卷三、霜天曉角
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“超鈾元素(transuranicelement)?”
對于實驗室同事來說,元素element一詞自然是耳熟能詳;但transuranic無疑是個新詞,引得大家一片議論。\\wwW.uou.\\
當孫元起把這個詞寫到黑板上的時候,大家發現詞意并不難理解:trans,這個詞頭表示跨越、超過的意思,比如translation、transportation等;uranic,在化學上是“鈾的”。兩個單詞合起來,就是“超鈾的”意思。
可超鈾元素是什么?
鈾是自然界中能夠找到的最重的元素,自從1789年德國化學家克拉普羅特把它從瀝青鈾礦中分離出來后,化學家一直在嘗試發現比它更重的元素。一百二十年過去了,化學家們發現了更多的元素,甚至確定了鈾的原子序數是92,卻依然沒有發現比它更重的元素。
超鈾元素?世界上存在原子序數超過鈾的元素么?大家心里都有這樣的疑問。
“是的,超鈾元素。”孫元起很肯定地說,“鈾是自然界中能夠找到的最重元素,這是毋庸置疑的。超過鈾的元素因為大多數都不穩定,半衰期很短,所以在自然界基本上約等于不存在。要想發現和制取它們,只有通過人工核反應。”
關于超鈾元素的提出,孫元起糾結了很長時間,因為制備超鈾元素一般有兩條途徑:
第一條途徑比較好實現,就是加速氘核來轟擊鈾238,從而獲得了钚239。钚是原子序數為94的元素,這樣一來,超鈾元素的概念就得以證實。可是钚239裂變速度快、臨界質量小、半衰期長,部分核性能比鈾235還好,加上鈾238在自然界儲量又高,使得钚239一度成為早期核武器中最重要的核裝料。二戰末期投放在長崎市和廣島市的原子彈,都是使用钚239制作的內核部分。當然,有利就有弊,钚239的毒性非常大,生產成本也高,需要建造復雜的生產堆和后處理廠,才能實現工業化生產。
第二條途徑最為人所熟知,即用中子轟擊鈾。用中子來轟擊一種元素時,經常會使被轟擊元素轉變為原子序數比它大1的元素。\\wwW.uou.\\這樣一來,超鈾元素就可以源源不斷地被發現。但這里面卻存在這兩個問題。
首先現在還沒有發現中子。中子倒不難發現,尤其是現在粒子加速器被發明之后,只要用它來加速α粒子,然后轟擊鈹、硼或鋰這些較輕的元素,就可以獲得中子。盡管單獨存在的中子不穩定,平均壽命只有大約16分鐘,卻足以用來做很多事了,比如加速后轟擊鈾。
其次是一旦用中子轟擊鈾,除了出現新元素之外,最有可能出現的現象就是核裂變核裂變既是一個極復雜的核過程,又具有重大的實用價值,一旦公開,就會引發全世界的關注。當年鈾核裂變的假說一經提出,世界上所有的物理實驗室立刻沸騰起來,迅速對這一現象展開了緊張的研究。在不到一年的時間里,發表的有關核裂變的科學論文就達到了一百多篇,這在物理學史上是沒有前例的。既然大家全神貫注研究核裂變,那鏈式反應必然要被發現,核武器也就呼之玉出了。
當然,從發現鏈式反應到實現可控鏈式反應,可不是一蹴而就的,用它來制造核武器更是難于上青天。因為最初,所有在實驗室進行的研究工作都是利用鈾235來實現可控鏈式反應。鈾235是一種稀有的同位素,在天然鈾中的含量只有0.7。要實現核爆炸,可能需要幾公斤到幾十公斤純度90以上的鈾235。在1940年之前,人類從未獲得過哪怕是超微量的純鈾235,要生產出以“公斤”計的這東西來,不啻是天方夜譚
這兩方面的利弊,孫元起權衡已久。此時提出“超鈾元素”的概念,卻是心中已經拿定主意:“之前,我們用氘核照射鉬,發現了第一種人造元素锝。同理,如果我們用氘核照射鈾,會不會產生新的元素呢?我想,答案應該是肯定的
“在發現锝元素之后,肯定也有很多人想過用氘核照射鈾,但迄今沒有任何結果報告出來。為什么呢?這里面的原因大家都能想到,首先是鈾很珍貴,普通人沒有能力來做這個實驗;其次,用氘核照射鈾之前,必須用大型粒子加速器來加速,才可能獲得的結果。這樣的加速器,眼下只有我們元素實驗室才有,這就給了我們一個機會,相信只要大家克服樣本質量小、分離難度大等難關,一定會有所發現”
為什么泄露第一種方法呢?孫元起有自己的考慮:
在發現核裂變之前,钚的某些特性并不會引起研究者太大的關注。再者,提純钚239實現工業化生產,需要建造復雜的生產堆和后處理廠,至少孫元起手頭暫時沒有這種研究能力和工業基礎,所以必須給足元素實驗室足夠的甜頭,然后用“研究已知元素的制備方法”的合理借口,讓他們先走一步,才能間接地實現自己的目的。即便元素實驗室不上鉤,自己也可以借鑒他們實驗中分離钚的技術。這些技術,總不至于對實驗室主任也保密吧?
