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原子反应堆的设计者
——费米

恩里科·费米是著名的意大利物理学家,是物理学罗马学派的创始人之一。他的妻子劳拉·费米是犹太人,是希特勒和墨索里尼的法西斯种族迫害,使他们离开心爱的罗马,侨居美国,于是费米开始了原子弹研制生涯。

1938年的政治风云,使德国和意大利两大独裁者勾结在一起,墨索里尼跟在希特勒的屁股后面,发动了一场毫无理由的反犹太主义运动。

在意大利并没有犹太人和雅利安人,而犹太人只占当地全部人口的1/1 000,随着杂婚率的上升,必将被彻底同化。

劳拉·费米走在大街上,竟有人问她:“他们喊着要赶走犹太人,可谁是犹太人呢?”

由于西西里根本就没有犹太人,一个边远村庄的村长给墨索里尼发电报:“请送犹太人来,以便发起运动。”

但是,报纸、广播吵得人心神不宁。7月14日《种族宣言》公布了,它指出“犹太人不属于意大利种族”。接着成立了保卫种族研究所,出版了《保卫种族》杂志。

新法律不断公布:禁止雅利安人与犹太人通婚,犹太人的孩子不许入公立学校,犹太籍的教师被辞退,犹太人的律师、医生只能为犹太人服务,犹太人被剥夺了公民权,他们的护照被吊销……

费米的妻子是犹太人,孩子有犹太血统。尽管他们热爱自己的祖国,留恋生活惯了的罗马,并曾多次谢绝美国大学的邀请。但是,现在他们不得不逃往美国了。

费米和妻子从不同地点向美国大学发了4封信,说明过去他拒绝去美国就职的原因已经不存在了,希望去美国教书。

费米很快收到了5封邀请信,他决定先到美国的哥伦比亚大学教书。于是,他向意大利官员声称,他要去纽约进行6个月的学术访问。

正在他们准备出发时,传来了一大喜讯,即10月哥本哈根的物理学会议上,费米得到通知已被提名为诺贝尔奖的候选人。他们推迟了出发日期,等待最后的结果。

11月10日早晨,电话局通知请费米教授在家等候,晚上6点有斯德哥尔摩的电话。这意味着获得诺贝尔奖即将成为现实。

18时,瑞典科学院秘书用电话向费米宣读了奖状:物理学奖金授予罗马大学恩里科·费米教授,以表彰他发现了由中子轰击所产生的新的放射性元素,以及他在这一研究中发现了由慢中子引起的核反应。

诺贝尔奖金,这天赐的美钞与良机,使他们改变了行程与日期,费米夫妇决定经斯德哥尔摩去美国。

1939年1月2日,费米带领妻子与两个孩子终于踏上了美国领土,逃离了法西斯的魔爪。

费米到哥伦比亚大学就职后,继续进行他的原子链式反应实验。他在物理系系主任乔治·佩格勒姆的支持下,与安德森、西拉德等开始了新的实验。哥伦比亚大学的回旋加速器等先进设备,使费米如虎添翼,很快取得了新进展。

1939年3月16日,佩格勒姆为费米写了一封给海军作战部长胡珀上将的信,他请海军上将胡珀与费米谈一谈,了解费米对原子爆炸物的研究。

信是这样开头的:

海军上将胡珀
亲爱的先生:

哥伦比亚大学物理实验室所做的实验表明,化学元素铀得以释放出它大量过剩的原子能的条件可能会被发现,这将意味着有可能采用铀来作为一种爆炸物,每磅将释放出比以往所知的任何炸药多100万倍的能量……

