stringtranslate.com

Открытие ядерного деления

Ядерная реакция, теоретически предложенная Мейтнер и Фришем и наблюдавшаяся Ганом и Штрассманом

Ядерное деление было открыто в декабре 1938 года химиками Отто Ганом и Фрицем Штрассманом и физиками Лизой Мейтнер и Отто Робертом Фришем . Деление — это ядерная реакция или процесс радиоактивного распада , в котором ядро ​​атома распадается на два или более меньших, более легких ядра и часто другие частицы. Процесс деления часто производит гамма-лучи и высвобождает очень большое количество энергии, даже по энергетическим стандартам радиоактивного распада. Ученые уже знали об альфа-распаде и бета-распаде , но деление приобрело большое значение, поскольку открытие возможности ядерной цепной реакции привело к развитию ядерной энергетики и ядерного оружия . Ган был удостоен Нобелевской премии по химии 1944 года за открытие ядерного деления .

Ган и Штрассман в Институте химии кайзера Вильгельма в Берлине бомбардировали уран медленными нейтронами и обнаружили, что образовался барий . Ган предположил взрыв ядра, но не был уверен в физической основе результатов. Они сообщили о своих результатах по почте Мейтнер в Швецию , которая несколькими месяцами ранее бежала из нацистской Германии . Мейтнер и ее племянник Фриш предположили, а затем доказали, что ядро ​​урана было расщеплено, и опубликовали свои выводы в журнале Nature . Мейтнер подсчитала, что энергия, выделяемая при каждом распаде, составляла приблизительно 200 мегаэлектронвольт , и Фриш наблюдал это. По аналогии с делением биологических клеток он назвал этот процесс «делением».

Открытие произошло после сорока лет исследований природы и свойств радиоактивности и радиоактивных веществ. Открытие нейтрона Джеймсом Чедвиком в 1932 году создало новый способ ядерной трансмутации . Энрико Ферми и его коллеги в Риме изучали результаты бомбардировки урана нейтронами, и Ферми пришел к выводу, что его эксперименты создали новые элементы с 93 и 94 протонами, которые его группа назвала аузением и гесперием . Ферми получил Нобелевскую премию по физике 1938 года за «демонстрацию существования новых радиоактивных элементов, полученных при нейтронном облучении, и за связанное с этим открытие ядерных реакций, вызванных медленными нейтронами». [1] Однако не все были убеждены анализом Ферми его результатов. Ида Ноддак предположила, что вместо создания нового, более тяжелого элемента 93, ядро ​​могло распасться на крупные фрагменты, а Аристид фон Гроссе предположил, что группа Ферми обнаружила изотоп протактиния .

Это побудило Гана и Мейтнера, первооткрывателей самого стабильного изотопа протактиния, провести четырехлетнее исследование этого процесса вместе со своим коллегой Штрассманом. После долгой и упорной работы и множества открытий они определили, что наблюдали деление, а новые элементы, обнаруженные Ферми, были продуктами деления . Их работа перевернула давние убеждения в физике и проложила путь к открытию настоящих элементов 93 ( нептуний ) и 94 ( плутоний ), к открытию деления других элементов и к определению роли изотопа урана-235 в делении урана. Нильс Бор и Джон Уилер переработали модель жидкой капли, чтобы объяснить механизм деления.

Фон

Радиоактивность

В последние годы 19 века ученые часто экспериментировали с электронно-лучевой трубкой , которая к тому времени стала стандартным лабораторным оборудованием. Обычной практикой было направлять катодные лучи на различные вещества и смотреть, что происходит. У Вильгельма Рентгена был экран, покрытый платиноцианидом бария , который флуоресцировал при воздействии катодных лучей. 8 ноября 1895 года он заметил, что, хотя его электронно-лучевая трубка не была направлена ​​на экран, который был покрыт черным картоном, экран все равно флуоресцировал. Вскоре он убедился, что открыл новый тип лучей, которые сегодня называются рентгеновскими лучами . В следующем году Анри Беккерель экспериментировал с флуоресцентными солями урана и задавался вопросом, могут ли они также производить рентгеновские лучи. [2] 1 марта 1896 года он обнаружил, что они действительно производят лучи, но другого рода, и даже когда соль урана хранилась в темном ящике, она все равно давала интенсивное изображение на рентгеновской пластине, указывая на то, что лучи исходили изнутри и не требовали внешнего источника энергии. [3]

Периодическая таблица около 1930 года

В отличие от открытия Рентгена, которое было предметом всеобщего любопытства как ученых, так и неспециалистов из-за способности рентгеновских лучей делать видимыми кости в человеческом теле, открытие Беккереля в то время не имело большого значения, и сам Беккерель вскоре перешел к другим исследованиям. [4] Мария Кюри проверила образцы всех элементов и минералов, которые она смогла найти, на наличие признаков лучей Беккереля , и в апреле 1898 года также обнаружила их в тории . Она дала явлению название «радиоактивность». [5] Вместе с Пьером Кюри и Гюставом Бемоном она начала исследовать урановую смолку , урансодержащую руду, которая оказалась более радиоактивной, чем содержащийся в ней уран. Это указывало на существование дополнительных радиоактивных элементов. Один из них был химически родственен висмуту , но сильно радиоактивен, и в июле 1898 года они опубликовали статью, в которой пришли к выводу, что это новый элемент, который они назвали « полоний ». Другой был химически подобен барию, и в статье от декабря 1898 года они объявили об открытии второго доселе неизвестного элемента, который они назвали « радием ». Убедить научное сообщество было другим делом. Отделить радий от бария в руде оказалось очень сложно. Им потребовалось три года, чтобы произвести десятую часть грамма хлорида радия , и им так и не удалось выделить полоний. [6]

В 1898 году Эрнест Резерфорд заметил, что торий выделяет радиоактивный газ. При исследовании излучения он разделил излучение Беккереля на два типа, которые он назвал α (альфа) и β (бета) излучением. [7] Впоследствии Поль Виллар открыл третий тип излучения Беккереля, который, следуя схеме Резерфорда, был назван « гамма-лучами », а Кюри отметила, что радий также выделяет радиоактивный газ. Химическая идентификация газа оказалась тщетной; Резерфорд и Фредерик Содди обнаружили, что он инертен, как и аргон . Позже он стал известен как радон . Резерфорд определил бета-лучи как катодные лучи (электроны) и выдвинул гипотезу — и в 1909 году совместно с Томасом Ройдсом доказал — что альфа-частицы являются ядрами гелия . [8] [9] Наблюдая радиоактивный распад элементов, Резерфорд и Содди классифицировали радиоактивные продукты в соответствии с их характерными скоростями распада, введя понятие периода полураспада . [8] [10] В 1903 году Содди и Маргарет Тодд применили термин « изотоп » к атомам, которые были химически и спектроскопически идентичны, но имели разные периоды радиоактивного полураспада. [11] [12] Резерфорд предложил модель атома , в которой очень маленькое, плотное и положительно заряженное ядро ​​протонов было окружено вращающимися отрицательно заряженными электронами ( модель Резерфорда ). [13] Нильс Бор улучшил ее в 1913 году, примирив ее с квантовым поведением электронов ( модель Бора ). [14] [15] [16]

Протактиний

Цепочка распада актиния. Альфа-распад сдвигает два элемента вниз; бета-распад сдвигает один элемент вверх.

