原子弹演义-第24章
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特勒回答说：“我也没闹清楚是什么意思——他在办公室，要是你能够起来，我们可以一起去问他。”
齐拉特拖着病体，和特勒到了费米的办公室，特勒问费米：“喂，我曾和你谈过齐拉特的想法而你却说‘坚果’，齐拉特想知道你的‘坚果’是什么意思？”
费米问了齐拉特的病情，然后回答说：“是这样的……原子核依然是个坚实的家伙，即使发生裂变，产生链式反应，可能性也极小……”
特勒问：“你说的‘极小’是个什么意思？”
费米说：“啊，10％的几率吧。”
特勒还是兴奋起来，道：“如果我患了肺炎，而医生告诉我死去的可能性极小——约为10％，我会感到激动不已，不是吗！”
三个人在室内沉默了片刻，费米道：“要估算出一定数量的铀所产生的爆炸力是很容易做到的事——甚至一名新闻记者也可以计算出来。但是，裂变在天然铀中进行才有实际意义。我们现在依然是实验室中的玩艺儿……”
齐拉特这次沉住了气，一直等费米讲完。费米一讲完，他就问：“如果裂变能产生第二代中子呢？并且，它们具有了足够的数量……”
“可你用什么方法获得‘足够的’这种中子？”费米解释了他的问题，“这样的研究工作迄今尚未做过。”最后，他总结了他的话：“现在，稳健可靠的做法是不要高估出现链式反应的可能性……”
齐拉特立刻反驳了他：“我却认为，现在，稳健可靠的做法倒是假定它会出现，从而判定我们应该采取什么必要的措施去迎接它，并且不能让我们的敌人了解到它的秘密。”
这次，他们的讨论没有结果。
第三部分：链式反应发现了慢中子和铀的关系
突发的洞察力使玻尔发现了慢中子和铀235之间的特殊关系齐拉特找费米的当天，玻尔和费米约好，要在普林斯顿教职员中心的拿骚俱乐部请乔治·普拉切克一起吃晚饭。乔治·普拉切克是一位波希米亚的理论物理学家，是一个受纳粹迫害的流亡者，从欧洲来美国不久。玻尔和费米要从普拉切克那里了解欧洲的近况。
他们边吃边聊，话题逐渐转向裂变。
玻尔说：“现在好了，我们可以不必为那些讨厌的铀后元素伤脑筋了。”
普拉切克却不同意玻尔的见解，道：“现在，其实情况比以前还要混乱不清。”
于是，他开始具体说明混乱的根源。我们的丹麦诺贝尔奖桂冠获得者注意地倾听着。
乔治·普拉切克以钍和铀的裂变问题解释了他所断言的“混乱”。
奥托·弗里希做了钍的裂变实验。但是，由于手段所限，他还一时闹不清这种裂变究竟是快中子造成的，还是慢中子造成的。在美国，地磁研究部的科学家们证实了弗里希的发现。利用他们的那台500万伏的范德格拉夫起电机，他们可以产生几种具有不同能量的中子。这是弗里希的单一中子源所做不到的。他们有一个发现：无论快中子还是慢中子，钍都能发生裂变，但铀只有在慢中子轰击下才发生裂变。
根据这一现象，普拉切克质问：“为什么铀和钍会对慢中子产生不同的反应呢？”最后，他直接地对准了玻尔，“如果你的液滴模型对核裂变有普遍指导意义的话，那么，你怎样解释这个差别呢？”
显然，玻尔突然洞察到了这个差别，并且一下子找到了造成这种差别的原因。极有可能是为了不失去刚刚初步领会到的东西，他无视礼貌地把椅子向后推开，站起身来，走出房间，走出了俱乐部。
费米匆匆地向普拉切克告别，赶紧跟上了玻尔。
玻尔在前，一言不发地走着，沉浸在深思之中。费米紧紧地不声不响地跟着，注意不去打断玻尔的思路。
两个人沉默地穿过普林斯顿大学积满白雪的校园，一直走到了法因堂。这是一幢新哥特式的砖建筑物，高级研究院当时就设在这里。他们走进爱因斯坦借给玻尔的宽大的办公室。办公室里有一个壁炉，一块大黑板。一块东方地毯增加了地面的温暖。
一走进办公室，玻尔就冲到黑板前面对费米说：“好，现在你听着：我一切都清楚了。”
接着，他又一句话也不说地在黑板上连续画了三幅曲线图。在画图的过程中，由于情绪激动，他一连弄断了好几支粉笔。
玻尔清楚了什么呢？他画着图向费米讲了些什么呢？
他清楚了费米发现的慢中子与铀235之间的关系，用图表和大量的数据，向费米说明，铀的两种同位素中，只有铀235经慢中子轰击才发生裂变。玻尔解释说，本来，铀235只要遇到中子的激发就会发生裂变。而铀238的特性掩盖了铀235的这种普遍性，最后让人看到，好像只有慢中子才会使它裂变。这是由于，铀238有一种“习性”：专“吃”快中子，而“吃”下去可以把中子“消化”掉，自己并不发生裂变。铀238却“吃”不下慢中子。这样，慢中子成为剩余之物。铀238和铀235是共处一体的，数量上，铀238占有绝对优势。就是说，进入天然铀的中子，凡是快的，都被铀238“吃掉”了，铀235只好“吃”那些剩余之物——慢中子。这样，表现出来的，就是铀238不在任何中子的轰击下发生裂变，而铀235只有在慢中子的轰击下发生裂变。
听玻尔讲完之后，费米立即意识到，这是一个重大发现。
