隔絕的地方開始了新的工作。經過將近一年的時間,科學家們一個一個地克服困難。到了1945年,原子彈終於試製成功,試驗日期定在 7月16日,爆炸地點選在離這個地方一百英里外的新墨西哥大沙漠裡。
1945年7月初,美國終於研製出了三枚原子彈,他們立即準備著手實驗。當得知要進行原子彈實驗時,美國總統杜魯門推遲了波茨坦會議時間,因為其希望該武器能夠在波茨坦會議期間爆炸,以提高美國的國際地位。
7月15日,杜魯門到達波茨坦。7月16日5時29分45秒,人類歷史上的首枚原子彈在阿拉莫戈多沙漠上爆炸,實驗極其成功。
試驗開始了,計時器在倒數計時,·……30秒·……10秒……1秒。5時30分,天空突然出現了閃光,把大地照得如同白晝,巨大的爆炸聲震撼了大沙漠。同時前方迅速卷起了一團蘑菇狀煙雲徐徐升空。世界上第一顆原子彈試驗成功了。
原子彈在新墨西哥州沙漠上試爆的威力超過了科學家的估計,整個沙漠融化成一片綠色的玻璃,一英里內的生物完全喪失生命。一個月後,日本的廣島和長崎(圖4)兩個城市,受到了美國原子彈的襲擊,而結束了第二次世界大戰,因此它救了不知多少數目的全世界人民的性命,讓自由世界的同盟國戰勝了軸心國的野心。
圖4:長崎的原子彈爆炸(摘自維基百科,作者:The picture was taken by Charles Levy from one of the B-29 Superfortresses used in the attack)