美英核合作关系资料选编(1940~1945)
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詹姆斯·查德威克就研制原子弹可能性答复科学与工业研究部大臣爱德华·阿尔普顿的信件[1](1939年10月31日)

我并不吃惊,你受到了铀炸弹的惊吓。这就是希特勒的“难以防御的新武器”,我表示怀疑。对于这个问题,难以做出任何明确的解释。当然存在这样一种可能性,在合适的条件下,铀的裂变过程会爆炸性地发生。非常肯定的是,裂变过程会释放出3个左右的中子。如果这些释放出的中子能够被用来引发新的裂变,那么这个过程显然会是累积和不断持续下去的。为了俘获所释放的中子,非常大数量的铀——数吨——可能是必需的。

这是一个限制性因素。再一个限制性因素是,甚至在纯铀中所发生的非裂变俘获过程也会减少可用中子的数量。在非纯铀中,其他过程也将有效地降低裂变过程灾难性的延展趋势。此外,引发裂变过程的中子具有热速度(快中子也是如此,但其有效截面相比要小得多);随着裂变过程的不断延续,物质中随之的能量生成将作为裂变的媒介增加热中子的能量并降低它们的效率。

这个过程本身就是十分复杂的,因为缺乏观点得以立足的足够信息,我认为当前所能确定的不会超出一种灾难性的爆炸是可能的这一预判。目前,我不希望走得更远。我会更仔细地研究整个问题,看看是否能够从目前所能得到的实验数据里获取任何启示。可能存在我能够加以利用的新数据。

有一点你一定会马上想到,即如何配备一颗铀弹而不会立刻引起爆炸。几乎可以肯定,“搬起石头砸自己的脚”是这一过程首个成功人的命运。然而,我不认为这种困难是难以逾越的,真正的困难是裂变过程的自持性。基于一般性的理由我非常怀疑它的可行性,但是我会仔细研究一番,再写一封信给你。


[1]Andrew Brown,The Neutron and the Bomb: A Biography of Sir James Chadwick,Oxford: Oxford University Press,1997,p.179.1939年9月19日希特勒在但泽公开发表的讲话被英国一些报纸错误地解释为,希特勒自称拥有了“一种无法防御的秘密武器”,造成英国政府某些官员开始猜测这种“秘密武器”是不是核武器。内阁不管部大臣汉基勋爵(Lord Hankey)询问科学与工业研究部(Department of Scientific and Industrial Research)大臣爱德华·阿尔普顿爵士(Sir Edward Appleton,曾是剑桥大学物理学教授)关于研制原子弹的现实可能性。阿尔普顿则向曾经的同事、当时任职于利物浦大学的查德威克请教。该信即查德威克的答复。——编者注