第六十五回忧苍生科学家上书大总统传佳音航海者登上新大陆
——第一个原子反应堆的诞生
上回说到西拉德等人请求爱因斯坦出面向罗斯福总统写信，吁请美国政府加紧核武器研究，爱因斯坦一时拿不定主意。他说：“你们向美国官方提过这个建议没有？”
“费米教授拜会过海军上将，但是毫无结果。”
“为什么？”
“因为我们现在也说不出具体的想法和有多大的把握，这一切只有干起来才会知道。”
“那么总统会不会以同样的理由拒绝这个建议呢？”
“现在形势与上次拜会时又有不同，几个月过去了，德国方面的研究我们不得而知，也许他们已造出了这种新武器。”
“好吧，你们先代我起草一封信再说。”8月2日，一封经过仔细推敲的信送来了。
总统阁下：
我读到了费米和西拉德近来的研究手稿，这使我预计到，元素铀在最近的将来，将成为一种新的、重要的能源。考虑到这一情势，人们应该提高警惕。必要时，还要求政府方面迅速采取行动，因此，我的义务是请您注意下列事实和建议。
近四个月来，由于法国的约里奥及美国的费米和西拉德的工作，用大量的铀达到原子核链式反应似乎已成为可能，由此便可产生极其巨大的能量和大量新的类镭元素。看来，这项成就的取得，已是指日可待了。
这种新的物理现象的发现也将会导致炸弹的制造。纵然把握不足，但可以想象，一种新型的极有威力的炸弹是可以这样制造出来的。这种炸弹仅需一枚，用船运载到港**炸，就可以完全摧毁港口连同它周围的部分地区。但这类炸弹也许过于笨重，不便空运。
美国的铀矿含铀贫乏，且数量不多。加拿大及前捷克斯洛伐克有好铀矿，而最重要的铀资源则在比属刚果。
有鉴于此，您也许将认为有必要让政府与那批在美国从事链式反应研究的物理学家保持某种经常的接触。对您来说，做到这一点的一个可取的办法是，把这项工作委托给一位您完全信任的人，他不妨以非官方的身份出面。他的职责是：
一、沟通政府各部门，及时将进展情况告许他们，并向政府提出行动建议，特别要注意确保美国的铀矿供给。
二、为加速目前一直在大学预算范围内进行的实验工作，可由他组织愿意为这项事业做出贡献的私人提供资金，如果需要这样的资金的话，并且，或许也可靠他取得具有必要设备的工业实验室的合作。
我得知，德国如今对它占领的捷克斯洛伐克的铀矿所出产的铀实际上已经禁售。竟然采取这一先发制人的行动，其原因大概毋庸解释。因为德国外交部国务秘书的儿子魏扎克被任命参与柏林凯撒·威廉研究所的工作，在该研究所里，眼下正进行着若干美国对铀进行过的研究。
忠诚于您的爱因斯坦
这封信于1939年10月11日交到罗斯福总统手里。美国政府立即任命了一个“铀顾问委员会”，陆军、海军也首批拨出六千美元的款项，供科学家们购买实验用材料。
实验选择在芝加哥大学进行。一是因为芝加哥位于美国腹地，敌机不易轰炸；二是学校已经放假，而且人们也不会想到在这里进行这种实验。实验的代号是“冶金实验室”，但是这里面没有一个冶金专家。选实验场地很费了一番周折，需要一间很大的房间，而大一点儿的房子都让军队征用了。最后他们选中了芝加哥大学足球场看台下面的一个室内网球场，它有30英尺宽，60英尺长，26英尺高，估计能摆开战场。校长宣布从今以后再不许任何人来足球场踢球，网球场自然更不能靠近了。人们只见一群科学家在看台后面搬运东西，进进出出，绝想不到他们在干一件将要载入史册的大事。这项工作由芝加哥大学的康普顿教授负责，费米具体指挥。
芝加哥大学
各位读者，我们知道哈恩和迈特纳已经证实中子能使铀核裂变，并能放出能量。但只用少量的中子进行一次轰击，产生的能量当然有限。费米现在需要大量的中子，大量的裂变，他推想，当铀核受到一个中子轰击而分裂开来时，它自己同时也会放出一个或几个中子，这些中子再去轰击其他的铀核，又放出中子，于是裂变就可以不断进行下去，不断放出能量，这叫“链式反应”。这就是说哈恩是发明了一根火柴，能擦着火苗，但是立即就熄灭了，而费米则要想办法点燃一堆干柴，让它能持久地燃烧。
怎样点燃呢？这就用得着费米发明的慢中子的办法了。那个在鱼池中的发铀235现，虽然当年柯比诺教授曾要求申请专利，可是战乱骤起，他们哪有心思去管这个。想不到这时派上了用场。当初的小小实验是用石蜡和水来减慢中子，现在费米准备用石墨代替。将铀块和石墨块间相隔堆放，这就名副其实地成了一个“堆”——原子能反应堆。只要将一个中子源（它相当于一根点火的火柴）
铀原子核裂变示意图
一点燃，堆中就可以不断地裂变，不断地放出中子，实现链式反应了。
点燃之后又怎样控制呢？一旦中子释放过多，铀核迅速裂变，这就是科学家所说的“临界状态”，将有爆炸的危险。这时的办法就是赶快吸收中子，所谓控制就是控制中子的数量。世上的铀原子核裂变表明，事物总是有矛就有盾，一物降一物。中子能将铀核打开，有如此威力，可是专有一种物质能吃中子，这就是镉。在石墨和铀堆中插进一些镉棒，只要调整镉棒就可以控制反应的强弱了。
简单道理交代过后，我们再看费米他们是如何建造和控制这个堆的。
1941年12月7日，日本飞机突袭珍珠港，太平洋战争爆发，美国对日宣战，德、意和日是法西斯同盟，当然不能坐视不理，立即也向美宣战；美国随即又向德、意宣战。一场世界大战的链式反应马上升到“临界状态”。这时，美国总统就更关心那个铀的链式反应有何进展，“铀顾问委员会”汇报了工作，总统命令集中一切必要的人力物力加速进行。
芝加哥大学的室内网球场现在完全成了一个军用场所，老远就岗哨层层，闲人不得靠近。汽车不断将一些黑色的砖块运到足球场的看台后面。这些黑砖就是石墨块。它柔软光滑，就是我们平常用的铅笔芯的原料。为了建造这个反应堆他们几乎征调了全国可以找到的石墨，那些石墨商不知道为什么这个地方突然像水库出现了一个大漏斗一样，石墨流水般地被吸进这个无底洞里。事后他们才知道这个堆用的石墨足够为地球上的每一个人做一支铅笔。