佩格勒姆的信和费米的晋见,并没引起军方的重视。科学家第一次取得军队和政府支持的尝试失败了。

从1941年12月底开始,费米往来于芝加哥和纽约之间。他在纽约的哥伦比亚大学继续进行链式反应和原子反应堆的研究、实验,又到芝加哥大学进行“冶金实验室”的工作。

“冶金实验室”是康普顿博士领导的芝加哥大学的原子弹研究实验组织的代称。

费米将工作重点转移到芝加哥后,他与康普顿选择了芝加哥大学的足球场,他们要在西看台底下的网球场里建造原子反应堆,进行费米设计研究的链式反应实验。

原子反应堆的直接建造者是费米的助手安德森。为了真空的需要,他到古德意橡胶公司,定制了一个正方形气球,反应堆就安装在这个气球里,需要时可以把里面的空气抽掉。

费米登上了一个升降机平台,指挥安装。他挥手让人们把绳索拉紧,把气球的5个面吊好,正面放下来是敞开的大门。

反应堆的底层是木块支撑物。它们已事先按规格制好,由工人川流不息地运来,放好。

安德森领导物理学家们堆放石墨砖,一块块地按设计图堆起来,几乎到达天棚板了。科学家们的手、脸、衣服都变成了油黑色,但谁也不嫌它脏,他们意识到这是一件光荣的工作。

由费米和安德森进行精心的测量,放入那宝贵的铀,插入那一根根关键性的镉棒。经过6个星期的工作,反应堆最后建好了。

12月2日上午,正式进行原子反应堆的链式反应实验。

反应堆顶上有3个青年人,他们自称“敢死队”。他们的任务是手持镉液桶,一旦反应堆出现不良反应,他们立即将镉液倒入反应堆,制止反应与爆炸。在数百万人聚集的芝加哥做这种危险实验,“敢死队”的预防是十分必要的。

反应堆下站着青年物理学家乔治·韦尔,他手按镉棒,将按费米的指令,从反应堆里抽出镉棒,他抽出的速度与距离,决定了反应堆里铀原子反应的状况。

全体参加反应堆工作的人员都集中到网球北端的阳台上,观看这科学史上的伟大实验。

全场鸦雀无声,只有费米一个人在讲话:“反应堆还没有运转,因为它里边有吸收中子的镉棒,下面请韦尔抽出其他镉棒,只留他手边的一根。

大家看这支描笔,它能描画出辐射强度的曲线,当反应堆进行链式反应时,描笔将画出连续升高的线,如果停止了链式反应,描笔的线就趋向平缓。

实验马上开始了,大家各就各位。请韦尔每次抽出两厘米镉棒,我看描笔的变化。”

计数器“咔嗒咔嗒”地响起来,描笔开始向上描画,接着趋向平缓。

费米又命令韦尔:“将镉棒抽到4米处。”

计数器响声更大了,描笔上升到费米预计的高度,又趋向平缓了。

下午3时20分,费米命令韦尔将镉棒抽到可以出现链式反应的位置。

大家看到计数器逐步上升,声音更响;描笔开始上升,不再趋向平缓,它说明链式反应开始了。这种反应持续了28分钟,费米和全体物理学家高兴地互相拥抱着,原子反应堆的链式反应宣告成功了。

请求爱因斯坦在给罗斯福总统的信上签名的物理学家威格纳拿出一瓶基安提酒。他与费米将酒倒入杯里,分给在场的每一个人,大家都喝了庆祝酒。

为了记住这个伟大的实验,每个人都在酒瓶的硬纸护壳上签了名字。这是那天传下来的唯一记录,因为保密,不能有任何的声张。

实验成功后,康普顿博士立即给正在哈佛大学执行公务的总统科学顾问、4人领导小组候补主席、科学研究与发展总署署长詹姆斯·康南特博士打了保密电话:“那位意大利航海家,已经到达新大陆了。”

“那么他发现当地的居民怎么样?”

“非常的友好。”

费米与他的同伴们的原子堆链式反应实验成功了。12月2日作为一个重大的日子载入了科学史册。

当芝加哥大学10年后举行大庆时,收存酒瓶和签名护卡的艾尔 · 沃特姆伯格因为儿子降生,不能参加大会,把酒瓶用1 000美元的保价金额寄给了大会,这成为报纸上的头条新闻。

1993年笔者有幸去瞻仰芝加哥大学的实验现场。足球场的西看台,用灰粉刷过的墙上挂着很厚的烟灰,墙上挂着一块镂花的金属牌匾,那牌上的英文是:

ON DECEMBER 2.1942

MAN ACHIEVED HERE

THE FIRST SELF-SUSTAINING CHAIN REACTION AND THEREBY INITIATED THE

CONTROLLED RELEASE 0F NUCLEAR ENERGY

翻译成中文是:

1942年12月2日,人类在此实现了第一次自持链式反应,从而开始了受控的核能释放。

这块匾牌是原子时代的出生证。

在芝加哥大学的图书馆附近,建立了新的蘑菇云状的纪念碑,它向人们骄傲地宣布芝加哥大学是原子研究的基地。 tLTRkz2E31cJ6CCfkpTVB19zusf7+IokXlf5cmxf31UVYzFq9Is8aV8l5R+Xfiaw

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