元素實驗室每年都很熱忱地邀請孫元起到美國工作,然而孫元起每年為實驗室所做的實際工作極為有限,只是指點幾句、評判一下,走個過場。這些話,在信件里面其實都可以說清,但實驗室依然每年支付大量薪酬,并邀請孫元起過來。或許,正如故事中斯坦門茨劃了一條粉筆線,就索要福特公司一萬美金一般:
“畫一條線,1美元;知道在哪兒畫線,9999美元。”
盡管諸人熱情挽留之下,孫元起在耶魯大學也只待了短短一天半時間,便匆忙趕到MIT,因為電子實驗室正等著自己前去救火呢
這事兒還得從1900年孫元起初次到美國說起。那時候,他便向艾琳娜、羅西教授等人大致描繪了電視機的工作原理和發展前景,惹得聽眾們眼睛里直冒星星,紛紛催促孫元起趕快把它變為現實。然而當時電子學還處于萌芽狀態,這個愿望只能留待后日。
隨后幾年里,MIT電子實驗室的同仁在孫元起先進理念的催肥下,先后研發出了電子管、晶體管,迅速地把電子學的發展推上了一個全新階段。在此過程中,也帶來了勃勃商機,最著名就是那幾家無線電廣播公司,短短數年,便滾雪球似的成長為媲美傳統紙質出版的傳媒界大鱷。
錯失良機的財團、大亨們眼看著滾滾美鈔流入他人口袋,不免捶胸頓足,懊喪玉死。俗話說得好:“亡羊補牢,猶未晚也。”這些人的眼光很快瞄準了電子實驗室在研的電視項目,根據已有材料分析,這可是比無線電廣播還要大許多的蛋糕
二十世紀初商業機密的保密程度,在現在看來,根本就是一層窗戶紙。電視項目這個香餑餑,一傳十、十傳百,很快便成了眾所周知的秘密。先前投資無線電廣播的那些大亨希望捷足先登,再接再厲;那些在廣播項目中沒撈到湯喝的財閥,則希望后來居上,力拔頭籌。就這樣,在電視機研究還處于攻關階段的時候,外面爭奪專利使用權的戰爭已經進入了白熱化。
那些財力有限的競爭者提前出局后,一拍腦袋:“好,既然你們不帶我玩,那我甩開膀子單干。就算干不成,也要惡心惡心你們”要不怎么說世界上沒有笨人呢?他們拿到相關資料,糾集一批無線電工程師仔細分析。分析來分析去,還真給他們找到了一個命門:電視信號標準,即俗稱的“電視制式”。
平時,我們買回電視,接上電源,打開開關,頂多再chā上有線信號,就能收看電視,誰會閑得蛋疼去琢磨電視機工作原理啊?就算有人想到,估計也不會考慮到電視信號還存在差異吧?事實上,目前世界上的黑白電視制式有13種,彩色電視制式則有PAL、NTSC、SECAM三種。
在改革開放之初,不少人就曾遇到過這種問題:從日本、美國、俄羅斯帶回來的彩電,在中國用不了。除了電源不同之外,還有一個原因就是制式不同:我國使用PAL制式,美、日則是NTSC制式,俄羅斯則是SECAM制式。
孫元起在給MIT電子實驗室面授機宜的時候,自然是采用中國黑白電視的DK制,沒有顧及其他。結果就讓人家鉆了空子,一口氣研究出了將近10種不同的新制式,分別在世界各地注冊了專利,還野心勃勃地準備研究新款電視,和電子實驗室叫板。
當然,研究新款電視完全就是個笑話。不說電子實驗室先前已經注冊了大量有關電視機原理的電路專利,就連二極管、三極管、晶體管這類基礎的電器元件,MIT還有十幾年的專利保護期呢,你如何去造電視?
盡管如此,還是把電子實驗室的同仁氣得不輕。好比辛辛苦苦十多年養了一個如花似玉的閨女,自己指頭都舍不得動一根,結果就有些愣頭愣腦的小年青就毛手毛腳地湊了上來。情知此事避免不了,你們光明正大來談條件也就得了,關鍵有些壞胚子還在私底下打歪主意占便宜。擱誰也受不了啊
可生氣歸生氣,畢竟人家的專利也是合法的,兩下之間還是應該合作為主。就在這個背景下,MIT召開了“全美電視技術大會”,企圖達成一致意見。
涉及到自身的利益,沒有一個人愿意主動放手。與會人員唇槍舌劍,你來我往,硬是把學術會變成了辯論會。原先預計會期四天,現在已經是第八天了,不僅沒有達成一致,反而觀點更加對立、矛盾更加尖銳,會場里彌漫著火藥味。
就在這個時候,電子實驗室請來了孫元起到現場助拳。
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