如何控制“裂变炉”

所谓自持堆，就是能持续进行链式反应的反应堆，也就是真正的反应堆。在康普顿的支持下，决定计划在1942年年底以前试验自持堆。他们的研究工作已经属于所谓的“曼哈顿计划”，是在格罗夫斯将军的领导下进行。计划的修订与执行都是很严肃的。费米在估计及计算上都是以稳当著名的，在自持堆的计算上也反映了这一点。

自持堆不是指数堆了。但中子的数量必须是可以控制的，可以控制进行裂变的程度，也可以在想要它停住时就能停住。因链式反应的控制问题是个非常重要的问题，大家对这一点不免有些紧张。费米对他的小集体作了一次讲话，讲链式反应的控制问题。他认为，按照他的理论分析，由于裂变碎片发射的中子中，虽然很多是一裂变就发的，但有2%左右不是在裂变时马上就发的，约在裂变2秒后才发出。有了这些缓发中子存在，就有足够的时间来控制堆的链式反应，可以按需要控制在任意的水平上。

用什么办法来控制呢？

用很容易吸收中子的材料做成吸收棒，吸收中子最好的材料是镉，为了控制中子的数目，在堆里放入一些镉棒，其中一条是主要的控制棒。在堆中只要有这一条镉棒，反应堆就不能运转。

1942年12月2日上午，在费米的指挥下要试验这个自持堆了，好几个人头天晚上几乎都没有睡觉。在试验时，先把其他的镉控制棒都抽出来，留着最后一条主要的控制棒。这条主要的控制棒，由年轻的乔治·韦尔掌握。另外有三个年轻人手拿着镉溶液爬上反应堆的顶部，像消防队员警惕着一场可能发生的火灾那样，万一发生反应堆失去控制的意外，就可以用镉溶液来扑灭它。费米让其他人都离开反应堆，登上网球场北端的看台，试验要开始了，大家不免有些紧张，只有指挥的费米很冷静。他说：“乔治控制的棒是有自动控制的，只要反应强度大过了预定的限度，这条棒就会自动回到反应堆中去，使反应停止。”

乔治·韦尔掌握的那根镉棒是不是一下子都抽出来？

不是，是一点一点地抽出，放在反应堆中的计数器一直在记录中子数，描笔在自动地画出反映中子数的曲线。一切按照理论预测的状况进行，反应堆中在进行着链式反应。自持堆试验成功了。所有在场的人都悄然无声地拿起纸杯祝贺他们的成功，然后在纸杯上签上自己的名字。

12月2日的试验，第一次证实了大量释放的原子能可以利用，这消息轰动了科学界。这些科学家都回去过圣诞节去了，他们的努力也给制造原子弹铺平了道路。

由于这些原子科学家的工作密切关系着军事秘密，因此对局外人包括他们的妻子都是保密的。费米的妻子对费米到美国后的工作一无所知，只知道她的丈夫一直忙着。1942年12月初，费米的妻子举行一次宴会，宴请与费米一起工作的同事与夫人，每一位来赴宴的人都首先对费米说：“祝贺你！”费米夫人对她丈夫到底有什么值得大家祝贺迷惑不解。一直到两年半以后，日本无条件投降后的一个晚上，费米夫人才从一篇文件中了解到那次宴会上他的丈夫不断被人祝贺的原因。