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第41章 1944年度 奥托·哈恩

因发现重核裂变而荣获1944年诺贝尔化学奖

奥托·哈恩(德国,1879~1968年),1879年3月8日生于法兰克福,1897年进入德国马德堡大学学习并于1901年获有机化学博士学位,后留校任教。1904年到1905年他先后到伦敦和加拿大蒙特利尔随拉姆塞(英国化学家,1904年诺贝尔化学奖获得者)和卢瑟福(英国物理学家、化学家,1908年诺贝尔化学奖获得者)学习。1907后,哈恩主要供职于柏林大学、恺撒·威廉皇家化学研究所以及马克思-普朗克科学促进协会。

哈恩出生于一个法兰克福的农场主家庭。其先祖从事农业生产,到父辈时已形成规模生产。哈恩从小聪慧,但不好学。他唯独喜欢科学实验,特别偏爱化学。但父亲希望儿子成为一名建筑师而不是化学家,因为从当时的条件看,哈恩家族需要的是建筑师或商业人才,肯定不需要化学家。哈恩没有遵从父命,他认为从事自己最感兴趣的事情才能体现自己的最大价值,并最终走上了化学研究之路。

在求学期间,哈恩曾先后师从于阿道夫·冯·拜耳(德国有机化学合成的奠基人,1905年诺贝尔化学奖获得者)、拉姆塞(1904年诺贝尔化学奖获得者)、卢瑟福(1908年诺贝尔化学奖获得者)以及备受争议的化学家弗利茨·哈伯(1918年诺贝尔化学奖获得者)等。

1914年,第一次世界大战爆发,德国是主要参战国,为了赢得这场战争,德国实行全民总动员,哈恩被征召入伍,分配到弗里茨·哈伯那里服役。哈伯原任德国物理化学研究所所长,德国成名的化学家,德国沙文主义和“一战”支持者。1915年,哈伯被任命为“毒气计划”负责人,哈伯的种种行为受到了当时科学界的鄙夷,甚至遭到来自妻子克拉拉(化工博士)的强烈反对,但哈伯却一意孤行,最后克拉拉饮弹自尽以示清白。哈恩目睹了老师的悲剧,内心受到了强烈震撼。哈恩“重核裂变反应”被用于制造原子弹,他对此抱憾不已,他联合许多科学家一道反对核战争,力求将科学发明用于造福人类而不是威胁人类生存。

第一次世界大战后,哈恩重回研究所与迈特纳共同研究物质放射性。1934年,意大利物理学家费米(1938年诺贝尔物理学奖获得者)认为,他用慢中子轰击92号元素铀获得了93号元素,这一结论虽然后经德国化学家依达·诺达克证实并不正确,但这种思维角度对重核裂变研究的发展至关重要。依达·诺达克认为可能是铀原子核裂碎成几块,这一观点没有受到科学界应有的重视,都认为中子能量极小,不可能撞裂铀原子核。哈恩却相信费米的“发现”,将诺达克的猜想斥之为谬论。

伊伦·居里(居里夫人长女,1935年诺贝尔化学奖获得者)认为诺达克的意见可能成立,并在实验中发现铀原子核碎裂。顽固的哈恩对伊伦的发现表示怀疑,建议她重新验证。伊伦深信自己的实验结果,并再次表明自己实验结果的正确性。哈恩非常恼火。当伊伦的第三篇论文出现在哈恩面前时,哈恩将它扔进了废纸篓。但经大多数科学家验证,伊伦的结果正确无误。哈恩亲自验证,得到了伊伦同样的结果,哈恩只得认错。

哈恩最主要的成就是实现了重核裂变。1904年,哈恩从镭盐中分离出一种新的放射性物质射钍-228(228Th)。1917年以后又相继发现钍-227(227Th)、锕-228(228Ac)、铀-234(234U)、镤-231(231Pa)以及一些放射性淀质核素,为阐明天然放射系各核素间的关系起了重要作用。哈恩提出了反冲分离法和研究固态物质结构的射气法,该方法成为放射化学中的常用手段。1906年,哈恩任职于柏林大学,1912年后还兼任威廉皇家化学研究所放射化学部负责人。

1938年底,哈恩与斯特拉斯曼合作,用中子轰击铀,产生了β放射性核素。他们最初认为是超铀元素,后经他们仔细鉴定核反应产物后确定其中之一是放射性钡。这是哈恩一生最大的贡献,他也因此荣获1944年诺贝尔化学奖。后来又相继发现了原子序数从94到96的超铀元素。

哈恩是放射化学的核裂变现象的主要发现者,证实了核分裂作用,揭示了利用核能的可能性,为现代和平利用核能提供了理论依据。著有《应用放射化学》和《新原子》等科研著作。1968年7月28日,哈恩逝世于格廷根。

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