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掌握链式反应:人类驾驭原子能力

时间:2023-11-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:从矿里采出来的普通的铀是三种铀的混合物,按照它们的原子量分别叫作铀-238、铀-235和铀-234。只有比较轻的铀-235才能发生链式反应。但是在天然的铀里,铀-235非常少,每千克里只有7克。中子遇见了一个铀-235原子核,迫使它分裂。从铀-235原子核里就飞出两个或三个中子。在它们通过的路上,有许许多多不容易击破的重的铀原子核。中子撞在许多碳原子核上,速度很快地降低了。人们越来越果敢地从认识原子进而控制原子了。

掌握链式反应:人类驾驭原子能力

最先弄清楚的是:并不是随便什么铀都会发生链式反应。从矿里采出来的普通的铀是三种铀的混合物,按照它们的原子量分别叫作铀-238、铀-235和铀-234。

只有比较轻的铀-235才能发生链式反应。但是在天然的铀里,铀-235非常少,每千克里只有7克。其余的差不多都是重的铀-238。可是它在里边只能碍事。

现在我们设想,一个中子冲进一块铀块里去。中子遇见了一个铀-235原子核,迫使它分裂。从铀-235原子核里就飞出两个或三个中子。这些中子飞远开去。在它们通过的路上,有许许多多不容易击破的重的铀原子核。中子陷在重的铀原子核里了。连续爆炸刚刚开始就停顿了。重的铀原子熄灭了反应,就像湿柴里的水分熄灭了火一样。

但是,湿柴是可以晾干的。而那碍事的重的铀原子,怎样除去呢?

原子的不断裂变

通常,科学家利用不同元素性质的不同,把各种元素的原子分开。

但是,如果你跟一群孪生子打交道,看你怎样区分他们!

在这里,区分工作变成了非常复杂的难题。

怎么办呢?

也许可以不必把那些孪生子分开,只要想法叫他们不互相妨碍就成了吧?

假如我们能操纵中子,假如我们能向它们发布命令:不要陷在重的铀原子核里,只许向轻的铀原子核里飞!那就好办了。

但是,怎样学会去操纵中子呢?你知道,它们又不是飞机,又不是汽车呀!

好像又无法可想了。(www.xing528.com)

事实上,办法是有的。

可以在中子通过的路上放一些障碍物,使中子飞得慢一些。受了严重阻滞的中子不能够冲进重的铀原子核里去了,它的速度不够了。它只能冲进轻的铀原子核里去。

怎样使中子飞行的速度减缓呢?它们跟铀原子核相撞,会给弹开而减缓速度;但不是一下子地,而是逐渐地减缓。我们却需要把它们一下子突然减得很慢,不让它们飞进重的铀原子核里去。

怎样可以使中子从第三档速度一下子改变成第一档速度呢?

我们又要请比喻来帮忙了。它帮助我们已经不止一次了。

轻的中子撞在重的铀原子核上的时候,它像台球撞在台子边上一样,会被原子核弹开,只是速度稍微改变一点儿罢了。

但是,假如拦在中子通过的路上的不是这样重的原子核,而是跟它质量差不多相等的原子核,那么情形就不同了。中子冲在这个原子核上,就像台球冲在另外一个不动的台球上一样。这样一撞,不动的台球开始滚动,撞上去的台球滚得比刚才慢多了,甚至完全停住了。

这就是说,必须迫使中子经过一群轻的原子核,例如碳原子核。

中子撞在许多碳原子核上,速度很快地降低了。

这就是所要求达到的目标。

这样,科学家走进了原子世界,在那里找到了支配看不见的极小的微粒——中子——的方法,迫使它按照实验的需要来行动。

人们越来越果敢地从认识原子进而控制原子了。

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