Содди и Казимир Фаянс независимо друг от друга наблюдали в 1913 году, что альфа-распад заставил атомы сместиться на две позиции вниз в периодической таблице , в то время как потеря двух бета-частиц вернула их в исходное положение. В результате реорганизации периодической таблицы радий был помещен в группу II, актиний в группу III, торий в группу IV и уран в группу VI. Это оставило пробел между торием и ураном. Содди предсказал, что этот неизвестный элемент, который он назвал (в честь Дмитрия Менделеева ) «экатанталием», будет альфа-излучателем с химическими свойствами, аналогичными танталу (теперь известному как тантал ). [17] [18] [19] Это было незадолго до того, как Фаянс и Освальд Хельмут Геринг открыли его как продукт распада бета-излучающего продукта тория. На основании закона радиоактивного смещения Фаянса и Содди , это был изотоп недостающего элемента, который они назвали «бревиум» из-за его короткого периода полураспада. Однако он был бета-излучателем и, следовательно, не мог быть материнским изотопом актиния. Это должен был быть другой изотоп. [17]

Двое ученых из Института кайзера Вильгельма (KWI) в Берлин-Далеме взялись за поиск недостающего изотопа. Отто Ган окончил Марбургский университет по специальности «органическая химия», но был научным сотрудником в Лондонском университетском колледже под руководством сэра Уильяма Рамсея и Резерфорда в Университете Макгилла , где изучал радиоактивные изотопы. В 1906 году он вернулся в Германию, где стал ассистентом Эмиля Фишера в Берлинском университете . В Макгилле он привык работать в тесном контакте с физиком, поэтому он объединился с Лизой Мейтнер , которая получила докторскую степень в Венском университете в 1906 году, а затем переехала в Берлин, чтобы изучать физику у Макса Планка в Университете Фридриха Вильгельма . Мейтнер нашла Гана, который был ее ровесником, менее пугающим, чем его старшие, более выдающиеся коллеги. [20] Ган и Мейтнер переехали в недавно созданный Институт химии кайзера Вильгельма в 1913 году и к 1920 году стали там главами собственных лабораторий со своими студентами, исследовательскими программами и оборудованием. [20] Новые лаборатории предлагали новые возможности, поскольку старые стали слишком загрязнены радиоактивными веществами, чтобы исследовать слаборадиоактивные вещества. Они разработали новую технику для отделения танталовой группы от уранита, которая, как они надеялись, ускорит выделение нового изотопа. [17]

Отто Хан и Лиза Мейтнер в 1912 году.

Работа была прервана началом Первой мировой войны в 1914 году. Ган был призван в немецкую армию, а Мейтнер стала добровольным рентгенологом в госпиталях австрийской армии. [21] Она вернулась в Институт кайзера Вильгельма в октябре 1916 года. Ган присоединилась к новому газовому командному подразделению в Имперской ставке в Берлине в декабре 1916 года после путешествия между западным и восточным фронтами, Берлином и Леверкузеном между летом 1914 года и концом 1916 года. [22]

Большинство студентов, лаборантов и техников были призваны, поэтому Ган, который находился в Берлине с января по сентябрь 1917 года, [23] и Мейтнер должны были сделать все сами. К декабрю 1917 года она смогла выделить вещество, и после дальнейшей работы смогла доказать, что это действительно был недостающий изотоп. Мейтнер представила свои и Гана выводы для публикации в марте 1918 года в научной статье Physikalischen Zeitschrift под названием Die Muttersubstanz des Actiniums; ein neues radioaktives Element von langer Lebensdauer . [17] [24]

Хотя Фаянс и Геринг были первыми, кто открыл этот элемент, обычай требовал, чтобы элемент был представлен его самым долгоживущим и наиболее распространенным изотопом, и бревиум не казался подходящим. Фаянс согласился с тем, чтобы Мейтнер и Ган назвали элемент протактинием и присвоили ему химический символ Pa. В июне 1918 года Содди и Джон Крэнстон объявили, что они извлекли образец изотопа, но в отличие от Гана и Мейтнер не смогли описать его характеристики. Они признали приоритет Гана и Мейтнер и согласились с названием. Связь с ураном оставалась загадкой, поскольку ни один из известных изотопов урана не распадался на протактиний. Она оставалась неразгаданной до открытия урана-235 в 1929 году. [17] [25]

За свое открытие Ган и Мейтнер были неоднократно номинированы на Нобелевскую премию по химии в 1920-х годах несколькими учеными, среди которых были Макс Планк, Генрих Гольдшмидт и сам Фаянс. [26] [27] В 1949 году Международный союз теоретической и прикладной химии ( ИЮПАК ) окончательно назвал новый элемент протактинием и подтвердил, что Ган и Мейтнер являются его первооткрывателями. [28]

Трансмутация

Ирен Кюри и Фредерик Жолио в своей парижской лаборатории, 1935 год.

