小編帶你走進原子核的世界，回顧這個曾經的歷史。
原子核物理學是一門研究原子核的組成、變化規律以及內部結合力的學科。但要探索原子核的組成及其變化，就必須對原子核進行人為地變革，深入它的內部，揭示它的奧秘。目前很難確定這門學科產生的年代。早在19世紀末，放射性和電子的發現就已將原子內部的結構揭示出來。
1911年盧瑟福發現原子內部存在一個核；1913年，玻爾進一步指出，放射性變化是在原子核內部發生的。放射性現象的結果揭示了原子核是一個複合體；鐳衰變時放
出大量的熱量，又表明原子核的結合是依靠很強的力的作用。原子核的物理學就是以此為基礎逐漸形成的。早在1815年，根據多數元素的原又子量是氫原子量的整數倍，英國醫生兼化學家普勞特（178—1850）提出所有元素都由氫原子組成的假說。
100年後，即1914年，該假說又被重新提出，並將氫原子核命名為質子。由於質子帶正電荷，所以那時人們就假想原子核是由質子和電子組成的。盧瑟福於1920年提出一種猜想，認為一種中性粒子可能存在於原子核內，它是由一個質子和一個電子結合形成的。中子的發現是核物理學的一個新紀元盧瑟福一直追尋著這種粒子，但經過12年後，才由他的學生兼助手、英國物理學家查德威克找到，並將它命名為中子。它不僅讓人們對原子核的組成有了一個正確認識，而且為人工變革原子核提供了有效方法。
中子由於不帶電荷，靜電作用對它沒有影響，可以相對自由地接近甚至進入原子核，容易引起核變化，因此，它立即成為科學家用來作為轟擊原子核的理想“炸彈”。可以說，它是將核奧秘打開的鑰匙，並在開發原子能的事業中確實大有作用。
1934年1月，法國的約里奧·居里（1900—1958）夫婦用粒子去轟擊鋁，得到了自然界不存在的放射性同位素磷P。它放出正電子，半衰期大約為3分鐘，最後衰變為穩定元素硅。他們還用磷粒子轟擊了氫、鉀、鈹、碳、氮等元素，同樣觀察到類似現象。這些發現表明：放射性同位素可以由人為產生，即由穩定化學元素經磷粒子轟擊即可生成，這樣的放射性元素會再產生某種粒子而本身衰變成另一種穩定元素。約里奧·居里夫婦由於發現了人工放射性而獲得1935年的諾貝爾化學獎。約里奧·居里的發現開闢了一個新的實驗研究領域，在鼓勵人們去尋找更多的人工放射性同位素方面起到了推動作用。但科學界進一步的研究發現，用粒子做“炮彈”轟擊原子核，使其具有放射性的元素只能作用於輕元素，對於重元素卻不起作用。
意大利物理學家費米（1901－1954）在研究中提出了新設想，他的與別人截然不同，別人思考的是炮彈“轟擊”問題，而他思考的卻是轟擊“炮彈”問題。1934年上半年，費米決定按照週期表的順序從氫開始用中子做炮彈，逐個轟擊，一直到第9個元素氟才發現了放射性同位素。費米在短短的幾個月就發現了37种放射性同位素，找到了人工製造放射性同位素的更有效途徑。依費米看來，這是因為中子通過含氫的石蠟，中子與氫原子發生彈性碰撞，使中子速度減慢出現的結果。慢中子具有更強烈的激起核反應的能力。1934年10月，費米小組又發現：中子經過石蠟作用後變成了更優良的炮彈。接著，他又發現水也具有使中子慢化的作用人們把慢中子及其效應的發現認為是“核時代的實際起點”。由於費米成功地用中子轟擊原子核，並且由此創造了一系列新的放射性元素和發現慢中子效應而獲得1938年諾貝爾物理學獎。
