原子反应堆

美国芝加哥大学的校园里，有一座废弃不用的运动场。在运动场西看台的前面外墙上，挂着一块镂花金属匾，上面用英文写着：

“1942年12月2日，人类在此实现了第一次自持链式反应，从而开始了受控的核能释放。”

这就是原子时代的出生证明。

人类制成的第一座原子反应堆，就是在这个运动场看台下面的网球场中建造起来。

那是1942年11月，美国芝加哥大学校园里一片冷清。由于美国卷入了第二次世界大战，学生们各奔东西，校园一时失去了昔日欢乐喧闹的气氛。

细心的人们却惊异地发现，在校园体育馆的室内网球场入口处，挂着一块醒目的牌子，上面写着“冶金技术研究所”，禁止外人人内。

其实，这里来了一批举足轻重的人物，为首的是意大利物理学家恩里科•费米，他带领一批物理学家，在这里研制原子反应堆。

早在1939年1月，国际理论物理学年会上，费米得知德国的物理学家哈恩发现了铀核裂变现象。

当时，费米十分震惊，他似乎已预感到它的重大价值：铀核俘获一个中子后，会分裂成两个大致相等的部分。这样，如果铀核每次裂变放出一个以上中子，将又会引起下一次裂变。如此循环，就有可能发生链式反应。

继而，费米又计算出铀核分裂可能释放出令人难以想像的巨大能量。

接着，费米继续进行着他的实验。运用先进的回旋加速器，证实了链式反应的可能性，而且反应速度极快，前后两次反应的时间间隔仅为五十万亿分之一秒。

而对如此的成就，费米激动不已。他认为一旦能够人为地控制铀核裂变的速率，链式反应自动持续下去，它将会在极短的时间内释放出巨大能量！人类将会开辟出新的能源！

只是，促使铀核裂变要形成链式反应的关键在于中子。然而，在绝大多数情况下，中子释放速度极快，很难被铀核“俘获”。

要解决这一问题的关键，是找到一种减速剂，使中子被释放出来之后运动速度变慢，让铀核俘获，从而导致下一次裂变。

几经大量的实验和探索，费米等人终于找到了理想的减速剂——纯石墨。

实验得到了根本性的突破后，费米带领一批物理学家在芝加哥大学的网球场内，要建造世界上第一座原子反应堆。

根据设计要求，反应堆长近10米，宽9米，高6.5米，总重量1400吨，一层石墨一层铀，总共57层，其中有56吨天然金属铀和氧化铀。看上去，反应堆就像偏球形的“炉灶”。

在这个“炉灶”里，还插着一根特制的镉棒。它能吸收中子，只要调节它的深入尺寸，就可以控制裂变反应速率。

为了预防事故的发生，科学家们采取了几套预防措施，将反应堆内控制棒分3组：一组是电动的自动控制棒；另一组是用绳子拴着一个重物的紧急安全棒，当发生意外故障时，立即砍断这根绳子，使安全棒迅速掉人堆内；最后一组是一根控制棒，移动这根棒可以使链式裂变反应开始发生、加速或停止。

1942年12月2日，原子反应堆试运转，大家都在紧张地为此准备着。

费米抬起手腕看了一下表，9时45分。他大声喊道：“大家注意，现在启动反应堆。”

此时此刻，在场的所有人员的注意力都集中在“炉灶”上，等候费米的命令。

15分钟后，费米下达命令：“抽出控制棒！”

当把镉棒慢慢地向外抽出一些时，只听得计数器“咔咔咔”的声响越来越快——铀核裂变开始了！只是声音不稳。

到了下午3时20分，费米再次下命令：“再把控制棒往外抽一英尺！”

3分钟后，计数器的“咔咔”声终于变成了稳定的响声。反应堆达到临界点，人类历史上第一次核的链式反应开始自持地进行了……

它以小于0.5瓦的功率运行28分钟。

费米主持的世界上第一座核反应堆的成功运转，标志着人类进入了原子能时代。

这一反应堆，人们还叫它“芝加哥一号”反应堆。

其实，在反应堆里，铀原子受到慢中子的轰击，发生核裂变，产生大量的能量，可以用来发电，产生高温，这就是核电；当能量集中、短时间突然释放出来时，就产生大爆炸，这就是原子弹。