Патрик Блэкетт смог осуществить ядерную трансмутацию азота в кислород в 1925 году, используя альфа-частицы, направленные на азот. В современных обозначениях атомных ядер реакция была следующей:

14
7Н +4
2Он →17
8О + п

Это было первое наблюдение ядерной реакции , то есть реакции, в которой частицы из одного распада используются для преобразования другого атомного ядра. [29] Полностью искусственная ядерная реакция и ядерная трансмутация были достигнуты в апреле 1932 года Эрнестом Уолтоном и Джоном Кокрофтом , которые использовали искусственно ускоренные протоны против лития , чтобы разбить это ядро ​​на две альфа-частицы. Этот подвиг был широко известен как «расщепление атома», но не был ядерным делением ; [30] [31] поскольку он не был результатом инициирования внутреннего процесса радиоактивного распада . [32] Всего за несколько недель до подвига Кокрофта и Уолтона другой ученый из Кавендишской лаборатории , Джеймс Чедвик , открыл нейтрон , используя гениальное устройство, сделанное из сургуча , посредством реакции бериллия с альфа-частицами: [33] [34]

9
4Будь +4
2Он →12
6С + н

Ирен Кюри и Фредерик Жолио облучали алюминиевую фольгу альфа-частицами и обнаружили, что в результате образуется короткоживущий радиоактивный изотоп фосфора с периодом полураспада около трех минут:

27
13Ал +4
2Он →30
15П + н

который затем распадается на стабильный изотоп кремния

30
15П →30
14Си + е +

Они отметили, что радиоактивность продолжалась после прекращения нейтронной эмиссии. Они не только открыли новую форму радиоактивного распада в форме позитронной эмиссии , но и преобразовали элемент в неизвестный до сих пор радиоактивный изотоп другого, тем самым вызвав радиоактивность там, где ее раньше не было. Радиохимия теперь больше не ограничивалась определенными тяжелыми элементами, а распространялась на всю периодическую таблицу. [35] [36] [37]

Чедвик отметил, что, будучи электрически нейтральными, нейтроны могли бы проникать в ядро ​​легче, чем протоны или альфа-частицы. [38] Энрико Ферми и его коллеги в Риме — Эдоардо Амальди , Оскар Д'Агостино , Франко Разетти и Эмилио Сегре — подхватили эту идею. [39] Разетти посетил лабораторию Мейтнер в 1931 году, а затем снова в 1932 году после открытия Чедвиком нейтрона. Мейтнер показала ему, как подготовить полоний-бериллиевый источник нейтронов. Вернувшись в Рим, Разетти построил счетчики Гейгера и камеру Вильсона по образцу Мейтнер. Первоначально Ферми намеревался использовать полоний в качестве источника альфа-частиц, как это сделали Чедвик и Кюри. Радон был более сильным источником альфа-частиц, чем полоний, но он также испускал бета- и гамма-лучи, которые разрушали оборудование для обнаружения в лаборатории. Но Разетти отправился на пасхальные каникулы, не подготовив источник полония-бериллия, и Ферми понял, что, поскольку его интересуют продукты реакции, он может облучить свой образец в одной лаборатории и протестировать его в другой, в конце коридора. Источник нейтронов было легко приготовить, смешав его с порошкообразным бериллием в запечатанной капсуле. Более того, радон было легко получить; у Джулио Чезаре Трабакки было больше грамма радия, и он был рад снабдить Ферми радоном. С периодом полураспада всего 3,82 дня он бы просто пропал впустую, а радий постоянно производил больше. [39] [40]

Энрико Ферми и его исследовательская группа ( мальчики с Виа Панисперна ), около 1934 года. Слева направо: Оскар Д'Агостино , Эмилио Сегре , Эдоардо Амальди , Франко Разетти и Ферми.

Работая по конвейеру, они начали с облучения воды, а затем продвинулись вверх по периодической таблице через литий, бериллий, бор и углерод , не вызывая никакой радиоактивности. Когда они добрались до алюминия , а затем фтора , они добились первых успехов. Индуцированная радиоактивность была в конечном итоге обнаружена посредством нейтронной бомбардировки 22 различных элементов. [41] [42] Мейтнер была одной из избранной группы физиков, которым Ферми отправлял предварительные копии своих статей, и она смогла сообщить, что она проверила его выводы в отношении алюминия, кремния, фосфора, меди и цинка. [40] Когда новый экземпляр La Ricerca Scientifica прибыл в Институт теоретической физики Нильса Бора в Копенгагенском университете , ее племянник Отто Фриш , как единственный физик там, который мог читать по-итальянски, оказался востребован коллегами, желавшими перевода. У римской группы не было образцов редкоземельных металлов , но в институте Бора у Джорджа де Хевеши был полный набор их оксидов, предоставленный ему Auergesellschaft , поэтому де Хевеши и Хильде Леви провели процесс с ними. [43]

Когда группа Рима достигла урана, у них возникла проблема: радиоактивность природного урана была почти такой же большой, как и у их источника нейтронов. [44] То, что они наблюдали, было сложной смесью периодов полураспада. Следуя закону смещения, они проверили наличие свинца , висмута, радия, актиния, тория и протактиния (пропуская элементы, химические свойства которых были неизвестны), и (правильно) не нашли никаких признаков ни одного из них. [44] Ферми отметил, что нейтронное облучение вызывает три типа реакций: испускание альфа-частицы (n, α); испускание протона (n, p); и испускание гамма-частицы (n, γ). Новые изотопы неизменно распадались за счет бета-испускания, что заставляло элементы перемещаться вверх по периодической таблице. [45]

Основываясь на периодической таблице того времени, Ферми считал, что элемент 93 — это экархений — элемент, расположенный ниже рения — с характеристиками, похожими на марганец и рений . Такой элемент был найден, и Ферми предварительно пришел к выводу, что его эксперименты создали новые элементы с 93 и 94 протонами, [46] которые он назвал аузений и гесперий . [47] [48] Результаты были опубликованы в журнале Nature в июне 1934 года. [46] Однако в этой статье Ферми предупредил, что «тщательный поиск таких тяжелых частиц еще не проводился, поскольку для их наблюдения требуется, чтобы активный продукт был в форме очень тонкого слоя. Поэтому в настоящее время кажется преждевременным формировать какую-либо определенную гипотезу о цепочке задействованных распадов». [46] Оглядываясь назад, можно сказать, что они действительно обнаружили неизвестный рениеподобный элемент, технеций , который находится между марганцем и рением в периодической таблице. [44]

Лео Силард и Томас А. Чалмерс сообщили, что нейтроны, генерируемые гамма-лучами, действующими на бериллий, захватываются йодом, реакция, которую также отметил Ферми. Когда Мейтнер повторила их эксперимент, она обнаружила, что нейтроны из источников гамма-бериллиевых элементов захватываются тяжелыми элементами, такими как йод, серебро и золото, но не более легкими, такими как натрий, алюминий и кремний. Она пришла к выводу, что медленные нейтроны с большей вероятностью захватываются, чем быстрые, о чем она сообщила Naturwissenschaften в октябре 1934 года. [49] [50] Все думали, что требуются энергичные нейтроны, как в случае с альфа-частицами и протонами, но это требовалось для преодоления кулоновского барьера ; нейтрально заряженные нейтроны с большей вероятностью захватываются ядром, если они проводят больше времени вблизи него. Несколько дней спустя Ферми рассмотрел любопытную вещь, которую заметила его группа: уран, по-видимому, по-разному реагирует в разных частях лаборатории; Нейтронное облучение, проводимое на деревянном столе, вызывало большую радиоактивность, чем на мраморном столе в той же комнате. Ферми подумал об этом и попытался поместить кусок парафинового воска между источником нейтронов и ураном. Это привело к резкому увеличению активности. Он рассудил, что нейтроны были замедлены столкновениями с атомами водорода в парафине и дереве. [51] Уход Д'Агостино означал, что в римской группе больше не было химика, а последующая потеря Разетти и Сегре сократила группу до Ферми и Амальди, которые отказались от исследований трансмутации, чтобы сосредоточиться на изучении физики медленных нейтронов. [44]

