放射性同位素的发现(摘录)
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放射性同位素的发现(摘录)1932年，科学家用天然放射性元素发出的a粒子轰击铍核，得到了中子后，进一步激发了人们人为的变革原子核的欲望，用a粒子作炮弹进行人工核转变的实验，起初得到的只是元素的稳定的同位素。
1934年1月，约里奥·居里夫妇用玛丽·居里夫人配制的非常活泼的纯钋剂做实验——在巴黎的镭研究院的实验室里。
钋在放射a粒子时跟镭不同，镭放射时伴有γ射线，会影响对a射线所引起的现象的观察，而钋则不出现γ射线。
在实验中当他们用a粒子轰击铝板时，的确出现了中子。
[1827Al 24He→1530P 01n]。
当撤掉钋后，中子消失了，可是还能测到放射性，半衰期为3分钟。
于是，他们进一步研究铝核受a粒子轰击后究竟发射了什么质点。
在加了磁场的云室中看到一种轻的质点的偏转轨迹，通过测定和分析，是一种质量跟电子相等的带正电荷的质点——正电子。
原来是铝核受a粒子轰击后生成的磷的同位素具有放射性，放出正电子后衰变成稳定的硅（1430Si）。
放射性同位素的发现表明了放射性元素是可以人工产生的，从而带来了放射性的广泛应用，对人类的意义是非常重要的。
约里奥·居里夫妇由于发现了放射性同位素而获得了1935年诺贝尔奖金。
约里奥·居里（1900—1958），法国物理学家，从小喜欢钻研自然科学，非常崇敬居里夫妇。
1918年考入巴黎理化学院（居里夫妇发现镭的学院），门门功课第一。
不久应召入伍服役，战后又回到巴黎理化学院，一边工作一边在朗之万教授指导下学习，从事物理和化学方面的研究，1925年约里奥当了居里夫人的助手，此时结识了伊雷娜·居里。
1930年约里奥从论述放射性元素钋的电化学论文获博士学位。
1937年任法国原子能研究所所长，1946年任法国科学研究中心主任，主持法国原子能委员会的领导工作。
在当时（战后）法国财力物力较差的条件下开展工作，于1948年12月建成法国第一座反应堆（1960年2月法国成功地爆炸了一颗钚弹）。
约里奥·居里是世界著名的和平战士；为反对美国的核垄断，为和平利用原子能、为反对法国生产和发展核武器作出了重大的贡献。
重核裂变的发现1934年，约里奥·居里夫妇宣布了用a粒子轰击铝、硼而产生了放射性同位素的实验后，费米（1901—1954、意大利物理学家），决定试用中子产生放射性物质，计划按周期表顺序，从氢开始试验。
开头从氢到氧的试验没有成功，到元素氟时得到了放射性同位素。
在短短的几个月中他们轰击了63种元素得到了37种放射性同位素，成绩是十分显著的。
当试验到当时元素周期表上的最后一个元素原子序数92的铀时，先后得到了几种具有不同放射周期的元素，其中有一种放射性元素当时是不清楚的，凭着经验他们认为可能是92238U俘获中子后变成92239U，然后进行β衰变而成为第93号元素，这个元素过去所以没有发现是因为它不稳定，地球上不存在它。
1934年5月他们发表了这个实验报告，可惜的是费米他们没有继续深入的研究下去，没有意识到实验中可能发生的铀核的裂变。
直到四年之后才恍然大悟——他们发现的实际是铀核的裂变。
1934年10月，费米和助手用中子轰击金属银而产生人工放射性实验时，发现当中子通过石蜡时，中子和质子发生碰撞后，速度变慢了，经过银原子核附近的时间延长了，中子被银核俘获的机会增多，银的放射强度提高了。
费米称之为“慢中子效应”。
为此费米获得了1938年诺贝尔物理奖金。
