原子彈的發明

A. 原子彈是怎樣發明的

1938年12月，德國柏林威廉大帝化學研究所的哈恩和斯特拉斯曼，經過6年試驗，把鈾原子分裂成功。裂變反應的發現震驚了科學界。這一重要發現使人們找到了釋放原子能的途徑，就是可以通過鏈式反應，不斷供給核分裂所需要的大量中子。

第二次世界大戰開始時，丹麥的偉大物理學家波爾從兩位逃出納粹統治的同事中獲悉裂變反應的消息。1939年初，波爾前往美國，把這項消息告訴美國的科學家。移居美國的匈牙利物理學家西拉德等人，意識到可能利用核裂變製成有空前破壞力的原子彈。

第一顆作戰原子彈爆炸

1939年夏天，西拉德等人得知德國科學家開始討論利用原子能和禁止德國佔領的捷克斯洛伐克出口鈾礦石的消息，非常擔憂。西拉德在拜訪了羅斯福總統的好友和私人顧問、經濟學家薩克斯以後，又和愛因斯坦會晤，請愛因斯坦在給羅斯福總統的信上簽名，信由薩克斯轉交給羅斯福。這封信闡述了研製原子彈對美國安全的重要性。薩克斯在白宮和羅斯福共進早餐的時候，還講了一個歷史故事：拿破崙由於沒有支持發明輪船的富爾頓，因此錯過了用潛水艇裝備法國海軍打敗英國的機會。羅斯福給薩克斯的論證打動了，決定支持研製原子彈的工作。

1945年7月16日，在新墨西哥阿拉莫戈多空軍基地一處隔離地區進行了第一顆原子彈試驗，這顆炸彈的暗碼叫「胖子」。試驗結果比預料更為成功。1945年8月6日，美國在日本廣島丟下第一顆作戰原子彈，8月9日又在長崎丟下第二顆。

B. 原子彈發明者

原子彈是集體努力的成就，談不上說誰是發明者。
二十世紀30年代德國等國的核物理學家發現了鈾的裂變現象，這奠定了原子彈的理論基礎，愛因斯坦的相對論也為原子彈提供了理論依據。
這些核物理學有不少是猶太人，為躲避納粹迫害而逃到英、美。
所以，最先開展原子彈研究的是英國。後來英國人感覺自己的實力不足，將自己的研究班子和成果移交給美國人。
美國研製原子彈的項目叫「曼哈頓工程」，技術負責人是奧本海默——他的任務是組織科學家進行攻關，他本人並不是最高的理論權威。
有數百名各國的物理學家參加了「曼哈頓工程」，其中義大利物理學家費米貢獻較大。

C. 原子彈是如何發明的

第二次世界大戰爆發前夕，流亡到美國的匈牙利物理學家西拉德，得知德國正在加緊研究核裂變的鏈式反應，並禁止被佔領的捷克出口鈾礦石，就馬上意識到德國可能正在研製原子彈。要是讓希特勒這樣的戰爭狂人擁有了原子彈，那人類的未來將不堪設想。

西拉德馬上和其他兩位物理學家找到了阿爾伯特·愛因斯坦，希望他憑借自己的威望給美國總統寫信，說服美國政府盡快開始原子彈的研製工作。愛因斯坦很贊同他們的看法，欣然在西拉德草擬的信上簽了名，並委託羅斯福總統的朋友和顧問亞歷山大·薩克斯將這封3位科學家聯名簽署的請求信轉交給羅斯福總統。信中針對德國研究鏈式反應的情況，3位科學家一致提出「美國政府應該和研究鏈式反應的美國物理學家們保持經常的聯系」。

據說羅斯福總統一開始並沒有在意此事，只說了一句「這倒是個有意思的想法，不過現在政府沒有精力考慮這個事情」。薩克斯看到總統無意支持此事，很是著急，一夜都在想如何才能說服羅斯福。次日，在與羅斯福共進早餐時，薩克斯說了這樣一席話：「在拿破崙執政時代，一個年輕的美國發明家富爾頓來到了這位法國皇帝面前，建議建立一支由蒸汽機艦艇組成的艦隊。他說這樣的艦隊，無論在什麼天氣下都能在英國登陸。軍艦沒有帆能走嗎？這對於那個偉大的科西嘉人（指拿破崙）來說簡直是不可思議的，因此他竟把富爾頓趕了出去。根據英國歷史學家阿克頓爵士的點評，這可以說是由於敵人缺乏見識而使英國得以倖免的一個著名的例子。如果當時拿破崙稍稍動一動腦筋，再慎重考慮一下，那麼19世紀的歷史進程也許完全會是另外一個樣子。」這個故事果然打動了羅斯福總統。他立即叫來了隨從，下令通知政府有關機構組成一個鈾咨詢委員會。