Текущая модель ядра в 1934 году была моделью жидкой капли, впервые предложенной Георгием Гамовым в 1930 году. [52] Его простая и элегантная модель была улучшена и развита Карлом Фридрихом фон Вайцзеккером , а после открытия нейтрона Вернером Гейзенбергом в 1935 году и Нильсом Бором в 1936 году, она хорошо согласовывалась с наблюдениями. В этой модели нуклоны удерживались вместе в наименьшем возможном объеме (сфере) сильной ядерной силой , которая была способна преодолеть более дальнодействующее кулоновское электрическое отталкивание между протонами. Модель использовалась для определенных приложений вплоть до XXI века, когда она привлекла внимание математиков, интересующихся ее свойствами, [53] [54] [55], но в своей форме 1934 года она подтвердила то, что физики считали уже известным: что ядра статичны, и что вероятность того, что при столкновении отколется больше, чем альфа-частица, практически равна нулю. [56]

Открытие

Возражения

Ферми получил Нобелевскую премию по физике 1938 года за «демонстрацию существования новых радиоактивных элементов, полученных с помощью нейтронного облучения, и за связанное с этим открытие ядерных реакций, вызванных медленными нейтронами». [1] Однако не все были убеждены анализом Ферми своих результатов. Ида Ноддак предположила в сентябре 1934 года, что вместо создания нового, более тяжелого элемента 93, что:

Можно было бы с равным успехом предположить, что когда нейтроны используются для получения ядерных расщеплений, происходят некоторые совершенно новые ядерные реакции, которые ранее не наблюдались при бомбардировке атомных ядер протонами или альфа-частицами. В прошлом было обнаружено, что трансмутации ядер происходят только при испускании электронов, протонов или ядер гелия, так что тяжелые элементы изменяют свою массу лишь в небольшой степени, чтобы произвести близкие соседние элементы. Когда тяжелые ядра бомбардируются нейтронами, можно предположить, что ядро ​​распадается на несколько больших фрагментов, которые, конечно, будут изотопами известных элементов, но не будут соседями облученного элемента. [57]

Статью Ноддак прочитала группа Ферми в Риме, Кюри и Жолио в Париже, а также Мейтнер и Ган в Берлине. [44] Однако процитированное возражение следует издалека и является лишь одним из нескольких пробелов, которые она отметила в заявлении Ферми. [58] Модель жидкой капли Бора еще не была сформулирована, поэтому не было теоретического способа рассчитать, возможно ли физически, чтобы атомы урана распались на большие части. [59] Ноддак и ее муж, Уолтер Ноддак , были известными химиками, которые были номинированы на Нобелевскую премию по химии за открытие рения, хотя в то время они также были втянуты в спор по поводу открытия элемента 43, который они назвали «мазурием». Открытие технеция Эмилио Сегре и Карло Перье положило конец их притязаниям, но произошло это лишь в 1937 году. Маловероятно, что Мейтнер или Кюри имели какие-либо предубеждения против Ноддак из-за ее пола, [60] но Мейтнер не побоялась сказать Hahn Hähnchen, von Physik verstehst Du Nichts («Дорогой Хан, в физике ты ничего не понимаешь»). [61] Такое же отношение было и к Ноддак, которая не предложила альтернативной ядерной модели и не провела экспериментов в поддержку своего заявления. Хотя Ноддак была известным химиком-аналитиком, ей не хватало знаний в области физики, чтобы оценить масштабность того, что она предлагала. [58]

Здание бывшего Института химии кайзера Вильгельма в Берлине. После Второй мировой войны он стал частью Свободного университета Берлина . В 1956 году он был переименован в здание Отто Гана, а в 2010 году — в здание Хана-Майтнера. [62] [63]

Ноддак был не единственным критиком заявления Ферми. Аристид фон Гроссе предположил, что то, что обнаружил Ферми, было изотопом протактиния. [64] [65] Мейтнер жаждала исследовать результаты Ферми, но она понимала, что нужен был высококвалифицированный химик, и она хотела лучшего из тех, кого она знала: Гана, хотя они не сотрудничали много лет. Поначалу Ган не был заинтересован, но упоминание фон Гроссе о протактинии изменило его мнение. [66] «Единственный вопрос», — позже писал Хан, — «казалось, заключался в том, обнаружил ли Ферми изотопы трансурановых элементов или изотопы следующего низшего элемента, протактиния. В то время Лиз Мейтнер и я решили повторить эксперименты Ферми, чтобы выяснить, был ли 13-минутный изотоп изотопом протактиния или нет. Это было логичное решение, поскольку мы были первооткрывателями протактиния». [67]

К Гану и Мейтнер присоединился Фриц Штрассман . Штрассман получил докторскую степень по аналитической химии в Техническом университете Ганновера в 1929 году [68] и приехал в Институт химии кайзера Вильгельма, чтобы учиться у Ганна, полагая, что это улучшит его перспективы трудоустройства. Он так любил работу и людей, что остался после того, как его стипендия закончилась в 1932 году. После того, как нацистская партия пришла к власти в Германии в 1933 году, он отклонил выгодное предложение о работе, потому что это требовало политической подготовки и членства в нацистской партии, и он вышел из Общества немецких химиков , когда оно стало частью нацистского Германского трудового фронта . В результате он не мог ни работать в химической промышленности, ни получить хабилитацию , которая требовалась, чтобы стать независимым исследователем в Германии. Мейтнер убедила Гана нанять Штрассмана, используя деньги из фонда для особых обстоятельств директора. В 1935 году Штрассман стал помощником с половинной зарплатой. Вскоре его будут считать соавтором в документах, которые они подготовили. [69] Закон 1933 года о восстановлении профессиональной гражданской службы исключил евреев из государственной службы, включая академическую. Мейтнер никогда не пыталась скрыть свое еврейское происхождение, но изначально была освобождена от его влияния по нескольким причинам: она работала до 1914 года, служила в армии во время Первой мировой войны, была австрийской, а не немецкой гражданкой, а Институт кайзера Вильгельма был партнерством правительства и промышленности. [70] Однако ее уволили с должности адъюнкт-профессора в Берлинском университете на том основании, что ее служба во время Первой мировой войны не была на фронте, и она не получила степень доктора наук до 1922 года. [71] Карл Бош , директор IG Farben , крупного спонсора Института химии кайзера Вильгельма, заверил Мейтнер, что ее положение там надежно, и она согласилась остаться. [70] Мейтнер, Ган и Штрассман сблизились лично, поскольку их антинацистская политика все больше отдаляла их от остальной части организации, но это дало им больше времени для исследований, поскольку административные функции были переданы помощникам Гана и Мейтнер. [69]

