太阳的启迪和“地狱的炸弹”

1927年的一个夏日,在德国文化名城哥廷根,乔治亚·奥古斯塔大学的两位学生——豪特曼斯和阿特金逊在聊天中谈到了高悬在头顶上光芒四射的太阳。其中一位问道:“太阳为什么亿万年来光芒永照呢?”豪特曼斯和阿特金逊都是学原子物理的。他们平时不但认真学好课本里的知识,而且十分注意整个学术界的动态,能够站在科学的前沿看问题。他们断定,太阳中含有大量氢以及不少的氦。而要回答太阳永放光芒这一问题,必须从这两种元素入手。

根据当时天文科学家估测,太阳的表面温度有6000℃,在它的中心处,温度高达2000万℃;太阳的压力高达80万大气压,连气体也被压缩成7倍于铅的密度。豪特曼斯和阿特金逊推测,在这种条件下,氢、氦和其他较轻的元素原子中的电子,早已脱离了原子核的束缚,跑到原子外面去了。赤裸裸的原子核在如此高的温度和压力下横冲直撞,彼此间的碰撞一定非常激烈。这些较轻的原子核通过碰撞,会聚合并成较重的原子核。他们将这一过程称为“热核反应”或“聚变反应”。

在热核反应中,会发生质量亏损,并释放出能量。按爱因斯坦关于质量能量转化的公式计算,这种能量大得惊人。正是这种能量,使太阳永远放出光芒。当时,豪特曼斯和阿伯金逊在学术界还是“小人物”,他们的观点并没有引起重视。直至10年之后,原子核物理的发展,才证实了他们观点的正确性。

在自然界中能够产生聚变反应的较轻的元素有好多种,其中最主要的是氢的同位素重氢。地球上有大量的水,水中有大量的氢元素,而重氢元素占氢元素的六千分之一,因此地球上有相当多的重氢。但是,由于聚变反应需要上千万度的高温,所以当时人们认为,聚变反应只能在太阳上才能实现。

1942年夏天,美国正式制定了研制原子弹的计划,即著名的“曼哈顿计划”。此时,物理学家特勒提出:原子弹爆炸时,爆炸中心的温度必定很高。这么高的温度如果使周围空气和水中包含的氢发生聚变反应,而且也是一种连锁反应的话,那么自然界中的重氢岂不是都要发生聚合反应,地球变成又一个太阳了吗?为慎重起见,有关部门将特勒提出的问题交由物理学家研究,确认特勒所说的那种情况绝不可能存在,才使科学家们放心地去研制原子弹。

由此,特勒又想利用原子弹爆炸所产生的高温,制造一种“热核炸弹”。他经过计算得知,如果一颗“热核炸弹内装重氢1000克,那么它发生完全热核爆炸时,释放出的能量相当于8万吨TNT(三硝基甲苯)爆炸所释放出的能量。可是,由于种种原因,特勒的设想未能立即付诸实施。

1949年8月29日凌晨,苏联的第一颗原子弹试爆成功。得知这一消息,美国总统杜鲁门恐慌万分,想起了“热核炸弹”氢弹。为保持美国在核武器上的优势,他立即组织有关人马,投入研制。

不久,在美国西部的一个小城,建起了热核实验室,特勒担任主任。经过一段时间的工作,特勒和他的同事们成功地制成了世界上第一颗氢弹。这颗氢弹实际上包含有3种炸弹:最里面是普通炸弹部分,装的是普通TNT炸药;中间是原子弹部分,装的是铀235等核裂变原料;外面一部分是氢弹,装的是重氢等核聚变原料。它的爆炸原理是引爆后,先是普通炸弹使原子弹爆炸,原子弹爆炸产生的超高温再引起热核原料的聚变反应,由此产生极其猛烈的爆炸。

1952年11月1日,在太平洋马绍尔群岛的一个珊瑚岛上,美国爆炸了第一颗氢弹——“麦克”,巨大的火焰仿佛烧红了天,随后,蘑菇状烟云冲向天空,遮天蔽日。爆炸后,人们发现珊瑚岛消失了,海底形成了一个直径约2000米、深50米的火山口。这次爆炸释放出相当于300万吨TNT爆炸释放出的能量,是投在广岛那颗原子弹所释放出的能量的150倍。

氢弹的威力如此之大,令世界人民惊叹不已。如果氢弹被用于战争,那地球将会成为一座大地狱。因此,氢弹被人称为“地狱炸弹”。全世界爱好和平的人们,希望氢弹永远没有用武之地。

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