产生原子能的新方法 [复制链接]

第7版()
专栏：学术动态

产生原子能的新方法
截至1956年年底，在美国加里佛亚尼大学宣布了一种产生原子能的新方法。这使原子核物理学在理论上又提高了一步。
这种新方法既不用铀作燃料，也不需要热核子反应所要求的百万度的高温，而是通过氢原子的熔合以取得能量。所需的氢原子数目只要几百个——仅足以用最敏感的仪器测量出来。
这个发现是加里佛尼亚大学阿尔瓦列兹教授以论文形式发表的，其基本理论是：一个称为负μ介子的原子粒子，能够把一个重氢原子的核和一个轻氢原子的核曳引到一起，使两者熔合为一个氦原子。在熔合过程中，两个氢核的极少一部分质量就可以转换为大量的能。这基本上类似热核子反应、氢弹爆炸或星球爆炸，但并不需要同样高的热力。
温度在这个新方法中是无关重要的。实验时，反应是在液态氢里进行的，液态氢的温度约为负400°F。
负μ介子是原子核在回旋加速器里被轰击后所发出的一种粒子。和所有荷电粒子相同，它在通过一种可以迅速地膨胀和凝结的气体或液体时，显现出一道雾迹。但是它只能存在极短的时间（一秒的百分之二），接着通常是转变为一个电子。
阿尔瓦列兹教授和他的同事们发现，有些介子在液态氢里行经一个短距离后，并未转变为电子，而是消失了。他们认为，情况是这样的：介子取代了绕行质子的唯一电子，而形成一个正常的氢原子。由于介子远较电子为重，所以它可以更接近于质子，于是形成一个“中间原子”，实际上也就是一个中子。中间原子在这种状态下，具有一种中子似的穿透能力，因而变成另一个原子核的一部分。
中间原子对重氢原子有亲和力，重氢原子是一个质子和一个中子结合而成的，在外圈另有一个电子环绕着。在每五千个氢原子中，仅有一个重氢原子。当中间原子和一个重氢原子结合后，就发生了熔合作用，产生一个氦原子，同时释放出相当于铀核裂或热核子反应的能量。作为结合因素的介子，这时就分离了出来。如果它那百分之二秒的寿命还没结束，仍然可以引起其他类似的熔合作用。实际上，在这个短暂的时间内，单独一个介子就可以引起许多这样的反应。
虽然这样，介子的寿命还是过于短促，以致不能加以实际应用。为了产生可用的能量，μ介子的数目必需要比在这些反应中观察到的多出一亿倍；或者是，发现一种寿命较长的（大约二十分钟）同介子相似的粒子，这种粒子在它存在的期间，将可以产生几十亿次的熔合作用。
据苏联物理学家阿里千尼安报道，在物质中是有这样一种长寿命的粒子存在着，但是到现在为止，实际还没有发现。　（黄祖生）