Исследовать

Экспозиция ядерного деления в Немецком музее в Мюнхене . Стол и инструменты являются оригинальными, [72] [73], но они не были бы вместе в одной комнате. Давление со стороны историков, ученых и феминисток заставило музей изменить экспозицию в 1988 году, чтобы признать Лизу Мейтнер, Отто Фриша и Фрица Штрассмана. [74]

Группа из Берлина начала с облучения урановой соли нейтронами из радон-бериллиевого источника, похожего на тот, который использовал Ферми. Они растворили ее и добавили перренат калия , хлорид платины и гидроксид натрия . Оставшееся затем подкислили сероводородом , что привело к осаждению сульфида платины и сульфида рения. Ферми отметил четыре радиоактивных изотопа, самые долгоживущие из которых имели периоды полураспада 13 и 90 минут, и они были обнаружены в осадке. Затем группа из Берлина проверила наличие протактиния, добавив в раствор протактиний-234. Когда он выпал в осадок, было обнаружено, что он отделен от изотопов с периодом полураспада 13 и 90 минут, что показало, что фон Гроссе ошибался, и они не были изотопами протактиния. Более того, химические реакции исключили все элементы от ртути и выше в периодической таблице. [75] Им удалось осадить 90-минутную активность с сульфидом осмия и 13-минутную с сульфидом рения, что исключило, что они являются изотопами одного и того же элемента. Все это предоставило веские доказательства того, что они действительно были трансурановыми элементами с химическими свойствами, похожими на осмий и рений. [76] [77]

Ферми также сообщил, что быстрые и медленные нейтроны производили различную активность. Это указывало на то, что происходило более одной реакции. Когда берлинская группа не смогла повторить результаты римской группы, они начали собственное исследование эффектов быстрых и медленных нейтронов. Чтобы минимизировать радиоактивное загрязнение в случае аварии, разные фазы проводились в разных комнатах, все в секции Мейтнер на первом этаже Института кайзера Вильгельма. Нейтронное облучение проводилось в одной лаборатории, химическое разделение в другой, а измерения проводились в третьей. Оборудование, которое они использовали, было простым и в основном самодельным. [78]

К марту 1936 года они определили десять различных периодов полураспада с разной степенью уверенности. Чтобы объяснить их, Мейтнер пришлось выдвинуть гипотезу о новом классе реакций (n, 2n) и альфа-распаде урана, ни один из которых ранее не был описан и для которого не хватало физических доказательств. Поэтому, пока Ган и Штрассман совершенствовали свои химические процедуры, Мейтнер придумывала новые эксперименты, чтобы пролить больше света на процессы реакции. В мае 1937 года они опубликовали параллельные отчеты, один в Zeitschrift für Physik с Мейтнер в качестве основного автора и один в Chemische Berichte с Ганом в качестве основного автора. [78] [79] [80] Хан завершил свою речь решительным заявлением: Vor allem steht ihre chemische Verschiedenheit von allen bisher bekannten Elementen außerhalb jeder Diskussion («Прежде всего, их химическое отличие от всех ранее известных элементов не нуждается в дальнейшем обсуждении». [80] ) Мейтнер становилась все более неуверенной. Теперь они построили три (n, γ) реакции:

  1. 238
    92    У     + н →239
    92    У     (10 секунд) →239
    93    ekaRe     (2,2 минуты) →239
    94    ekaOs     (59 минут) →239
    95    ekaIr     (66 часов) →239
    96    экаПт     (2,5 часа) →239
    97    екАу     (?)
  2. 238
    92    У     + н →239
    92    У     (40 секунд) →239
    93    ekaRe     (16 минут) →239
    94    ekaOs     (5,7 часов) →239
    95    экаИр     (?)
  3. 238
    92    У     + н →239
    92    У     (23 минуты) →239
    93    экаРе

Мейтнер была уверена, что это должны быть реакции (n, γ), поскольку медленные нейтроны не имеют энергии, чтобы отщеплять протоны или альфа-частицы. Она рассматривала возможность того, что реакции происходят из разных изотопов урана; было известно три: уран-238, уран-235 и уран-234. Однако, когда она вычислила нейтронное сечение, оно оказалось слишком большим, чтобы быть чем-то иным, кроме самого распространенного изотопа, урана-238. Она пришла к выводу, что это должен быть случай ядерной изомерии , которая была открыта в протактинии Ганом в 1922 году. Физическое объяснение ядерной изомерии дал фон Вайцзеккер, который был помощником Мейтнер в 1936 году, но с тех пор занял должность в Физическом институте кайзера Вильгельма. Различные ядерные изомеры протактиния имели разные периоды полураспада, и это могло быть и в случае с ураном, но если это так, то это каким-то образом наследовалось дочерними и внучатыми продуктами, что, казалось, растягивало аргумент до предела. Затем была третья реакция, (n, γ), которая происходила только с медленными нейтронами. [81] Поэтому Мейтнер закончила свой отчет на совершенно иной ноте по сравнению с Ханом, сообщив, что: «Процесс должен быть захватом нейтрона ураном-238, что приводит к трем изомерным ядрам урана-239. Этот результат очень трудно согласовать с современными представлениями о ядре». [79] [82]

Выставка, посвященная 75-летию открытия деления ядра, в Венском международном центре в 2013 году. На видном месте представлены изображения Мейтнер и Штрассмана.

