§4核反應堆的建立(1/3)
核反應堆,又稱為原子反應堆或反應堆,是裝配了核燃料以實現大規模可控製裂變鏈式反應的裝置。
原子能的和平利用標誌著人類改造自然進入了一個新階段。原子能是原子核發生變化時釋放出來的能量,對同等質量的燃料來說,原子能要比化學能大幾百萬倍。
早在1929年,科克羅夫特就利用質子成功地實現了原子核的變換。但是,用質子引起核反應需要消耗非常多的能量,使質子和目標的原子核碰撞命中的機會也非常之少。
1938年,德國人奧托.哈恩和休特洛斯二人成功地使中子和鈾原子發生了碰撞。這項實驗有著非常重大的意義,它不僅使鈾原子簡單地發生了分裂,而且裂變後總的質量減少,同時放出能量。尤其重要的是鈾原子裂變時,除裂變碎片之外還射出2至 3個中子,這個中子又可以引起下一個鈾原子的裂變,從而發生連鎖反應。
1939年 1月,用中子引起鈾原子核裂變的消息傳到費米的耳朵裏,當時他已逃亡到美國哥倫比亞大學,費米不愧是個天才科學家,他一聽到這個消息,馬上就直觀地設想了原子反應堆的可能性,開始為它的實現而努力。
費米組織了一支研究隊伍,對建立原子反應堆問題進行徹底的研究。費米與助手們一起,經常通宵不眠地進行理論計算,思考反應堆的形狀設計,有時還要親自去解決石墨材料的采購問題。
1942年12月2日,在芝加哥大學斯塔格運動場的看台下麵,由費米領導建成了曆史上的第一座鈾—石墨反應堆。由於這個裝置很大,又為了保密,故把它叫“堆”,並沿用至今。當天下午3時 36分,裂變反應開始,鏈式反應持續28分鍾。從這個實驗堆中,製造出了0.5克鈈。這是人類曆史上第一次實現人工控製的核反應,為原子彈的製成提供了可靠基礎。經過不斷的試驗、研究,1945年7月,終於製出了三枚原子彈,並在新墨西哥州阿拉默果爾多空軍基地的沙漠進行了一次試驗。7月16日,人類曆史上第一顆原子彈開始起爆。爆炸的巨響在160公裏以外都可