| [ 返回书页 ] [ 返回目录 ] [ 繁体转换 ] [ 添加书签 ] |
| 理论世界 |
慢中子效应 |
| 费米是意大利物理学家，１９２６年任罗马大学理论物理学教授，１９２７年曾提出一种统计理论，在微观世界有广泛应用，是核物理学的理论基础之一，１９３３年，费米提出β衰变理论，１９３４年在实验室中发同了慢中子所引起的人工放射性，因此荣获1９３８年诺贝尔物理学奖。１９４２年，他领导建成了世界上第一个原子核反应堆。 １９３４年１０月，费米和他的伙伴们正在对某种金属进行人工放射性实验。他们把中子源放入银质圆筒里，然后把圆筒放在一个铅盒的中央和一角，它的放射性的强弱是不相同的。 一位伙伴认为这种异常是统计的错误和测量的不精确造成的，然而费米却说：“不，这也许是一个重要的发现。”并建议多做一递增各种情况的实验。经过一连几天的实验，费米他们又发现了更多的怪事。甚至当把中子源放到圆筒外面。在筒和源之间插上一块铅板的时候，圆筒的放射性竟然也增强了。 “这究竟是怎么一回事呢？”费米一时找不出答案。沉思片刻，他对伙伴们说：“铅是一种重物质，让我们试再试轻物质，比如说石蜡吧。”１０月２２日上午，费米他们找来一大块石蜡，在上面掏了个洞，把中子源放入洞内去辐照银圆筒，然后拿到盖革计数器上测量它的放射性。“喀、喀、喀……”计数器像发了疯似地响着。 看到这一情景，大伙儿非常惊讶，七嘴八舌地说：“真是不可想像！”也许是见鬼了！” 中午，费米静静地躺在床上，而思想像脱缰的野马在驰骋，紧张地思考着解释石蜡奇特作用的原理，他运用丰富的想像，得到这样的解释：石蜡含有大量的氢，氢核即是质子，它的质量几乎和中子相同，当中子源被封在石蜡块里的时候，中子在到达银原子核前，便会同石蜡中的质子相碰，每碰一次就会失掉一部分能量，这正像一个台球在击中另一个台球后，就会慢下来一样。一个中子从石蜡中出事以前，会连续同许多质子相碰而减速，从而变为“慢中子”。就是这种慢中子，将比快中子有更多的机会被银原子俘获。这又好比一个飞快滚动的高尔夫球可能从球洞跳过去，而一个慢慢滚动的球却更容易进洞一样。 度过了午休，费米神情激动地跑进实验室，同伴们已经到齐了，他一口气讲述了自己的新想法，最后说：“如果我的想法是对的，那么，任何含氢万分大的其他物质，比如水，也应该具有同石蜡相似的效果。” “水？”同伴们不约而同地发出疑问。 “是的，水。”费米沉着地说，“让我们试试看，数量可观的水对银的放射性会有什么影响。” 说到“数量可观的水”，大家立刻想到实验室后面花园里的金鱼喷池，这是他们常来玩的地方。 年轻的物理学家说干就干，很快从实验室把中子源和银筒搬了出来，放到喷池的水下。在开致力计数器后，果然不出所料，水也把银的人工放射性增强了许多倍，费米的设想得到了实验证实，年轻人围着被绿树、鲜花环绕的金鱼喷池，激动地欢呼起来，庆祝实验和理论的成功。 正是这次不寻常的实验和由实验引出的理论，使费米在１９３８年，荣获了诺贝尔物理学奖。认识到慢中子的作用，给重核裂变的发现提供了重要理论依据。 |