1941年12月6日，也就是日本偷襲珍珠港的前一天，美國政府正式決定，實施製造原子武器的計劃。這項計劃因其第一總部的所在地而被命名為「曼哈頓工程」。美國著名的理論物理學家羅伯特·奧本海默和陸軍准將萊斯利·格羅夫斯成為領導這個開辟了人類原子時代巨大工程的搭檔。格羅夫斯准將此前曾負責在極短時間里建成五角大樓的建設工程，雖然並不十分明確這項「曼哈頓工程」的性質和意義，但他被告知：「如果你的工作做對了，就將會贏得戰爭。」現在正要求他運用自己出色的工程協調能力來協調10萬名工作人員、13個州的37處設施及12所大學的實驗室的工作；奧本海默博士則負責科學上的領導，率領幾千名高級研究人員來到了新墨西哥州洛斯阿拉莫斯附近的一個用圍牆圍起來的秘密基地里。

因躲避法西斯迫害而逃亡到美國並定居下來的義大利傑出的核物理學家恩里科·費米也加入到了「曼哈頓工程」。他曾在芝加哥大學領導建造了美國第一個原子能反應堆，為原子彈的研製提供了大量有用的數據。但製造核彈還存在著許多技術方面的困難，最主要的問題是鈾的提純問題。當時的科研人員普遍認為，最好的核裂變材料是鈾235。但這種鈾的天然含量很低，只佔0.7%，所以必須用某種方法進行化學分離，以獲得高含量的鈾235。美國政府決定不惜工本，採用多種方法同時進行試驗，以求盡快分離出足夠的高純度鈾235。但是，由於分離鈾的成本太高，再加上人們後來又發現了一種由鈾238嬗變而來的新元素鈈239，也是一種良好的核變材料。因此，可以將分離試驗中剩下的大量鈾238用來製造鈈。

1943年，「曼哈頓工程」進入了具體設計階段。1945年春，3顆原子彈被科學家們造出來了。

1945年7月16日5時30分，在新墨西哥州洛斯阿拉莫斯的沙漠深處，在一聲閃耀著令人眩目的光芒的猛烈爆炸聲中，「曼哈頓工程」的工作達到了高潮。在一個離地面約10公里的地下觀測室里，奧本海默博士看到了世界上第一顆鈾原子彈試爆成功後升起的蘑菇雲，禁不住默默地慨嘆道：「我成了死神，世界的毀滅者。」根據專家測算，這顆原子彈的爆炸威力相當於20000噸TNT炸葯。

美國在不到4年的時間里就成功地試制出原子彈，完全取決於兩個因素：一是希特勒將一大批極有才華的歐洲核物理學家趕到了美國，為美國聚集了全球實力最強的科學家陣容；二是為了完成「曼哈頓工程」，美國政府投入了巨大的人力和物力：前後共動員了50多萬人參與實驗，耗費資金22億美元，佔用了全國近1/3的電力。原子彈的研製成功是20世紀在科學協作方面的典型範例。

1945年5月，德國宣布無條件投降後，人們才了解到德國雖然一直在從事原子彈的研製工作，但離真正能製成原子彈還早著呢。他們研製核反應堆的設施屢遭盟軍和抵抗組織的破壞，根本無法集中全力製造原子彈。這時，從前建議造原子彈的科學家們又開始呼籲，要求禁止使用核武器。但科學理論一旦變成了現實，科學家們就根本無法改變它的命運了。6月，當初首倡研製原子彈的西拉德等7名科學家又聯名給美國國防部長寫信，指出原子彈的存在會引起世界各軍事強國的核軍備競賽；7月，西拉德又起草了給白宮（美國總統官邸，後成為美國政府的代稱）的緊急請願信……