在費米小組看來，在用中子轟擊元素週期表中的許多元素的原子核的過程中，許多元素的原子核吸收了一箇中子後沒有了穩定性，通過B衰變發射出一個電子，中子變成質子，而轉化成周期表中下一個位置的元素原子核，這樣原子序數增加1。當他們用中子轟擊週期表中原子序數為92的鈾原子的最後一個元素時，試圖得到原子序數為93的新元素，可是卻得到一些使他們迷惑而又難以分辨的放射性元素。因此，他們判斷其中至少有一種放射性元素是超鈾元素。
1934年5月，他們發表了實驗報告。通過實驗，事實上他們已經發現了核裂變，但由於誤認為是發現了超鈾元素而將一次重大發現的機會錯過。1936—1938年間，柏林威廉皇家研究所的放射化學家哈恩和他的學生施特拉斯曼及其合作者奧地利女物理學家梅特內，對費米實驗進行了認證工作。他們在反應產物中找到了鐳、錒、釷，認為這在一定程度上對“超鈾元素”出現的可能性加以證實。
1938年9月，約里奧·居里夫人和她的助手、南斯拉夫物理學家薩維奇在用中子轟擊鈾的實驗中觀察到，原來在反應產物中認為出現的錒，事實上很可能是鑭。哈恩和施特拉斯曼在瞭解到約里奧·居里夫人的實驗結果後又重新進行了實驗。
到1938年12月，他們提出的新報告對過去的判斷加以改正：過去認為的鐳、錒、釷，事實上是鋇、鑭、鈰。但哈恩仍對這個新結果表示疑慮，便將實驗結果告訴遠在斯德哥爾摩的梅特內。他們把這一過程稱為核的“裂變”，並根據愛因斯坦的質能關係式E=mc2，估出一個鈾核裂變可以釋放出約2億電子伏的巨大能量。梅特內與她的侄子、奧地利物理學家弗裡施進行了認真的討論。最後明確在實驗中發生的真實過程是：鈾核在吸收中子後，分裂成一個是原子序數為56的鋇核以及另一個原子序數為36的氪核。1939年1月27日，玻爾在華盛頓理論物理討論會上將哈恩和施特拉斯曼的發現宣佈，以及梅特內和弗裡施的解釋，在物理學界立即引起很大的反響。當時就
有人提出，如果鈾核在裂變中再發出兩個及其以上的中子，這些中子又可以引發別的鈾核裂變，由此就能夠形成鏈式反應，從而就可以在超短時間內釋放出巨大能量。
1939年春天，約里奧·居里及流亡美國的匈牙利物理學家西拉德和費米等人都分別證實了實現鏈式反應的可能性，而且速度相當快，兩次反應的時間間隔僅僅只有50萬億分之一秒。這表明，鈾裂變鏈式反應一旦實現，在極短時間內將會釋放出大量能量。原子核裂變這一系列發現具有劃時代的意義，它為人類尋找到一種新的能源，即核能，俗稱原子能。同年，約里奧·居里獲得了通過鈾核裂變釋放能量的第一個原子能反應堆（重水天然鈾型）的專利。
但是，第一顆原子彈的試製與爆炸應該作為2世紀原子時代的開端。美國物理學家奧本海默早在加利福尼亞大學講學時，就開始對原子和原子核方面的工作進行研究。第二次世界大戰爆發後，美國陸軍部決定實施一項利用核裂變過程來製造原子彈的計劃，即“曼哈頓計劃”。他將鈾235從天然鈾中分離出來，對生產原子彈所需鈾的臨界質量數加以確定。奧本海默被任命為該項計劃的科學工作負責人。他很快建立起實驗室，並且彙集了許多傑出的科學家，短短几個月時間就第一次成功地獲得了自持鏈式核反應，沒過多久又研製出一顆實驗用原子彈，並於1945年7月16日在新墨西哥州的沙漠地區成功地進行了核爆炸實驗另外兩顆依照計劃製造出來的原子彈由美國空軍的轟炸機投到了日本的廣島和長崎，對日本軍國主義分子的投降起到了促進作用.
分享到這裡了，還需要了解的小夥伴都可以留意我噢
閱讀更多 文藝的超兒 的文章
