小粒子引发的核裂变

如今，星罗棋布的核电站在世界不断的出现，核能为我们提供了大量的清洁的能源，但我们也不会忘记，第二次世界大战时，在日本广岛和长崎的投掷的原子弹。这就是核裂变赐给人们的双刃剑。

核裂变又称核分裂，是一个原子核分裂成几个原子核的变化，是由重的原子，主要是铀或钚，分裂成较轻的原子的一种核反应形式。只有一些质量非常大的原子核，像铀、钍等，才能发生核裂变。这些原子的原子核在吸收一个中子以后会分裂成2个或更多个质量较小的原子核，同时放出2个到3个中子和很大的能量，又能使别的原子核接着发生核裂变……使过程持续进行下去，这种过程称为链式反应。

原子核在发生核裂变时，释放出巨大的能量称为原子核能，俗称原子能。1克铀235完全发生核裂变后放出的能量相当于燃烧2.5吨煤所产生的能量。比原子弹威力更大的核武器是氢弹，就是利用核聚变制成的。核聚变的过程与核裂变相反，是几个原子核聚合成1个原子核的过程。只有较轻的原子核才能发生核聚变，比如氢的同位素氘、氚等。核聚变也会放出巨大的能量，而且比核裂变放出的能量更大。太阳内部连续进行着氢聚变成氦的过程，它的光和热就是由核聚变产生的。

这一核反应形式，是德国的科学家奥多·哈恩及他的助手奥地利—瑞典的女原子物理学家莉泽·迈特纳在1938年发现的。

莉泽·迈特纳和奥多·哈恩同为德国柏林威廉皇帝研究所的研究员。作为放射性元素研究的一部分，迈特纳和哈恩曾经用游离质子轰击铀原子，一些质子会撞击到铀原子核，并粘在上面，从而产生比铀重的元素。这一点看起来显而易见，却一直没能成功。最后，哈恩想到了一个办法，用非放射性的钡作标记，不断地探测和测量放射性的镭的存在。如果铀衰变为镭，钡就会探测到。他们先进行前期实验，确定在铀存在的条件下钡对放射性镭的反应，还重新测量了镭的确切衰变速度和衰变模式，这花了他们3个月的时间。

1周后，迈特纳穿着雪鞋在初冬的雪地里散步，这时一个画面从她心中一闪而过：原子将自身撕裂开来。她几乎从想象中就能感到原子核的跳动。她立即认识到已经找到了答案，质子的增加使铀原子核变得很不稳定，从而发生分裂。他们又做了一个实验，证明当游离的质子轰击放射性铀时，每个铀原子都分裂成了两部分，生成了钡和氪，这个过程还释放出巨大的能量。

于是，莉泽·迈特纳跟弗里施一起对这一实验结果做出了理论解释，并以来信的形式发表在1939年元月出版的《自然》杂志上。在这篇著名文章里，莉泽·迈特纳踉弗里施一起提出了一个物理学上的新概念：一类新的核反应——裂变。

4年之后，1942年12月2日下午2时20分，恩里克·费米扳动开关，几百个吸收中子的镉控制棒冲出石墨块和数吨氧化铀小球垒成的反应堆。费米在芝加哥大学斯塔格足球场的西看台下的地下网球场内堆放了4.2万个石墨块。这是世界上第1个核反应堆——核裂变发现的产物。1945年，原子弹的发明是核裂变发现后的第2次应用。

此后，人们除了将核裂变用于制造原子弹外，更努力研究利用核裂变产生的巨大能量为人类造福，让核裂变始终在人们的控制下进行。