“制造原子弹的铀到底是什么鬼”

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最近的信息备受关注，据信息，核工业北京地质研究院院长李子颖率领的研究小组采用光电光谱法对我国典型热液型铀矿床生产的沥青铀矿的成分和价格状态进行了系统研究，结果表明沥青铀矿中的铀矿价格为4价和6价

为什么这个信息会引起人们的关注？

因为已知铀可以制造原子弹。 但是为什么原子弹难以制造，因为自然界铀矿中存在的铀通常是化合物，非常难以凝固，纯金属铀的存在就像“放在一起直接爆炸变成原子弹”一样，非常有趣。

关于铀能制造原子弹的事件，本来就有风云的往事。

偶然发现原子核分裂的秘密

1938年的圣诞节比以前冷一点。

德国哈恩教授和助手斯特拉斯曼在柏林威廉皇家化学研究所，用中子源撞击铀元素92号。 在他们的事业计划中，我们希望在冲突的产物中找到大量的88号元素，也就是居里夫人发现的镭元素。

但是，事件似乎失去了控制。 他们发现大量的92号铀元素几乎分裂为质量的两个部分，例如56号元素钡。 但是，这是以前没有预料到的，所以哈恩很困惑。

关于原子核分裂，类似于整数分割。 如果没有强相互作用的束缚，整个原子核系统可以任意分裂。

例如4=1+1+1+1=2+1+1=3+1=2+2，总共有五种可能性。

铀原子核的分裂也像整数分割一样，有很多可能性。 虽然这背后有一定的法则，但这个法则被隐藏着，而且看起来是随机的。

当时，哈恩作为化学家，有点不符合这个定律。 他希望其他实验小组也能做同样的实验，互相验证实验结果。

于是他给被迫离开德国的女物理学家迈特纳写了一封信。 哈恩把实验的过程和结果都放在盘中，告诉迈特纳，他希望迈特纳也做同样的实验，并提供相应的意见。

这样的事件，迈特纳也是第一次听说，所以她找了自己的侄子弗里兹( otto frisch )，一起讨论了这个事件。 两人最后认为可以用玻尔的液滴模型解释这种现象。

液滴模型的大致意思是原子核就像小水滴，依赖于表面张力保持着接近球形的形状，但水滴会变形，破碎。

次要和她的侄子

铀原子核内部存在正电荷间库仑排斥作用和强相互作用吸引力的一对矛盾。 通常，这一对矛盾力处于平衡状态，但如果外来中子侵入，则有可能破坏平衡。

这就像气球一样，里面不能再放空气体了。 新的空气体进入后，气球就会爆炸。

这个液滴模型很好地解释了原子核在中子碰撞中损坏的理由。 但是，迈特纳和她的侄子毕竟是学物理的。 比哈恩这样的化学家远一点。 他们计算了铀原子核分裂成两个碎片的质量，发现两个碎片的质量之和比原来的质量小。 这当然意味着质量的损失。 根据爱因斯坦的公式e=mc2，所有损失的质量都会转换为能量。 这个相当大。

原子核时代的到来

当时的国际形势很明显，德国正在入侵波兰准备二战。

在这种情况下，迈特纳和她的侄子把这个原子核分裂的信息传达给了准备乘船去美国的玻尔，让这个物理学家把这个信息传达给美国的爱因斯坦，判断是否可以用于制造炸弹。

作为物理人，我们都知道这种原子核分裂会释放能量。 而且，每次分裂，都会释放出额外的自由中子。 这和以前汤生研究放电时的所谓雪崩效应一样，中子多的话，反应会加剧。 当然，前提是你有足够的铀。

例如，一个中子撞击铀后，假设有两个中子，两个中子撞击铀，产生四个中子……

那么，碰撞n次后，中子的个数将变为一个。 这样，有了大量的铀，就可以产生非常大的能量。

这叫做连锁反应，或者自我保持反应。

哈恩也没空，自己写文案，把这个事件在学术界全部公开了。 他是这么叫的。 既然信息被泄露了，马上就会有新物理组的跟进研究。 其中居里夫人的女儿朱莉·居里(曾是钱三强的研究生导师)的小组也验证了这些现象，同时发表在《自然》杂志上。 文案的主题是“慢中子碰撞发射中子”。

并且，一点点的聪明人也明白了，1939年，从电和光的时代进入了原子核能量的新时代。 这是1939年发生的事。 从1925年海森堡建立原子核外电子运动和光谱学到1939年，这14年被认为是过渡期。

现在，这个过渡期终于结束了。

1939年4月24日，居里副本公布两天后，在德国汉堡大学，德国军事部领导人写信，要求研究核爆炸装置的可行性。 “第一个拥有核爆炸装置的国家一定拥有其他国家无法超越的军事力量。”

巧妙地用资源“曲线拯救灭亡”

但是，铀元素有两种不同质量的同位素，像双胞胎一样重量略有不同。 一个是235amu，另一个是238amu。

而且，铀238不会因中子撞击而裂变(分成质量大致相等的两个小块)，所以不能用于原子弹。 但是，地球上铀矿石的99%以上是铀238，铀235少得可怜。 事情没那么简单，科学家很快发现铀238不是无用的废弃物，而是中子撞击变成93号元素，变成94号元素。 94号元素是钚元素，和铀235一样具有裂变性。 因为铀238也会成为原子弹的原材料。 因为，这是“曲线救国”的故事。 因为花100元买铀238用中子撞击，会变成原子弹的原材料，价值会增加n倍，达到100万。 因为铀238会成为原子弹的原材料。

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来源：成都新闻网