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　　1、核能的來源

　　從1932 年發現中子到1939 年發現裂變，結果經歷了七年之久才把巨大的裂變能從鈾核中解放出來。它同已知的只有幾個電子伏的化學能相比要大幾百萬倍，而同一般的核反應能相比也要大十倍左右。科學家們為了能很好利用它，就需要設法找到產生這種巨大能量的根源。

　　早在發現放射性和放射性核素的初期，人們從貝克勒爾和皮埃爾·居里曾經被鐳射線燒傷過皮膚的現象中覺察到，各種射線的確具有很大能量。例如，鈾原子核衰變能量要比碳原子化合時所釋放的能量大兩百萬倍。而人類對各種化學能的應用早就開始了，但對放射能的實際應用卻遲遲不得實現。這是由于這些放射能的釋放過程非常緩慢，也就是說這些天然放射性核素哀變時的能量釋放率太小，故沒有開發應用的價值。即使這樣，科學家們還是對放射能的來源問題很感興趣。從唯物主義者對物質世界的認識論觀點出發，各種能量都不能憑空臆造或無中生有，它只能隱藏在物質之中。

　　當時人們已知原子是組成物質的最小單位，因此很自然地認為放射能是存在于原子內部。那是在1903 年，當盧瑟福研究了α 射線的能量后曾經指出：“這些需要加以思考的事實都指向同一個結論，即潛藏在原子里面的能量必是巨大無比的”。所以至今人們仍把放射能叫做“原子能”。

　　然而，隨著核科學的不斷發展，在1911 年，盧瑟福又發現了原子中存在著某一核心部分，即找到了原子核。并從它的特性中知道，原子質量的絕大部分都集中在原子核上。這樣，人們就認為原子核中儲藏著巨大能量的說法更能反映客觀實際。而放射能實際上也就是由于原子核自身發生變化時所釋放出的能量。另外，原子能的提法又很容易和化學能相混混淆，所以把放射能稱之為“核能”更符合實際情況。

　　但是，有些唯心論的學者曾經企圖從原子核的放射性衰變現象中，作出物質似乎可以轉變為能量的錯誤結論。他們認為，在放射性核素的衰變過程中，物質似乎消失了，而能量卻無中生有了。然而，隨著核科學的迅速發展，很快就駁斥了唯心論者的謬誤。這就是在1905 年，由杰出的天才理論物理學家愛因斯坦發現了能量和質量關系式后才實現的。他是一個出生在德國，后來先后加入過瑞士和美國國籍的猶太人。他所提出的“狹義相對論”理論不僅能證實能量轉變和守恒定律的正確性，而且完全適用于核衰變的過程。根據他對各種運動物體的觀察(特別是那些作高速運動的物體)和分析的結果。發現隨著物質運動速度的增大，特別是接近光速(每秒30 萬公里)時，運動物質在運動方向上的長度(即由靜止觀察者所測得的長度)就越來越短;而其質量卻越來越大。

　　根據愛因斯坦的相對論理論，對于高速運動的電子(如陰極射線)，它的運動速度已很接近光速，為260000 公里/秒。此時電子質量可猛增到原來的兩倍。這一結果由德國物理學家布赫雷爾在1908 年直接從實驗測量中得到證明，且和愛因斯坦的理論預測值剛好相一致。由此不難看出，能量的增加并不意味著質量的減少。相反實際上物體運動速度加快后，不但能量增加，而且質量也變大。這就駁倒了唯心論者認為放射性現象的發現，物質似乎可以轉變為能量的錯誤說法。微觀世界中的這種奇妙現象再次證明了“自然界中的一切運動都可以歸結為由一種形式向另一種形式不斷轉化的過程”和“把能量理解為物質的運動”的精辟見解的正確性。另外，愛因斯坦在自己論述相對論的論文中，又大膽地用一個非常簡單的關系式E=mc?，把以前一直認為相互毫無關系的、性質也截然不同的質量和能量連結在一起。公式表示了能量和質量間互相換算的數量關系，即質量和能量是互為正比關系的。但這決不表示能量就是質量或能量和質量間相互可以轉化。我們知道能量是物質運動的量度，它和物質運動的狀態有關，是物質的一種屬性;而質量是物質慣性和引力的量度，它也和物質的本性有關，是物質的另一種屬性。

　　例如，我們可從質能公式算得一克質量所相當的能量為九萬億億爾格。雖然爾格本身是一個很小的能量單位，但是九萬億億個爾格相加起來相當于把1000 萬噸重的東西提升到1 公里的高度，或可供一個100 瓦的燈泡點亮35000年。但是實際上人類對這種能量的利用率僅為千分之一左右，所以它是一種威力巨大無比的能源。正是由于這種微小質量與巨大能量在數值上有著天淵之別，才使得人們在自己的科學實驗中，很長時期未能發現它們之間的關系。

　　而在一般化學反應中，與釋放能量相對應的反應物質量也能稍微減少一點。然而，這個微小量的改變，人們幾乎覺察不到。如果我們燃燒l 加侖(等于3.785 升)汽油，其相當的質量是2800 克。它在燃燒過程中與10000 克左右的氧氣化合成二氧化碳和水，并能產生1.35 億焦耳的能量，能驅動一輛汽車行駛25～30 公里路程。但從質能關系式中可看出，這些能量所相當的質量僅比百萬分之一克略多一點。這就是說，最初參加化學反應的反應物重量是2800克加上10000 克等于12800 克。而反應后的生成物包括二氧化碳和水的重量是從12800 克中減去一個微小量(百萬分之一克)。當時，十九世紀的化學家所用的測重儀是量不出這樣微小變化的，所以那時科學家們都深信質量是永遠守恒的。