欧洲三个著名实验室的对垒

正当罗马实验室的工作告一段落，费米转向慢中子的研究时，哈恩、梅特纳尔（德国柏林）和小居里（法国巴黎）两组人马进入了对铀的研究，这都是在核物理和核化学方面取得巨大成就的工作队伍。哈恩（1878～1968）是著名的核化学家，是达哈姆实验室的负责人，他曾在蒙特利尔与卢瑟福一起工作，发现了一些放射性元素，并与梅特纳尔一起发现核的同质异能态。

同质异能态与同位素不同，同位素是原子序数相同而质量数不同的元素，也就是说是组成原子核的质子数相同而中子数不同的元素；而同质异能态的质子数和中子数都相同，只是原子核的能量不同而已。

梅特纳尔是犹太人血统，于1878年出生在奥地利的维也纳，是著名物理学家普朗克的学生，后来成了哈恩的坚定的合作者并在同一实验室工作，是一位与居里夫人齐名的女核物理学家，我国的核物理学家王淦昌教授是她的学生，就在她的实验室工作过一段时间。后来，优秀的分析化学家F.斯特莱斯曼（1902～1980）加入了他们的集体—达哈姆实验室，雄厚的化学力量成为这实验室的一个特色。梅特纳尔是犹太人，哈恩和斯特莱斯曼又是纳粹的强烈反对者，德国的法西斯统治使得达哈姆实验室惶惶不安，工作条件非常困难。

哈恩与梅特纳尔用与罗马及巴黎同样的中子源，从证实罗马实验室工作的结果开始，做了不少工作，发表了不少论文，他们早期的论文可以说是错误和正确的混合物，其复杂性可以与中子轰击铀得出的放射性媲美，这种对铀工作的混乱情况延续了很长一段时间。哈恩、梅特纳尔和斯特莱斯曼得到一确实且重要的结果，即确定了产物中有铀239，放射半衰期为26分钟的β射线。他们在德国自然杂志上发表了不少文章，文章的带头人是哈恩与梅特纳尔，到1938年7月，斯特莱斯曼才以一个年轻的合作者出现在论文中。1937年，在德国物理杂志上以及化学杂志上有一篇他们工作的综述，叙述了他们发现了原子序数从92～95的12种同位素，最令人吃惊的是，提出了当时还未发现、现在也很少的双重同质异能态，甚至现在也未发现的三重同质异能态（即一个核素具有两种或三种同质异能态）。

部分元素周期表

哈恩与梅特纳尔领导的柏林研究组关于铀的工作，完全循着费米的思路，犯了与罗马实验室同样的错误，注意力全集中在超铀元素方面。但他们很细致地成功地测出了中子轰击铀后的几种放射性，实际上这些不同的放射性是裂变的碎片发射的，但他们没有想到碎片这概念，只是想到超铀元素，下面是他们排出的几个反应的例子：

（1）铀吸收中子后放一个β粒子（半衰期10秒）成为93号元素，再放一个β粒子（半衰期2.2分）成为94号元素，再放一个β粒子（半衰期59分）成为95号元素，再放一个β粒子（半衰期66小时）成为96号元素，再放一个β粒子（半衰期2.5小时）成为97号元素。

（2）铀吸收中子后放一个β粒子（半衰期40秒）成为93号元素，再放一个β粒子（半衰期16分）成为94号元素，再放一个β粒子（半衰期5.7小时）成为95号元素。

（3）铀吸收中子后放一个β粒子（半衰期23分）成为93号元素。

在他们组里，并没有弄清楚这些超铀元素的化学性质到底是如何，只是推想应该如此而已。这样的结果是很成问题的，怎么有三种不同半衰期的93号元素？难道有这么多的同质异能态？而且这些同质异能态又能衰变成94号的同质异能态？这是难以想象的。

在小居里夫妇领导下的巴黎实验室也在做中子照射铀的实验。小居里夫妇领导的巴黎实验室有很高的放射性物理与化学的水平，我国著名的核物理学家钱三强与何泽慧夫妇是他们的学生；我国科学技术大学放射化学教授杨承宗也曾在他们实验室工作过相当长时间。当时巴黎实验室的思路与罗马实验室相同，也一心在追求能得到93号元素。在1935年5月，他们在用中子照射钍后的溶液里分析出了原子序数为57的镧，这其实就是核裂变的产物，假如他们能再前进一步，发现核裂变的荣誉就归他们了。但可惜的是他们没有想到裂变上去，他们以为分析出镧来是分析错了呢。

小居里夫妇差一点发现中子，现在又差一点发现裂变，都是差一点，真可惜。