女核物理学家兴趣的由来

很少有人知道，把“核裂变”一词引入科学词典的人是一位妇女——莉泽·迈特纳博士。鲜为人知的是，这个妇女是第一个认识到原子可以分裂并且释放出巨大能量——原子能的人。由于她的开拓性的工作，一个原子能的时代开始了。现在，我们有了核反应堆，可以用来发电，可以把放射性同位素用于医学和工业，以及不幸的是，可以制造可怕的原子弹。

莉泽·迈特纳是菲利普·迈特纳和黑德威格·迈特纳的女儿，1878 年 11

月 7 日出生在奥地利的维也纳。虽然父母两人笃信犹太教，但是他们的八个孩子却都施行了洗礼，被培育成基督教徒。这样做也许是为了让孩子们在那些反犹主义盛行的日子里受到保护。

莉泽·迈特纳当学生的时候，从报纸上看到皮埃尔·居里和玛丽·居里在 1902 年发现镭的报道，从而对原子物理学发生了兴趣。由于一心想从事物

理学这一专业，她在 1901 年进入维也纳大学。这件事听来容易，事实并不那么简单。人们一定记得，在那个时候，教职员和学生中间有一种反对妇女上大学的强烈情绪。确实，当时一名女大学生在人们心目里是件不可思议的事情。然而，为了不使自己偏离自己的目标，莉泽终于在 1906 年从大学毕业并获得博士学位，成为能做到这一点的第一批妇女之一。

毕业后的一段时期里，迈特纳博士仍呆在维也纳，并对放射性这一新科目产生了极大兴趣。这个兴趣后来形成为她终身的工作，引导她打开了原子能领域。但是，在那个时候，科学工作和进步的中心是柏林，而不是维也纳。很多伟大而著名的科学家聚集在柏林，把世界各地的学生都吸引来。因此， 1908 年，莉泽·迈特纳来到柏林，在举世闻名的德国物理学家马克斯·普朗克博士指导下学习理论。（普朗克博士开创了对现代物理学有着重大意义的量子理论，为此，他于 1918 年获得诺贝尔奖金。）后来，迈特纳博士成为普

朗克博士在柏林大学的助手。她在这个位子上干了 3 年。

在跟随普朗克博士工作期间，迈特纳博士遇到了奥托·哈恩博士，以后，她同哈恩博士合作了 30 年。哈恩博士当时正在寻找一名物理学家来帮助他研究放射性的化学。然而，由于时代的偏见，妇女是不能在化学研究所工作的，而哈恩博士就是在化学研究所进行他的工作。因此，哈恩博士和迈特纳博士就在一个地下室里找到一间木匠的工作房，他们就在那里设置了他们的实验室。作为化学家，哈恩博士的兴趣在于发现新的化学元素和它们的性质；而迈特纳博士则关心这些新元素的放射性。两个人在放射性领域里都做着开创性的工作。

为了比较容易地理解迈特纳博士的工作和她的贡献，这里最好把一些用过和将要用的名词说明一下。首先，一切物质都是由被称做分子的基本单位组成的，而分子又是由被称做原子的基本单位组成。原子的中心是一个原子核，周围有许多电子围绕着它转。原子核内部是质子和中子。质子是物质的粒子，带有正电。电子带负电。中子是中性粒子。由质子和电子结合在一起组成。还有另外一些粒子存在，但现在我们暂时不涉及到它们。

某些化学元素放出粒子或射线，从而变成其他元素，这样的元素被称为放射性元素。大约有 19 种元素天然具有这种放射粒子的性质，因而被称作是

天然放射性的。举例来说，镭和铀就是这种元素。其他一些元素，当把它们置于原子反应堆和回旋加速器里的时候，可以通过用高速原子粒子轰击的方法使其具有放射性。放射性元素可以放出α粒子或β粒子或γ射线，或者它们的结合体。一个α粒子由两个质子和两个中子组成（氦原子的核）。β粒子是来自原子核的电子，是一个中子被分离成一个质子和一个电子的结果。γ射线与χ射线非常相似。α粒子没有多少穿透力，一张纸就可以把它挡住。β粒子穿透力较强，但可被薄金属板挡住，此如一块薄铝板。γ射线具有巨大的穿透力（甚至超过χ射线），只有铝和混凝土才能把它挡住。

放射性是法国巴黎大学的安托万·亨利·贝克雷尔在 1896 年偶然发现的。他给这一过程起了名字。这件事情是在威廉·伦琴于 1895 年发现 X 射线之后不久发生的。这两个发现加上另外一些发现，比如 J·J·汤姆森在电子方面的研究和马克斯·普朗克对量子放射性质的研究等，引来了现代物理学的时代。对放射性研究的发展做出巨大贡献的是皮埃尔·居里和玛丽·居里，他们在研究天然放射性沉淀物时发现了镭。

科学家们用α粒子、γ射线、中子和质子把一种元素变为另一种元素，从而制造出人工元素。例如，1919 年，欧内斯特·卢瑟福在他在英国的实验室里用快速的α粒子（从镭中得到的）轰击氮，氮变成了氧。发生的反应如下：

氮＋α粒子→氧＋一个质子

用这个方法，卢瑟福发现了质子。1932 年，在卢瑟福实验室里工作的詹姆斯·查德威克发现了中子。他用α粒子轰击化学元素铍，使铍变成碳，同时放射出一个中子。

铍＋α粒子→碳＋中子

1914 年第一次世界大战爆发时，奥托·哈恩和莉泽·迈特纳正在紧紧追踪着一个新元素。然而，随着战争的到来，哈恩博士被应征入伍。迈特纳博士志愿充当奥地利军队中的一名 X 光护士。她仍然是奥地利的一个公民。只要情况允许，他们就继续他们的合作。到战争快结束时，他们的努力获得了成功。他们向科学界宣布了一种新的化学元素——他们把它命名为镤。