在古老的神话里,有法师用炼丹炉炼丹的故事。但是没有一个神话说到过科学家为了取得原子能而造的那种炼丹炉——原子锅炉,或原子反应堆。
用石墨块和铀块这样堆积起来,使一层石墨块隔着一层铀块。从铀块里飞出来的中子必须经过减速剂——石墨,穿过一大群碳原子。因为石墨是由碳原子构成的。只有像这样受了严重的阻滞以后,中子才能射入别的铀块,或是折回去。
中子的速度已经减缓到没有陷在重的铀原子核里的危险了。
原子核的每一次裂变,都会分裂成碎块,碎块继续裂变,释放出能量。原子锅炉变热了,就像我们在盛水的试管里放了一粒镭盐,试管就会发热一样。
原子锅炉越来越烫,为了不让它由于过热而爆炸,不得不把它冷却,差不多要用整整一条河的水来冷却它。
就怕链式反应进行得太激烈,使得任何冷却法也不管用。
一定要会控制它的强大的力量。
在这里当作缰绳用的东西是用能够很好吸收中子的镉或别的金属做的棒。
科学家想把铀原子锅炉烧热的时候,就把棒从锅炉里抽出来,不叫它妨碍中子的工作。他们放松缰绳。
假使温度开始很快地上升,假使锅炉打算“造反”,他们就勒紧缰绳——把棒推回到锅炉里去。
原子锅炉放出能量——冷水变成热水从它里面流出来。在这里,隐藏着的神秘的原子能变得跟普通锅炉发出来的热一样平凡,一样容易觉察出来。
但是这种炼丹炉不只发出热来——它还炼出了杀害人的毒药。
铀原子核在分裂的时候就碎成碎块。这些碎块能抛出电子,继续分裂,做一连串的蜕变,这就成了人造放射性物质。它们对于在原子锅炉边工作的人的健康非常有害。人们必须想办法保护自己,不让自己的创造物把自己害死。
这个创造物——铀原子锅炉——就被关在有水泥厚墙的地牢里。
那么人们怎样管理原子锅炉呢?他们把自己跟原子锅炉隔离开了,怎么还能看管它呢?
能够从远处来观察和操纵机器的最新的技术帮助了科学家。在铀原子锅炉旁边可以看到许多精巧的仪器和机械,那是许多国家的人经过多年的研究创造出来的。
我们可以大胆地说,假如当初门捷列夫没有发现元素周期律,假如化学家、物理学家、动力学家、科学家和工程师们没有创造出现代科学和现代技术,人们就不能够掌握原子能。(www.xing528.com)
在人的眼睛看不见的铀原子锅炉里,就像在恒星的内部那样,在进行着改造原子的工作。人们在管理这个工作,观察这个工作。
结果还发现,这个炼丹炉里炼出了一些在自然界里从来没有找到过的原子。
原子核聚变“锅炉”
铀-238的原子核吸收了一个中子以后,变成铀-239。铀-239还没有活上几分钟就抛出一个电子,变成在门捷列夫的元素周期表里应该占第93格的一种新的元素。
第93格!它已经超出了门捷列夫绘制的原子世界图的境界了。因为门捷列夫的最末一个元素是第92种元素——铀。那时候人们还不知道有超铀元素。
必须给新的元素起一个名字。这时候,人又想起了行星:在太阳系里,天王星外边的行星是海王星,因此就把这种新的元素叫作镎[1]。
但是,镎的寿命也很短,它只能活几天。它也抛出一个电子,又变成一种新的元素——第94种元素。离我们比海王星还要远的矮行星是冥王星,因此把它叫作钚[2]。
原子世界逐渐扩大。
科学家问自己:为什么在自然界里找不到镎和钚呢?为什么门捷列夫的元素周期表到了第92种元素就停止了呢?
这里只能有一个答案。在超铀元素的原子核里,质子比铀原子核里的质子还要多。原子核内部的斥力非常大,大得把微粒聚在一起的核力已经不能够克服了。
假如从前世界上有过镎和钚的话,它们也早已分裂了[3]。
【注释】
[1]元素铀的名字Uranium是从天王星的名字Uranus来的,元素镎的名字Neptunium是从海王星的名字Neptune来的。——译者注
[2]元素钚的名字Plutonium是从冥王星的名字Pluto来的。——译者注
[3]利用强大的加速器和在原子反应堆里元素原子核之间发生的原子反应,已经人造了以前人们没有发现过的几种元素,这就是在元素周期表里的第43号元素(锝)、第61号元素(钷)、第85号元素(砹)、第87号元素(钫)。
除了镎和钚,近年来还制得了新的超铀元素,镅(第95号)、锔(第96号)、锫(第97号)、锎(第98号)、锿(第99号)、镄(第100号)、钔(第101号)。最近几年在制造更多的超铀元素方面又有许多新的有意义的科学成果。——原书编者注[近年来发现的还有锘(第102号)、铹(第103号)、(第104号)、(第105号)直至(第118号)。——译者注]
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