§4核反应堆的建立(1/3)
核反应堆,又称为原子反应堆或反应堆,是装配了核燃料以实现大规模可控制裂变链式反应的装置。
原子能的和平利用标志着人类改造自然进入了一个新阶段。原子能是原子核发生变化时释放出来的能量,对同等质量的燃料来说,原子能要比化学能大几百万倍。
早在1929年,科克罗夫特就利用质子成功地实现了原子核的变换。但是,用质子引起核反应需要消耗非常多的能量,使质子和目标的原子核碰撞命中的机会也非常之少。
1938年,德国人奥托.哈恩和休特洛斯二人成功地使中子和铀原子发生了碰撞。这项实验有着非常重大的意义,它不仅使铀原子简单地发生了分裂,而且裂变后总的质量减少,同时放出能量。尤其重要的是铀原子裂变时,除裂变碎片之外还射出2至 3个中子,这个中子又可以引起下一个铀原子的裂变,从而发生连锁反应。
1939年 1月,用中子引起铀原子核裂变的消息传到费米的耳朵里,当时他已逃亡到美国哥伦比亚大学,费米不愧是个天才科学家,他一听到这个消息,马上就直观地设想了原子反应堆的可能性,开始为它的实现而努力。
费米组织了一支研究队伍,对建立原子反应堆问题进行彻底的研究。费米与助手们一起,经常通宵不眠地进行理论计算,思考反应堆的形状设计,有时还要亲自去解决石墨材料的采购问题。
1942年12月2日,在芝加哥大学斯塔格运动场的看台下面,由费米领导建成了历史上的第一座铀—石墨反应堆。由于这个装置很大,又为了保密,故把它叫“堆”,并沿用至今。当天下午3时 36分,裂变反应开始,链式反应持续28分钟。从这个实验堆中,制造出了0.5克钚。这是人类历史上第一次实现人工控制的核反应,为原子弹的制成提供了可靠基础。经过不断的试验、研究,1945年7月,终于制出了三枚原子弹,并在新墨西哥州阿拉默果尔多空军基地的沙漠进行了一次试验。7月16日,人类历史上第一颗原子弹开始起爆。爆炸的巨响在160公里以外都可