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第661章 论文发表!震惊学界!中子竞赛!风

第661章 论文发表!震惊学界!中子竞赛!风起云涌!轰击尽头吾出手!

费米用中子轰击锂元素获得人工放射性后,并没有满足于此。

他想接着搞清楚整个核反应的机理。

随着反电子的发现,以及李奇维提出的核反应分析理论,现在物理学家已经开始尝试解释人工核反应的机理。

比如伊蕾娜夫妇最近才发表了一篇论文,详细解释了他们所首次发现的人工放射性的机理。

伊蕾娜所做的实验是:用α粒子轰击铝元素,产生放射性,且放射线是反电子。

经过详细而精确的研究,这个过程可以写成核反应方程式:

1:he(2,4)+al(13,27)→p(15,30)+n(0,1);

2:p(15,30)→si(14,30)+e(1,0)。

其中,括号内第一个数字表示质子数;第二个数字表示质子数和中子数之和。

α粒子,即氦he4具有两个质子和两个中子,所以是(2,4)。

反电子e带有一个单位正电荷,所以相当于一个质子,故而是(1,0)。只是写法一样,本质不一样

n表示中子,所以质子数为0。

用文字解释以上的方程式就是:

一个氦he4原子核撞击一个铝al27原子核后,先是生成一个磷p30原子核。

磷p30是磷的一种放射性同位素,故而刚生成后就产生放射性,放出一个反电子后,形成硅si30。

这就是伊蕾娜首次发现的人工放射性的原理。

有了核反应概念后,一切清晰简单,仿佛和配平化学方程式一般。

但是在这个时代,其中的难度还是非常大的。

这里,可能有人会提出疑问了。

“不对啊,作者,我有点搞不懂了。”

“我看元素周期表上,磷元素p的质子数是15,相对原子质量是30.97。”

“可是原子的质量不就是靠质子和中子吗,电子质量小几千倍忽略不计。”

“那为什么磷元素p的相对原子质量不是整数呢?”

恭喜你,发现了一个很有意思的问题。

这就是为什么在核反应方程中,原子核必须带上质子+中子数的原因。

以磷元素p为例。

目前已经发现了p元素一共有23种同位素。

那么在日常交流和研究中,该如何区分这些同位素呢?

答案就是质子数+中子数表示法。

我们已经知道,每种元素的质子数一定是固定的,因为质子数代表了该元素在元素周期表上的位置。

p元素的质子数是15,说明它的原子核中有15个质子。

p元素质量最低的一种同位素中,原子核内只有9个中子。

因此,这个同位素就可以写成p24】。

同理,p元素的23种同位素,就是p24p46。

在这些同位素当中,只有p31是最稳定的,没有放射性,其余所有同位素都具有放射性。

因此,上面所说的p30也是有放射性同位素。

当我们说p30时,其实不是指磷元素】,而是指磷元素的23个同位素中,中子数是15的那个同位素】。

应该搞懂了其中的区别吧。

磷元素、磷的某个同位素、磷原子、磷原子核等,这些都是不同的概念,不可混淆。

好了,现在回到正题。

为什么元素周期表中p元素的相对原子质量是30.97?

答案很简单。

我们知道,p24的相对原子质量就是24,p30的相对原子质量就是30,以此类推。

但是元素周期中,相对原子质量ar指的是某个元素的ar】,而不是某个元素的某个同位素的ar】。

由于不同的同位素在自然中的含量比例不一样,所以就需要加起来取个平均数,才能代表整个元素。

即:(241%)+(252%)++(3180%)+(461%)=?

由于p31这种最稳定的同位素占比最高,所以最后算出的结果就靠近31,是30.97。

以上就是人工核反应、人工放射性、相对原子质量等的关系。

可以说,人工放射性的发现,极大地提高了人们对元素周期表的深入认知。

从此以后,同位素研究有了理论和方法,成为物理学一个热门领域,并催生出很多有用的技术。

而此刻,费米经过仔细的研究,终于搞清楚了锂元素的人工放射性机理。

写成核反应方程式如下:

1:li(3,6)+n(0,1)→li(3,7);li7是锂元素的一种放射性同位素。

2:li(3,7)→he(2,4)+h(1,3)。放射出α射线氦原子核。

他对着少年团几人笑道:

“这项研究必将掀起核物理领域新的狂潮!”

众人意气风发。

意大利科学的荣光即将被费米重新点亮。

而他们就是教皇的左膀右臂。

1926年9月25日。

《自然期刊封面发表了费米团队的论文。

文章一出,瞬间震惊了整个物理学界!

在布鲁斯教授重新掀起理论物理狂潮的时候。

位于欧洲科学谷地意大利的费米,厚积薄发,再次掀起实验物理的巅峰。

这是继反物质之后,又一重磅发现。

利用中子作为轰击源,产生人工放射性的效率,简直高的惊人!

“费米太牛逼了!”

“他竟然想到了用中子作为轰击源。”

“这跟所有人都不一样了!”

“而且他还找到了最强中子源。”

“果然天才就是天才,从理论转到实验后,依然是天才。”

费米的故事很快被流传开来,激励了无数人。

紧接着,意大利教育部长科尔比诺,在意大利科学院会议上,大力称赞了费米团队的壮举。

“感谢费米及他的团队为意大利带来的荣光!”

费米谦虚地表示道:

“目前只是我们团队成果的第一步。”

“接下来,我们会按照元素周期表的顺序,一个个元素轰击下去,找到更多的人工放射性。”

全场掌声雷动。

年轻人就是会卷!

英国,卡文迪许实验室。

卢瑟福在看到费米寄送给他的资料后,忍不住开怀大笑。

费米在资料中详细介绍了论文里没有细说的用氡气制作中子源的方法。

可以说,谁掌握了这种方法,就能在接下来的中子轰击潮中获得巨大的优势。

“费米很不错,是个懂得感恩的年轻人。”

对方第一时间就向卢瑟福汇报,这让后者极其欣慰。

不过,以卢瑟福现在的地位,他还不至于和年轻人抢功劳。

于是,他把这份资料交给查德威克后,便不再管了。

“实验物理越来越精彩了!”

查德威克在看完费米的资料后,顿时一惊!

乖乖。

他觉得手里拿的不是资料,而是一迭迭《自然期刊论文啊。

“这要是沿着元素周期表一路轰击下去,论文估计要发到手软了。”

可惜,这些论文对研究生们肯定吸引力巨大,对他而言就一般般了。

自从错失中子后,查德威克一直在苦苦追求下一个突破性发现。

毫无疑问,费米的发现绝对是突破性的。