После этого берлинская группа перешла к работе с торием, как выразился Штрассман, «чтобы оправиться от ужаса работы с ураном». [83] Однако работать с торием было не легче, чем с ураном. Для начала, у него был продукт распада, радиоторий (228
90Th ), который подавлял более слабую нейтронно-индуцированную активность. Но у Хана и Мейтнер был образец, из которого они регулярно удаляли его материнский изотоп, мезоторий (228
88Ra ) в течение нескольких лет, что позволило радиоторию распасться. Даже тогда с ним было все еще труднее работать, потому что его индуцированные продукты распада от нейтронного облучения были изотопами тех же элементов, которые были получены собственным радиоактивным распадом тория. Они обнаружили три различных серии распада, все альфа-излучатели — форма распада, не обнаруженная ни в одном другом тяжелом элементе, и для которой Мейтнер снова пришлось постулировать множественные изомеры. Они получили интересный результат: эти серии распада (n, α) происходили одновременно, когда энергия падающих нейтронов была меньше 2,5 МэВ ; когда их было больше, реакция (n, γ), которая образовала233
90Th был одобрен. [84]

В Париже Ирен Кюри и Павел Савич также намеревались повторить открытия Ферми. В сотрудничестве с Гансом фон Хальбаном и Петером Прейсверком они облучили торий и получили изотоп с периодом полураспада 22 минуты, который заметил Ферми. Всего группа Кюри обнаружила восемь различных периодов полураспада в их облученном тории. Кюри и Савич обнаружили радиоактивное вещество с периодом полураспада 3,5 часа. [44] [38] [85] Парижская группа предположила, что это может быть изотоп тория. Мейтнер попросила Штрассмана, который теперь выполнял большую часть химической работы, проверить. Он не обнаружил никаких признаков тория. Мейтнер написала Кюри об их результатах и ​​предложила тихое опровержение. [86] Тем не менее, Кюри настояла. Они исследовали химию и обнаружили, что 3,5-часовая активность исходила от чего-то, что, казалось, было химически похоже на лантан (что на самом деле было так), и что они безуспешно пытались выделить с помощью процесса фракционной кристаллизации . (Возможно, их осадок был загрязнен иттрием , который химически похож.) Используя счетчики Гейгера и пропустив химическое осаждение, Кюри и Сэвич обнаружили 3,5-часовой период полураспада в облученном уране. [87]

С аншлюсом , объединением Германии с Австрией 12 марта 1938 года, Мейтнер потеряла австрийское гражданство. [88] Джеймс Франк предложил спонсировать ее иммиграцию в Соединенные Штаты, а Бор предложил временное место в своем институте, но когда она пошла в датское посольство за визой, ей сказали, что Дания больше не признает ее австрийский паспорт действительным. [89] 13 июля 1938 года Мейтнер отправилась в Нидерланды с голландским физиком Дирком Костером . Перед отъездом Отто Ган дал ей бриллиантовое кольцо, которое он унаследовал от своей матери, чтобы продать его в случае необходимости. Она добралась до безопасности, но только с летней одеждой. Позже Мейтнер сказала, что покинула Германию навсегда с 10 марками в кошельке. С помощью Костера и Адриана Фоккера она вылетела в Копенгаген, где ее встретил Фриш, и остановилась у Нильса и Маргрете Бор в их доме отдыха в Тисвилде . 1 августа она села на поезд до Стокгольма , где ее встретила Ева фон Бар . [90]

Интерпретация

Парижская группа опубликовала свои результаты в сентябре 1938 года. [87] Хан отклонил изотоп с периодом полураспада 3,5 часа как загрязнение, но, посмотрев на детали экспериментов Парижской группы и кривые распада, Штрассман забеспокоился. Он решил повторить эксперимент, используя свой более эффективный метод разделения радия. На этот раз они обнаружили то, что они считали радием, который, как предположил Хан, образовался в результате двух альфа-распадов:

238
92U + n → α +235
90Тх → α +235
88Ра

Мейтнер было очень трудно в это поверить. [91] [92]

Механизм деления. Нейтрон заставил ядро ​​колебаться, удлиняться и расщепляться.

В ноябре Ган отправился в Копенгаген, где встретился с Бором и Мейтнер. Они сказали ему, что очень недовольны предложенными изомерами радия. По поручению Мейтнер Ган и Штрассман начали переделывать эксперименты, как раз когда Ферми получал свою Нобелевскую премию в Стокгольме. [93] С помощью Клары Либер и Ирмгард Боне Ган и Штрассман выделили три изотопа радия (проверенные по их периодам полураспада) и использовали фракционную кристаллизацию для их отделения от носителя бария, добавляя кристаллы бромида бария в четыре этапа. Поскольку радий преимущественно осаждается в растворе бромида бария, на каждом этапе отбираемая фракция содержала меньше радия, чем предыдущая. Однако они не обнаружили никакой разницы между каждой из фракций. В случае, если их процесс был каким-то образом неисправен, они проверяли его с известными изотопами радия; процесс был в порядке. Хан и Штрассманн обнаружили четвертый изотоп радия. Их периоды полураспада были сформулированы следующим образом:

19 декабря Ган написал Мейтнер, сообщив ей, что изотопы радия ведут себя химически как барий. Желая закончить до рождественских каникул, Ган и Штрассман представили свои выводы в Naturwissenschaften 22 декабря, не дожидаясь ответа Мейтнер. [94] Ган понял, что произошел «взрыв» атомных ядер, [95] [96] но он не был уверен в такой интерпретации. Ган завершил статью в «Naturwissenschaften» следующими словами: «Как химики... мы должны заменить символы Ba, La, Ce на Ra, Ac, Th. Как «атомные химики», довольно близкие к физике, мы пока не можем заставить себя сделать этот шаг, который противоречит всему предыдущему опыту в физике». [97]

Фриш обычно праздновала Рождество с Мейтнер в Берлине, но в 1938 году она приняла приглашение от Евы фон Бар провести его с семьей в Кунгэльве , и Мейтнер попросила Фриш присоединиться к ней там. Мейтнер получила письмо от Гана, описывающее его химическое доказательство того, что часть продукта бомбардировки урана нейтронами была барием. Атомная масса бария была на 40% меньше, чем у урана, и ни один из ранее известных методов радиоактивного распада не мог объяснить такую ​​большую разницу в массе ядра. [98] [99]

Тем не менее, она немедленно ответила Гану, чтобы сказать: «В настоящий момент предположение о таком радикальном распаде кажется мне очень трудным, но в ядерной физике мы испытали так много сюрпризов, что нельзя безоговорочно сказать: «Это невозможно»». [100] Мейтнер чувствовала, что Ган был слишком осторожным химиком, чтобы совершить элементарную ошибку, но нашла результаты трудными для объяснения. Все ядерные реакции, которые были задокументированы, включали отщепление протонов или альфа-частиц от ядра. Разрушение его казалось гораздо более сложным. Однако модель жидкой капли, которую постулировал Гамов, предполагала возможность того, что атомное ядро ​​может стать удлиненным и преодолеть поверхностное натяжение, которое удерживало его вместе. [101]

По словам Фриша:

В этот момент мы оба сели на ствол дерева (все эти обсуждения происходили, пока мы шли по лесу по снегу, я на лыжах, Лиза Мейтнер оправдывала свое заявление, что она может ходить так же быстро без них), и начали подсчитывать на клочках бумаги. Мы обнаружили, что заряд ядра урана действительно достаточно велик, чтобы почти полностью преодолеть эффект поверхностного натяжения; поэтому ядро ​​урана действительно может напоминать очень шаткую нестабильную каплю, готовую разделиться при малейшем раздражении, например, при ударе одного нейтрона.

