原子弹

原子能技术的理论基础是爱因斯坦狭义相对论的重要推论，即质能关系式△E＝△M·C2，其中 C 为光速值。原子核物理的发展揭示了重核元素分裂为轻核元素，或者轻核元素聚合成重核元素时，会发生质量亏损的现象，即核反应后的全部质量小于反应前的全部质量，这时将伴随大量能量的释放。轻核聚变需要巨大的能量引发，这在当时是无能为力的，但重核裂变反

应却要容易些。1932 年中子发现后，到 1939 年初，约里奥·居里夫妇和匈牙利物理学家西拉德（L.Szilard1898—1964）、费米即证实了链式反应的可能性，并证实铀核裂变的链式反应一旦产生，会在瞬间释放出巨大的能量。原子核裂变的发现正值第二次世界大战爆发前夕，不少科学家预见到应

用原子核的链式反应制成的武器威力是空前的。计算表明，1 克铀裂变释放出来的能量相当于燃烧 3 吨煤的能量，其爆炸力相当于 20 吨 TNT 炸药。为了抢在纳粹德国之前掌握核武器，1939 年 7 月流亡美国的西拉德及魏格纳

（E.Wigner 1902—）建议爱国斯坦利用其社会威望给美国总统罗斯福写信，敦促美国抢先研制原子弹。1939 年 8 月 2 日爱因斯坦签署了给罗斯福的信，美国政府立即下令成立了铀顾问委员会，但军界还没能充分给予支持， 仅在大学实验室进行研究。

1940 年英国向美国提出了他们如何分离铀 235，以及原子弹引爆、辐射后果、威力等的详细报告。由于战争进一步扩大，就在日本偷袭珍珠港的前一天（1941 年 12 月 6 日），美国政府通过了大量拨款和动员一切力量制造

原子弹的决议， 1942 年 6 月成立了军事政策顾问委员会，领导代号为“曼哈顿工程”的制造原子弹工程。逃亡到美国的大批科学家在费米的领导下参与了研制工作。

1942 年 12 月 2 日，研制者在芝加哥大学建成了一个 6 米高的核反应堆。由于功率仅有 200 瓦，生产的钚满足不了制造原子弹的需求量，1943 年又建成一座功率为 3000 瓦的增殖反应堆，每天可生产 1 克钚。制造以铀为原料的原子弹需要高纯度铀，为了争取时间，当年又在橡树岭按当时所知道的三种浓缩铀的方法（热扩散法、气体扩散法和电磁法）同时各建一座浓缩铀的工厂，投资达数亿美元。同时，科学家们还从理论上计算出了铀和钚的可维护链式反应的临界体积。

原子弹的具体设计和试制工作，是在加利福尼亚大学的理论物理学家奥

本海默（J. R. Oppenheimer 1904—1967）领导下进行的。1945 年 7 月 16 日，在新墨西哥州离阿拉莫戈多 96 公里的荒漠上试爆了第一颗原子弹（铀弹）、爆炸力相当于 2 万吨 TNT 炸药，爆炸后在半径 400 米范围内砂石熔化， 在半径 1600 米范围内，所有生物均死亡。

原子弹试爆成功后纳粹德国已投降，西拉德、爱因斯坦等 60 多名科学家向美国政府呼吁反对在战争中使用原子弹。当时罗斯福已去世，在杜鲁门的指令下， 1945 年 8 月 6 日在广岛上空投下一颗铀弹，7 万多人当场死亡，

6.8 万人受伤；3 天后又在长崎投下一颗钚弹，3.5 万人死亡，6 万多人受伤， 两个城市大部分建筑物被毁。

美国在实施曼哈顿工程计划中，共动员了 50 多万人参与，其中科技人员达 15 万，耗资 22 亿美元，占用了全国 1/3 的电力。为了争取主动，采用多种研制方案齐头并进的方法，投入这样巨大的人力、财力、物力如果不是战争的特殊需要，是任何国家也办不到的。