费米用中子轰击铀可能产生超铀元素的实验，引起了大家的重视。
在巴黎的约里奥·居里夫妇、柏林夫妇、柏林的哈恩和迈特纳都认真研究了这个问题。
就在1934年，德国女化学家依达·诺达克指出，费米发现超铀元素的说法证据不足，重核俘获中子后很可能分裂成几个大碎块。
可是费米没有认真考虑诺达克的意见，原因是一方面慢中子能量不大，要把原子核打成两个碎块是不可思议的。
另一方面由中子轰击多种原子核的经验出发，一般是核俘获一个中子后呈不稳定状态，经β衰变后形成新核，其原子序数增加1。
因此费米等人当时总是以“生产第93号超铀元素”为主导思想的。
1938年，约里奥·居里夫妇在萨维奇合作下，应用放射化学方法分析了中子轰击铀的产物，发现其中有一种放射性元素的半衰期为3.5小时，化学性质接近镧。
镧的原子序数是57，这跟关于超铀元素的概念显然是矛盾的。
可惜约里奥·居里夫妇和萨维奇并没能抓住这个矛盾追究下去，就发表了这个实验结果。
德国化学家哈恩（1879—1968）和他的助手奥地利女物理学家迈特纳（1878—1968）紧张地进行了几个星期的实验，惊奇的发现，在中子轰击铀后生成的放射性物质中，至少有三种的化学性质与钡相似，而钡的原子序数是56，原来设想的超铀元素跟这个事实是矛盾的。
又经反复试验，都证明这个事实不容置疑。
1938年12月22日，哈恩和斯特拉斯曼把实验报告寄给德国《自然科学》杂志，提出按照他们原来的“衰变图式中得出的放射性物质镭、锕和钍，应改名为钡、镧和铈”，哈恩对这个结论当时是犹豫的，就在他寄出报告后，他又把自己的发现和疑问写信告诉了迈特钠，希望听取眼光敏锐的同事的意见。
奥托·哈恩（1879—1968）德国放射化学家，他本来是研究有机化学的，1904年9月自费到英国，在剑桥大学的拉姆齐（1852—1916）爵士的实验室工作。
哈恩在拉姆齐的指示下，承担从含镭矿物中（方钍石）分离镭。
在工作中他意外地发现了放射性元素钍。
1905—1906年间，他在卢瑟福领导下又发现了放射性的锕，后来又发现了放射性的钍。
1912年，柏林的化学研究所，由哈恩负责一个实验室，不久又当上了所长。
奥地利藉女物理家迈特钠（1878—1968）任副所长，一起研究物质的β放射和放射性测试工作等等。
迈特钠是犹太血统的科学家，当1938年3月德军占领奥地利后，她的国藉已经不能给她保护了，虽然哈恩和普朗克在希特勒面前替她说情，仍未能获准在德国。
1938年7月她逃亡到瑞典，在斯德哥尔摩新成立的诺贝尔研究所工作。
迈特钠接到哈恩的来信时，正是她与侄子、物理学家费立施对哈恩的实验结果和疑问展开了热烈讨论。
他们从重核的品性出发，跟细胞分裂作类比，联想到不久前玻尔提出的原子核的液滴模型，从中受到启发，又通过反复计算，终于对中子轰击铀核产生钡的现象作出了解释：“……铀核破裂成两个几乎相等的部分，情形就是这样”。
他们给英国《自然》杂志写了题为“中子引起的铀分裂：新型核反应”。
（发表了1939年2月）弗立施把此事告诉了玻尔。
当时玻尔正要启程去美国参加理论物理讨论会，听到此消息，十分激动。
在旅途的船舱里玻尔专心的琢磨和计算，到达纽约时他已确信迈特钠和弗立施的解释是正确的。
并写出了“重核的分裂”论文，对分裂过程的力学机制提出了讨论。
理论物理讨论会的中心议题是讨论低温问题。
会议的第二天，哈恩的文章在德国“自然科学”上发表了并传到了玻尔手中，于是玻尔就在大会上宣布了这个重要发现和迈特纳与弗立施的解释，整个会场沸腾了。
费米建议大家立即用物理方法来进行论证。
