今天要聊是爱穿旧毛衣、天天蹲操场敲石墨砖的“工程狂人”恩里科·费米。
1942年冬天,芝加哥大学网球场底下,一群人偷偷挖了个坑,堆了几百吨石墨、塞了几根铀棒,蹲在旁边等“点炉子”——成了改变世界,败了把整个芝加哥轰上天。
一、从意大利到美国:一个“叛逃”物理学家的野心
1938年,费米在意大利待不下去了——他老婆是犹太人,墨索里尼的种族歧视令让他浑身难受。他借着领诺贝尔奖的机会,带着全家跑到了美国。这老头可是个狠角色:中子减速效应是他发现的,链式反应理论是他提的,实验动手能力更是顶尖。到了美国没多久,他就从玻尔嘴里听到了爆炸性消息:铀核裂变被发现了!每个铀核裂开能放200兆电子伏能量,还甩出2-3个中子,这些中子能撞别的铀核,能量能像滚雪球一样涨。
费米脑子转得飞快:要是把链式反应控住不爆炸,让它慢慢放能量,不就是“受控核能”?他直接给美国政府毛遂自荐:“我能搭个反应堆,让铀自己烧还不炸。”曼哈顿计划上层一听靠谱,直接批了秘密项目,代号“冶金实验室”——对外就说是研究金属,谁能想到他们要在操场底下造核反应堆?
二、芝加哥一号堆:400吨的“垃圾堆”塞进了操场底下
费米带着一群年轻物理学家,在网球场底下搭架子,一层一层铺石墨砖,缝里塞铀块。石墨当减速剂,让快中子撞来撞去慢下来,才能高效撞到铀核;插几根镉控制棒,插进去吸中子就停,拔出来反应就动。他们一共搭了57层,总重量超过400吨,外观看上去就是个黑乎乎的椭圆大球,周围连个像样的防辐射墙都没有,反应堆光着身子摆在空气里,一旦出事儿,整个芝加哥都得遭殃。
那谁敢接这个活儿?一群20出头的年轻学生自告奋勇组成“敢死队”,手里举着镉溶液罐子——万一控制不住,直接浇上去把反应憋死。堆到第19层的时候,费米拉控制棒的手都在抖:中子增殖系数快到1了,链式反应马上要成了。
三、1942年12月2日:让世界颤抖的一刻
那天,费米站在旁边,手里捏着滑石笔在黑板上算计。负责拔最后一根控制棒的是年轻研究员威灵顿,费米只说了一句:“慢慢拔,一点一点来。”
控制棒往外挪了几厘米,仪表上的中子计数器开始往上跳。一秒、两秒……费米一言不发,死死盯住数字,表情平静得不像话。旁边的助手手心全是汗,就差喊停了。
突然,费米放下滑石笔,头一抬,淡淡说了句:“反应现在是自持的。”
这话听着像在说“今天天气不错”,可在场所有人都懵了——世界第一座可控核反应堆,就这么点着了。反应堆当时只出了0.5瓦的功率,连盏灯泡都点不亮,可那是人类第一次,让原子核里的能量听话地自己烧了起来。
后来费米在给朋友的信里说:“当时助手想跑到操场上去大喊‘我们用中子点着火了’,我拦住了他——这事儿还不能张扬。”
四、这把火,后来烧出了什么?
芝加哥一号堆的成功,直接打开了核能的大门。1954年苏联建成第一座5兆瓦实验核电站,1957年美国建成60兆瓦商用核电站,后来的氢弹、核潜艇,全是站在这个“垃圾堆”的肩膀上搞出来的。
故事讲完了,留个问题给你:如果今天在你的大学操场底下建一个核反应堆,你还敢去上课吗?你觉得核安全靠技术还是靠人?
咱们评论区见,想听听大伙的意见。
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