但這一切都無助於事——1945年8月6日和9日，美國政府分別在日本廣島和長崎投下了兩顆原子彈。從此，全世界幾個軍事強國間長達近半個世紀的核軍備競賽開始了！

D. 原子彈是如何發明的

1939年初，德國化學家O.哈恩和物理化學家F.斯特拉斯曼發表了鈾原子核裂變現象的論文。幾個星期內,許多國家的科學家驗證了這一發現,並進一步提出有可能創造這種裂變反應自持進行的條件，從而開辟了利用這一新能源為人類創造財富的廣闊前景。但是，同歷史上許多科學技術新發現一樣，核能的開發也被首先用於軍事目的，即製造威力巨大的原子彈，其進程受到當時社會與政治條件的影響和制約。
從1939年起，由於法西斯德國擴大侵略戰爭，歐洲許多國家開展科研工作日益困難。 同年9月初，丹麥物理學家N.H.D.玻爾和他的合作者J.A.惠勒從理論上闡述了核裂變反應過程，並指出能引起這一反應的最好元素是同位素鈾235。 正當這一有指導意義的研究成果發表時，英、法兩國向德國宣戰。
1940年夏天，德軍佔領法國。法國物理學家J.-F.約里奧-居里領導的一部分科學家被迫移居國外。英國曾制訂計劃進行這一領域的研究，但由於戰爭影響，人力物力短缺，後來也只能採取與美國合作的辦法，派出以物理學家J.查德威克為首的科學家小組，赴美國參加由理論物理學家J.R.奧本海默領導的原子彈研製工作。
在美國，從歐洲遷來的匈牙利物理學家齊拉德·萊奧首先考慮到，一旦法西斯德國掌握原子彈技術可能帶來嚴重後果。經他和另幾位從歐洲移居美國的科學家奔走推動，於1939年8月由物理學家A.愛因斯坦寫信給美國第32屆總統F.D.羅斯福，建議研製原子彈，才引起美國政府的注意。但開始只撥給經費6000美元，直到1941年12月日本襲擊珍珠港後，才擴大規模，到1942年8月發展成代號為「曼哈頓工程區」的龐大計劃，直接動用的人力約60萬人，投資20多億美元。到第二次世界大戰即將結束時製成 3顆原子彈，使美國成為第一個擁有原子彈的國家。
製造原子彈，既要解決武器研製中的一系列科學技術問題，還要能生產出必需的核裝料鈾235、鈈239。天然鈾中同位素鈾235的豐度僅0.72%，按原子彈設計要求必須提高到90%以上。當時美國經過多種途徑探索研究與比較後，採取了電磁分離、氣體擴散和熱擴散三種方法生產這種高濃鈾。供一顆「槍法」原子彈用的幾十千克高濃鈾，是靠電磁分離法生產的。建設電磁分離工廠的費用約3億美元（磁鐵的導電線圈是用從國庫借來的白銀製造的，其價值尚未計入）。鈈239要在反應堆內用中子輻照鈾238的方法製取。 供兩顆「內爆法」原子彈用的幾十千克鈈239，是用3座石墨慢化、水冷卻型天然鈾反應堆及與之配套的化學分離工廠生產的。以上事例可以說明當時的工程規模。由於美國的工業技術設施與建設未受到戰爭的直接威脅，又掌握了必需的資源，集中了一批國內外的科技人才，使它能夠較快地實現原子彈研製計劃。
德國的科學技術，當時本處於領先地位。1942年以前，德國在核技術領域的水平與美、英大致相當，但後來落伍了。美國的第一座試驗性石墨反應堆，在物理學家E.費密領導下，1942年12月建成並達到臨界；而德國採用的是重水反應堆,生產鈈239，到1945年初才建成一座不大的次臨界裝置。為生產高濃鈾，德國曾著重於高速離心機的研製，由於空襲和電力、物資缺乏等原因，進展很緩慢。A.希特勒迫害科學家，以及有的科學家持不合作態度，是這方面工作進展不快的另一原因。更主要的是，德國法西斯頭目過分自信，認為戰爭可以很快結束，不需要花氣力去研製尚無必成把握的原子彈，先是不予支持，後來再抓已困難重重，研製工作終於失敗。
1945年5月德國投降後，美國有不少知道「曼哈頓工程區」內幕的人士，包括以物理學家J.弗蘭克為首的一大批從事這一工作的科學家，反對用原子彈轟炸日本城市。當時，日本侵略軍受到中國人民長期抗戰的有力打擊，實力大大削弱。美、英在太平洋地區的進攻，又幾乎全部摧毀日本海軍，海上封鎖使日本國內的物資供應極為匱泛。在日本失敗已成定局的情況下，美國仍於8月6日、9日先後在日本的廣島和長崎投下了僅有的兩顆原子彈。
蘇聯在1941年6月遭受德軍入侵前，也進行過研製原子彈的工作。鈾原子核的自發裂變，是在這一時期內由蘇聯物理學家Г.Н.弗廖羅夫和Κ.А.佩特扎克發現的。衛國戰爭爆發後,研製工作被迫中斷，直到1943年初才在物理學家И.В.庫爾恰托夫的組織領導下逐漸恢復，並在戰後加速進行。1949年8月,蘇聯進行了原子彈試驗。1950年1月,美國總統H.S.杜魯門下令加速研製氫彈。1952年11月，美國進行了以液態氘為熱核燃料的氫彈原理試驗，但該實驗裝置非常笨重,不能用作武器。1953年8月，蘇聯進行了以固態氘化鋰6為熱核燃料的氫彈試驗，使氫彈的實用成為可能。 美國於1954年2月進行了類似的氫彈試驗。英國、法國先後在50和60年代也各自進行了原子彈與氫彈試驗。
中國在開始全面建設社會主義時期，基礎工業有了一定的發展，即著手准備研製原子彈。1959年開始起步時，國民經濟發生嚴重困難。 1959年6月，蘇聯政府撕毀中蘇在1957年10月簽訂的關於國防新技術協定，隨後撤走專家，中國決心完全依靠自己的力量來實現這一任務。中國首次試驗的原子彈取"596"為代號,就是以此激勵中國軍民大力協同做好這項工作。1964年10月16日，首次原子彈試驗成功。經過兩年多，1966年12月28日，小當量的氫彈原理試驗成功；半年之後，於1967年6月17日成功地進行了百萬噸級的氫彈空投試驗。中國堅持獨立自主、自力更生的方針，在世界上以最快的速度完成了核武器這兩個發展階段的任務。