于是当晚，玻尔、费米（刚到美国定居）、罗森菲尔德（来自比利时）等一起到卡奈奇学院观看核裂变实验的表演，有的物理学家给自己的研究所实验室打电话安排实验。
就这样，核裂变的发现在几个小时之后就得到了世界的公认。
其后不久，也发现了用中子轰击铀核时也可以形成超铀元素——铀俘获中子后会导致β衰变，形成原子序数为93、93的元素同位素，后来取名：镎和钚。
令物理学家更加激动的是，如果铀核裂变时还能放出一个或几个中子，这些中子又能引起其它铀核的裂变，如此继续下去，就能产生链式反应了。
科学家们以异常急切的心情投入了紧张的实验。
用了一个多月的时间，约里奥·居里夫妇、费米等人都分别证实了这一点。
原子核的裂变和链式反应，使原子核能的释放和造福人类的理想，具有了变成现实的可能，这是具有划时代意义的科学发现。
费米和第一座原子反应堆费米（1901—1954）意大利物理学家，出生在罗马铁路工人的家庭里。
家境困难，但从小喜欢读书，还常制造一些简单的设备。
1918年进入比萨高等师范学校，当时的费米已经才华出众。
老师在课堂上讲的物理知识，他很快就能深刻理解。
1922年，费米就获得了物理学博士学位。
此后，他去德国、荷兰等地跟著名物理学家学习和合作。
1624年回到意大利，先后在佛罗伦萨大学和罗马大学任教。
1927年正式成为罗马大学理论物理学教授，后来又成为新成立的罗马大学物理研究所的核心人员，当选为意大利皇家科学院正式院士（后来费米成为包括苏联科学院在内的许多国家科学院的荣誉院士）。
因发现费米效应获1938年诺贝尔物理学奖金。
由于1938年，墨索里尼仿效希特勒迫害犹太人，费米的妻子出身犹太人家庭，为了摆脱迫害，费米在接受诺贝尔奖金后，全家转赴美国定居，先后在哥伦比亚大学和芝加哥大学物理学教授，从事核物理研究。
第一座原子反应堆就是在费米的领导下建成的。
为了论证实现链式反应的实际条件，美国决定建造一座自持链式反应装置——原子反应堆。
那么由谁来领导这项工作呢？费米是当时最合适的人选，因为他在原子物理、核物理和粒子物理等几个领域中都有很深的研究，而且在理论和实验两个方面都是非常出色的专家。
可是费米是意大利人——美国的敌国。
在康普顿（当时美国科学院发展局的主要成员）等人的极力保举下，美国当局才决定任用它，1941年12月，费米来到芝加歌，领导一批物理学家在芝加哥大学斯塔格运动场的西看台下，开始建造世界上第一座原子反应堆的工作。
要实现自持链式反应，有两个中心环节。
一是为了保持反应有效地持续进行下去，必需把快中子进行慢化处理，使之变成慢中子，以便为U（235）吸收而引起裂变。
重水是很好的减速剂，可是不易制备，价格昂贵。
（法国的约里奥·居里夫妇是用重水作减速剂的。
他们早民1939年3月8日就用实验证实了链式反应的可能性并明显提出制造原子弹，由于不久法国被占领，一系列研究成果被搁置，居里夫妇也投入反法西斯斗争。
学生们看到一部电影，描写法国落入纳粹手时，进行了一场惊心动魄的重水争夺战，留下了深刻印象有），因此费采采用了石墨作减速洗。
二是必要能严格地控制反应的速率，保证核裂变放出的中子里，必须有一个也只能有一个能引起下一次的核裂变（再生率为1），既不能熄灭，也不可爆炸。
为此，费米利用镉吸收中子的能力来控制反应堆里的中子数，从而控制反应速率。
建造的反应堆是用石墨层和铀层相间堆砌的，共有57层，高6米，呈扁球形。
堆中间留了许多小孔，内插镉棒，调节镉棒插入的深浅，改变其吸收中子的多少，便可达到控制反应速率的目的。
1942年12月2日下午，反应堆开始正常运行，揭开了人类利用原子能的序幕。