费米知道，铀，是铀238和铀235混在一起存在的，两者数量上的比例是140∶1。玻尔的理论告诉他，人们通常讲的“铀的裂变”，实际上就是铀235的裂变，换句话说，是铀极小一部分的裂变。
他记起了当天与齐拉特争执的问题，现在，他的认识大大前进了一步，他看到，自己发现的“慢中子效应”，成为裂变和链式反应的先导，自己“功不可没”，没有这一发现，也许人们就无法发现裂变、认识链式反应的问题，这已经被近年核物理学的发展史所证实。而且，“慢中子”依然有用，依然有大用，原子反应堆所追求的就是“慢中子。但是，要真正把握裂变现象，把握链式反应，还必须靠对铀235品质的认识。在认识慢中子的基础上，玻尔让人认识了铀235的这种品质，并指明了“慢中子”与铀235的特殊关系，这才使人们的认识趋向全面，而这种新认识不可避免地导致：要真正实现链式反应，第一步需要把铀235从铀的同位素中提取出来；第二步，寻求第二代中子。
想到这里，费米惊叹玻尔突发的洞察力，是这种洞察力在思考普拉切克的质问时，有了这样的重大发现。
费米敦请玻尔尽快把这一重大发现整理发表，玻尔接受了。
我们还记得，一月份玻尔为了保护他的欧洲的同事们的优先权，在三天内写出了一篇700字的文章。现在，急于把铀235在裂变中的特殊角色的消息传播出去，他写出一篇1800字的文章，用时只有两天。这次，文章虽然写得很快，但运笔仔细、认真。
文章的题目是《铀和钍蜕变中的共振和核裂变现象》，2月7日寄交给《物理评论》杂志。
第三部分：链式反应寻求第二代中子的热潮
玻尔的《铀和钍蜕变中的共振和核裂变现象》引发了美国物理学界又一个热潮——寻求第二代中子的热潮。齐拉特给他的朋友的一封信中对当时的情景进行了描述：
我再重复提一下，在美国存在一种链式反应的情绪。人们只要说一声“铀”，就可以连续两个小时聆听他们的想法……
实际上人们不但在谈论，而且在行动。
在普平楼的地下室里，费米和他的伙伴们安装了一个3英尺宽3英尺深的水箱。他们在水箱中部放一个直径为5英寸的球形容器，容器中心放入氡和铍的中子源。由铍放射出的中子将在水中散射开来，并为水所减速。然后放入铀235靶子，让中子对它进行轰击。结果发现中子的数目增加了。
齐拉特自己也动了手。当他联系好进入哥伦比亚大学实验室作三个月的特约研究员后，他得到了密封在一个黄铜大容器之中的两克镭。他立即着手准备实验。实验中他也得到了第二代中子：粗略估计，一个核在裂变中放射出的中子大约是两个。
费米和安德森的实验数据也出来了：与齐拉特的数目相同。
这项工作不只是在美国进行着，而且也在欧洲进行着。巴黎小组的弗里德里克·约里奥和他的同事，也开始进行类似的实验来观察裂变中的第二代中子。他们也用了一个水箱，在其中部放置中子源，不过不是用铀把中子源包住而是把铀溶解于水中。结果他们也发现了中子。
最初，法国小组的报告说一次反应产生的第二第中子“不只一个”，并没有讲具体数目。随后，经过进一步地实验，他们认定，一次裂变放出的第二代中子是35个。他们还写了这样的话：
在我们上一次的报告中已经提到过，使我们感兴趣的是这里所讨论的现象可能成为产生核的链式反应的一种手段。现在可以断定，如果将足够数量的铀放在适当的减速剂之中，链式裂变将会不断地进行下去，直到达到介质的边缘为止。我们的实验结果表明，这种条件极有可能得到满足。这就是说，铀极有可能会产生链式反应。
约里奥的声音是具有权威性的声音。G·P·汤姆生，J·J·汤姆生的儿子，伦敦皇家学院的物理学教授听到这个声音后对一位记者说：
我开始考虑要对铀进行一些实验。我心中所想的已经不是一个纯学术性研究——我的思想深处想的是制造一种武器的可能性。
把情况汇总起来得到的结论是惊人的。齐拉特敏感地注视着这种形势，立刻向美国的同事们报警。
特勒对此记得非常清楚，他后来写道：
我当时正在弹钢琴，和一位拉提琴的朋友合作，力图使莫扎特的作品表现出其本人独特的风格，这时电话响了。是齐拉特从纽约来的电话。他讲的是匈牙利语……
齐拉特向朋友们惊呼：世界正在走向悲惨的未来。
第三部分：链式反应石墨——中子的有效减速剂
石墨——中子的有效减速剂，被齐拉特和费米同时想到要实现大规模的连锁反应，还有一个问题需要解决：得到更多的慢中子。这就需要有良好的中子减速剂。在意大利，费米是用石蜡做减速剂的。齐拉特和费米都清楚，最好的减速剂是重水。可来到美国，他们没有重水，于是都改用了水。但水做减速剂是不理想的。他们都在动着脑筋，想得到一种理想的减速剂。6月，费米去了外地。齐拉特留在蒸笼般的纽约，继续他的思考。最后，他想到了石墨。
他立即给费米写了一封长信，信中说：“依我看来，碳极有可能成为水的最好的代用元素，这个想法有很强的诱惑力，使我想对之冒险一试。”
齐拉特的想法发展得很快，过了《独立宣言》136周年纪念日，他去拜访了纽约的全国碳素公司，询问购买高纯度石墨块的可能性。当天，他就把他的询问结果写信告知了费米：“看起来我们可用合理的价格弄
