Question

原子弹是怎样制造成功的?

Answer 1

1940年，E．麦克米伦(E．McMilan)和P．艾贝尔森(P．Abelson)识别出了第一种超铀元
素；这种元素他们称之为镎—239(Np239)。看起来，该元素将会衰变成94号元素的一种寿命
很长的同位素。同年圣诞节前后，我访问了纽约。期间费米和我详细地交换了对质量为239，
原子序数为94的原子核各种预期性质的看法。后来，这种元素叫做钚—239(Pu239)。特别引
起我们兴趣的是，这种物质的寿命可能较长，在慢中子的轰击下可能会发生裂变。如果情况
的确如此，那么就有可能提供一种U235的替代物，从而不必再去进行同位素分离工作。当然，
为了筹集足够量的新物质，我们必须去建造一个用以制备这种新物质的核反应堆，而天然的
铀可能是这种反应堆最理想的燃料。
我曾研究过锝和砹(参看第150页)，因而对人造化学元素有一些经验；对镎也作过些研
究，虽然未能把它性质完全搞清楚。
为了将钚的方法的可实行性变为现实，有必要制备足够量的这种新的人工元素，用来搞
清楚它的核性质，特别是在慢中子轰击下这种元素发生裂变的难易程度。用术语来讲，即知
道它的慢中子的裂变截面。如果弄清楚了人们可以用之来代替U235，则就必须生产足够一个
原子弹用的这种物质。这远非是一件小事，相反分离同位素的替代方法肯定是极为困难的、
代价昂贵的。在1941年开头几个月里，J·W．肯尼迪(J．W．Kennedy)、G．T．西博格(G．
T．Seaborg)、A．C．沃尔(A．C．Wahl)和我，利用伯克利的回旋加速器制备了约1微克的
Pu239，证明了这种物质可以用作核燃料。
制造原子弹，这时已有两种可供选择的方法：分离铀同位索，或者使用足够量的钚组成
物。同位素分离可通过建造一套大型质谱仪，或者采用气体扩散法来完成；钚的生产首先就
需要一个能形成它的核反应堆，再一个是用来分离和提纯这一物质的化学工业。要想通过人
工加速带电粒子的核轰击来生产足够量的钚是办不到的。
一俟具有爆炸性的U235或者Pu239成为实用，人们还得把它们制造成适当形式的炸弹才