与“核裂变”的发现擦肩而过

1932年，英国实验物理学家查德威克发现一种不带电荷的新粒子，取名为“中子”。中子的发现，为物理学家寻找到了轰击原子核的“炮弹”，被视为是揭开原子核内秘密的一把钥匙，世界各国的物理学家竞相用中子轰击的方法，研究原子核的结构和变化，1934年，约里奥·居里夫妇人工制造出放射性同位素。物理学迎来了一个崭新的时代。

原子结构示意图

中子和人工放射性的发现，引起了意大利物理学家费米的注意。他想到用中子作“炮弹”，逐个轰击元素周期表上的各种元素的原子核，产生新的放射性物质。开始，费米小组用钋 — 铍中子源辐照各种元素，因为中子源太弱，效果都不理想。后来，费米小组改用镭和铍作中子源，从最轻的元素氢开始，按元素周期表的顺序对各种元素进行辐照。当实验到第9号元素氟时，终于得到了新的放射性元素。后面的第13号元素铝，也出现了人工放射性同位素，这就验证了约里奥·居里夫妇的发现。

在以后的几个月中，费米小组用中子辐照了68种元素，其中有47种元素产生了新的放射性物质。但当他们用中子辐照到当时所知的最重元素铀时，得到的放射性产物，经测定的半衰期和化学性质，与他们猜想应该得到一种原子序数为93的超铀元素不同，出现了异常。他们对这一异常未作进一步地探究，还是以为得到的是超铀元素，并得到欧洲多个研究机构的肯定。他们从比钍、铀原子序数小的重元素类推，支持超铀元素的说法，得到科学界的公认，甚至被当作新成就写进了某些教科书中。

应该说，在用中子辐照铀时出现的异常情况，正是重核裂变的最早证据。可惜，费米在这个问题上作出了错误的判断。他们哪里会想到这是重核在中子的轰击下分裂成了几大块，每块相当于一种新的放射性物质，是原子序数比铀小得多的某种元素的同位素。这让费米与“核裂变”的发现擦肩而过。

但是，费米还是意外地发现，在中子源与被轰击的银之间放一块石蜡后，核反应会变得更为强烈，这就是说，中子在经过减速后，引发核反应的能力更强。这一发现，被认为是原子时代的“真正起点”。费米因此而获得1938年诺贝尔物理学奖。