亲爱的阿尔普顿:
铀裂变实验研究和计算爆炸性链式反应的可能性,比我预期所花费的时间要长得多。由于实际涉及相当复杂的计算,我不得不邀请普赖斯
下面这些是我所得出的结论。看上去是可能的,两种类型的裂变——第一种是由于热中子,第二种则是由于快中子——在适宜的条件下能够演化为爆炸性的过程。热中子裂变需要铀和氢(即水)的混合;否则,链式反应会被发生的共振俘获过程所阻止。另外,材料必须从稀有的金属氧化物中提取,甚至许多这些数量极少的化合物呈现出明显的共振效应。在这些条件下,链式反应可能发生,但是,据我从现有数据中所能做出的估算,大量的铀是必需的——可能要超过1吨。
就目前已知的而言,快中子裂变只被非弹性碰撞效应所阻止。遗憾的是,对于铀的非弹性碰撞,我们没有任何数据;关于其他重元素的数据也很少,做出推测是靠不住的。我想可以说,如果有足够量的铀,这种爆炸几乎肯定是会发生的。根据计算中所采用的数据,所需数量估计在1吨至30吨或40吨。
当然,有一种普遍的观点,否认这些爆炸过程的可能性——在沥青铀矿或在实验室处理这种矿物时,没有发生这样的爆炸。这种观点容易遭到反对。首先,在粗矿中铀的含量不高,据称沥青铀矿只存在于大约10厘米厚的地层中。其次,稀有金属化合物存在杂质等。似乎非常可能的是,没有人工帮助,无论是快中子还是热中子,都绝不可能实现爆炸所需的条件。
我很遗憾,对于这个问题,我未能给出确切的答案,这确实是一个非常令人关注的问题。可能释放出的能量大小是众所周知的西伯利亚陨星那样能量级的。困难确实在于数据不足。很少有实验去阐释裂变过程的现实机理;他们主要关注裂变的放射性产物——有趣且重要,但容易堕落为一种植物学。我认为,值得去做的是获得一些关于机理的信息,如果我能获得足够的铀化合物,我会这样去做。我这里有一位波兰研究人员,他十分能干和聪敏。
此致
敬礼
詹姆斯·查德威克