Но была и другая проблема. После разделения две капли разъединялись бы из-за взаимного электрического отталкивания и приобретали бы высокую скорость и, следовательно, очень большую энергию, около 200 МэВ в целом; откуда могла бы взяться эта энергия? К счастью, Лиз Мейтнер вспомнила эмпирическую формулу для вычисления масс ядер и вычислила, что два ядра, образованные делением ядра урана вместе, будут легче исходного ядра урана примерно на одну пятую массы протона. Теперь, когда исчезает масса, создается энергия, согласно формуле Эйнштейна , и одна пятая массы протона была как раз эквивалентна 200 МэВ. Так вот был источник этой энергии; все совпало! [101]

Мейтнер и Фриш правильно интерпретировали результаты Гана, означающие, что ядро ​​урана раскололось примерно пополам. Первые две реакции, которые наблюдала берлинская группа, были легкими элементами, созданными при распаде ядер урана; третья, 23-минутная, была распадом на настоящий элемент 93. [102] Вернувшись в Копенгаген, Фриш сообщил об этом Бору, который хлопнул себя по лбу и воскликнул: «Какими идиотами мы были!» [103] Бор обещал ничего не говорить, пока они не подготовят статью к публикации. Чтобы ускорить процесс, они решили отправить одностраничную заметку в Nature . На тот момент единственным доказательством, которое у них было, был барий. Логично, что если образовался барий, то другим элементом должен быть криптон [ 104], хотя Хан ошибочно полагал, что атомные массы должны быть в сумме 239, а не атомные номера в сумме 92, и думал, что это мазурий (технеций), и поэтому не проверял его наличие: [105]

235
92У + н →
56Ба +
36Кр + некоторые н

В ходе серии междугородних телефонных звонков Мейтнер и Фриш придумали простой эксперимент, чтобы подкрепить свое заявление: измерить отдачу осколков деления, используя счетчик Гейгера с порогом, установленным выше, чем у альфа-частиц. Фриш провел эксперимент 13 января 1939 года и обнаружил импульсы, вызванные реакцией, как они и предсказывали. [104] Он решил, что ему нужно название для недавно открытого ядерного процесса. Он поговорил с Уильямом А. Арнольдом, американским биологом, работавшим с де Хевеши, и спросил его, как биологи называют процесс, посредством которого живые клетки делятся на две клетки. Арнольд сказал ему, что биологи называют это делением . Затем Фриш применил это название к ядерному процессу в своей статье. [106] Фриш отправил как совместно написанную заметку о делении, так и свою статью об эксперименте с отдачей в Nature 16 января 1939 года; первая появилась в печати 11 февраля, а вторая — 18 февраля. [107] [108] В своей второй публикации о ядерном делении в феврале 1939 года Ган и Штрассман впервые использовали термин Uranspaltung (деление урана) и предсказали существование и освобождение дополнительных нейтронов в процессе деления, открыв возможность ядерной цепной реакции . [109] В интервью 8 марта 1959 года Мейтнер сказала: «Оно [открытие ядерного деления] было достигнуто с помощью необычайно хорошей химии Гана и Штрассмана, с помощью фантастически хорошей химии, которую никто другой не мог сделать в то время. Позже об этом узнали американцы. Но в то время Ган и Штрассман были действительно единственными, кто вообще мог это сделать, потому что они были такими хорошими химиками. Они действительно продемонстрировали физический процесс с помощью химии, так сказать». [110]

Прием

Бор приносит новости в Соединенные Штаты

Перед отъездом в Соединенные Штаты 7 января 1939 года со своим сыном Эриком для участия в Пятой Вашингтонской конференции по теоретической физике Бор пообещал Фришу, что не упомянет деление, пока статьи не появятся в печати, но во время пересечения Атлантики на пароходе SS  Drottningholm Бор обсудил механизм деления с Леоном Розенфельдом и не сообщил ему, что эта информация конфиденциальна. По прибытии в Нью-Йорк 16 января их встретили Ферми и его жена Лора Капон , а также Джон Уилер , который был научным сотрудником в институте Бора в 1934–1935 годах. Как раз в тот вечер проходило заседание Клуба физики Принстонского университета , и когда Уилер спросил Розенфельда, есть ли у него какие-нибудь новости, Розенфельд рассказал им об этом. [111] Смущенный Бор отправил записку в Nature, защищая притязания Мейтнер и Фриша на приоритет открытия. [112] Ган был раздражен тем, что, хотя Бор упомянул в заметке свою работу и работу Штрассмана, он процитировал только Мейтнер и Фриша. [113]

Новости о новом открытии быстро распространились, и оно было справедливо воспринято как совершенно новый физический эффект с большими научными и потенциально практическими возможностями. Исидор Айзек Раби и Уиллис Лэмб , два физика из Колумбийского университета , работающие в Принстоне, услышали эту новость и привезли ее в Колумбию. Раби сказал, что рассказал Ферми; Ферми отдал должное Лэмбу. Для Ферми эта новость стала глубоким смущением, поскольку трансурановые элементы , за открытие которых он частично был награжден Нобелевской премией, были вовсе не трансурановыми элементами, а продуктами деления . Он добавил сноску по этому поводу в свою речь о вручении Нобелевской премии. Вскоре после этого Бор отправился из Принстона в Колумбию, чтобы увидеть Ферми. Не найдя Ферми в его офисе, Бор спустился в зону циклотрона и нашел Герберта Л. Андерсона . Бор схватил его за плечо и сказал: «Молодой человек, позвольте мне объяснить вам кое-что новое и захватывающее в физике». [114]

