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第5章 改变世界的元素之谜

我们生活在核子时代,铀正是世界各地核子发电厂所用的金属燃料,也是制造核武器不可缺少的原料。

铀蕴藏量丰富的国家,相信很快就会像不久前那些产油国一样,具有强大的政治影响力。

铀现今是贵重的资源,起初却不受重视。

德国化学家克拉普罗特分析沥青铀矿样本时,无意中发现了铀。

这种乌黑沉重的沥青铀矿石,是在现今捷克境内银矿场开采出来的,当时以为这种矿石含银,因而大量开采,后来发觉没有银,就给扔到一边了。

沥青铀矿又称黑锡矿,从前认为是铁、锌或钨的化合物。克拉普罗特花了几个月时间,反复实验,细心分析,发现里面含有一种金属元素,与当时所知的其他金属完全不同。

起初只有化学家和矿物学家对铀略有兴趣。这种新元素或用来制造黄色颜料,或为玻璃和瓷器上色。此外再没有实际用途,相比之下连沥青铀矿也有用得多。

法国物理学家贝克勒耳发现,沥青铀矿含有一种特殊性质:感光板放在沥青铀矿样本旁边,会产生化学变化,像曝了光一样。

这种性质称为放射性,当时的科学家都以为没有多大价值,未予重视。在研究放射性成因的过程中,却获得一项重大的科学发现,为现代核子物理学奠定了基础。

法国物理学家居里夫妇多年悉心研究,做过无数实验,终于在1898年率先从沥青铀矿分离出这种放射性元素,命名为镭。沥青铀矿的含铀量很低,要用1吨沥青铀矿,才能提炼出约10毫克纯镭。

镭是一种银白色软金属,有光泽。由于其原子核不稳定,分裂时释出原子,发出电磁辐射,使放在旁边的感光板得以曝光。铀也有放射性,但是比镭弱得多,几乎没人留意到。两者放射性强弱之比,犹如探照灯和蜡烛。

一般人只有兴趣从沥青铀矿里提炼镭,视铀为毫无用处的副产品。就以30年代的加拿大大熊湖提炼厂为例子,该厂每处理1吨沥青铀矿,可得到1克镭和大约半吨铀,这些铀却派不上什么用场。

铀的研究取得了突破。科学家发现用任何原子核的中子轰击铀原子,都会引起分裂。受轰击的铀原子在分裂时放出中子,这些中子轰击其他铀原子,再度引起分裂,由此产生铀原子裂变的连锁反应。核子反应堆和原子弹正是根据这个原理制造出来的。

在铀的同位索中,只有铀235能不断产生裂变反应。自然界的铀中只有不到1%是铀235,其余的主要是较稳定的铀238,因此天然铀矿不会自然产生核子连锁反应,也不能用来造核弹。

发现裂变反应之后,科学的进步一日千里。物理学家明白了核裂变原理,知道只要在含有大量铀235铀堆中引起裂变反应,就能释出巨大能量。

12月,科学家进行了首次受控裂变反应实验。

7月,首次不受控裂变反应(即首枚原子弹)在美国新墨西哥州亚拉摩戈多实验成功。

个星期后,日本广岛成为原子弹的第一个攻击目标。

随着核能工业的科技发展,大家对核能的安全问题越来越放心不下。反地核能的人指出,核电站一旦发生事故,祸害极大,例如美国三里岛和前苏联切尔诺贝利核电站都曾发生机械故障,泄漏核子辐射,造成环境污染。核电站还会产生放射性废料,必须用妥善方法储藏几百年。

如今,在世界某些地方,核能和铀可谓前途未卜,许多国家都在研究使用较安全、较少污染的能源,例如太阳能。假如有一天这些能源可以取代核能,各军事强国又同意全面禁止核武器,那么,铀就可能再次被打入冷宫了。

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