Дальнейшие исследования

Многим ученым в Колумбии было ясно, что они должны попытаться обнаружить энергию, выделяющуюся при ядерном делении урана при бомбардировке нейтронами. 25 января 1939 года группа Колумбийского университета провела первый эксперимент по ядерному делению в Соединенных Штатах, [115] который был сделан в подвале Pupin Hall . Эксперимент включал помещение оксида урана внутрь ионизационной камеры и облучение его нейтронами, а также измерение выделяемой таким образом энергии. На следующий день в Вашингтоне, округ Колумбия , началась Пятая Вашингтонская конференция по теоретической физике под совместной эгидой Университета Джорджа Вашингтона и Института Карнеги в Вашингтоне . Оттуда новости о ядерном делении распространились еще дальше, что способствовало проведению многих других экспериментальных демонстраций. [116]

Бор и Уилер пересмотрели модель жидкой капли, чтобы объяснить механизм ядерного деления, с заметным успехом. [117] Их статья появилась в Physical Review 1 сентября 1939 года, в день, когда Германия вторглась в Польшу , начав Вторую мировую войну в Европе. [118] По мере того, как физики-экспериментаторы изучали деление, они обнаружили более загадочные результаты. Джордж Плачек спросил Бора, почему уран делится как очень быстрыми, так и очень медленными нейтронами. Идя на встречу с Уилером, Бор понял, что деление при низких энергиях происходит из-за изотопа урана-235, в то время как при высоких энергиях оно в основном происходит из-за гораздо более распространенного изотопа урана-238 . [119] Это было основано на измерениях Мейтнер 1937 года сечений захвата нейтронов. [120] Это было экспериментально подтверждено в феврале 1940 года, после того как Альфред Нир смог произвести достаточно чистого урана-235 для Джона Р. Даннинга , Аристида фон Гроссе и Юджина Т. Бута для проведения испытаний. [112]

Другие ученые возобновили поиск неуловимого элемента 93, который казался простым, поскольку теперь они знали, что он является результатом 23-минутного периода полураспада. В Радиационной лаборатории в Беркли, Калифорния , Эмилио Сегре и Эдвин Макмиллан использовали циклотрон для создания изотопа. Затем они обнаружили бета-активность с 2-дневным периодом полураспада, но она имела химические характеристики редкоземельного элемента , и предполагалось, что элемент 93 имеет химию, родственную рению. Поэтому его упустили из виду как просто еще один продукт деления. Прошел еще год, прежде чем Макмиллан и Филипп Абельсон определили, что элемент с 2-дневным периодом полураспада был элементом неуловимого элемента 93, который они назвали « нептуний ». Они проложили путь к открытию Гленном Сиборгом , Эмилио Сегре и Джозефом У. Кеннеди элемента 94, который они назвали « плутонием » в 1941 году. [121] [122]

Другим направлением исследований, возглавляемым Мейтнер, было определение того, могут ли другие элементы делиться после облучения нейтронами. Вскоре было установлено, что торий и протактиний могут. Также были проведены измерения количества выделяющейся энергии. [20] Ганс фон Хальбан, Фредерик Жолио-Кюри и Лев Коварски продемонстрировали, что уран, бомбардируемый нейтронами, испускает больше нейтронов, чем поглощает, что предполагает возможность ядерной цепной реакции. [123] Ферми и Андерсон сделали то же самое несколько недель спустя. [124] [125] Многим ученым было очевидно, что, по крайней мере, теоретически, можно создать чрезвычайно мощный источник энергии, хотя большинство по-прежнему считало атомную бомбу невозможной. [126]

Нобелевская премия

И Ган, и Мейтнер были номинированы на Нобелевские премии по химии и физике много раз, даже до открытия ядерного деления за их работу над радиоактивными изотопами и протактинием. Еще несколько номинаций последовали за открытие деления между 1940 и 1943 годами. [26] [27] Номинации на Нобелевскую премию проверялись комитетами из пяти человек, по одному на каждую награду. Хотя и Ган, и Мейтнер были номинированы по физике, радиоактивность и радиоактивные элементы традиционно считались областью химии, и поэтому Нобелевский комитет по химии оценил номинации в 1944 году. [127]

Комитет получил отчеты от Теодора Сведберга в 1941 году и Арне Вестгрена  [sv] в 1942 году. Эти химики были впечатлены работой Гана, но считали, что экспериментальная работа Мейтнер и Фриша не была выдающейся. Они не понимали, почему физическое сообщество считало их работу основополагающей. Что касается Штрассмана, хотя его имя и было в документах, существовала давняя политика присуждения наград самому старшему ученому в сотрудничестве. В 1944 году Нобелевский комитет по химии проголосовал за то, чтобы рекомендовать Гану вручить Нобелевскую премию по химии за 1944 год. [127] Однако немцам было запрещено принимать Нобелевские премии после того, как Нобелевская премия мира была присуждена Карлу фон Осецкому в 1936 году. [128] Рекомендация комитета была отклонена Королевской шведской академией наук , которая решила отложить премию на один год. [127]

Война закончилась, когда академия пересмотрела награду в сентябре 1945 года. Нобелевский комитет по химии теперь стал более осторожным, поскольку было очевидно, что Манхэттенский проект провел много исследований в Соединенных Штатах в тайне, и он предложил отложить Нобелевскую премию по химии 1944 года на другой год. Академия была склонена на сторону Йорана Лильестранда , который утверждал, что для академии важно утвердить свою независимость от союзников во Второй мировой войне и присудить Нобелевскую премию по химии немцу, [129] как она сделала после Первой мировой войны, когда присудила ее Фрицу Габеру . Таким образом, Ган стал единственным получателем Нобелевской премии по химии 1944 года «за открытие деления тяжелых ядер». [130]

Мейтнер писала в письме своей подруге Биргит Бруме-Аминофф 20 ноября 1945 года:

Конечно, Ган полностью заслужил Нобелевскую премию по химии. В этом нет никаких сомнений. Но я считаю, что Отто Роберт Фриш и я внесли немалый вклад в прояснение процесса деления урана – как он возникает и что он производит так много энергии, и это было нечто очень далекое от Гана. По этой причине я нашел немного несправедливым, что в газетах меня называли Mitarbeiterin [ подчиненным] Гана в том же смысле, что и Штрассмана. [131]

В 1946 году Нобелевский комитет по физике рассмотрел номинации на премию Мейтнер и Фриша, полученные от Макса фон Лауэ , Нильса Бора, Оскара Кляйна , Эгиля Хюллераса и Джеймса Франка. Отчеты для комитета были написаны Эриком Хультеном, который занимал кафедру экспериментальной физики в Стокгольмском университете в 1945 и 1946 годах. Хультеном утверждалось, что теоретическую физику следует считать достойной награды только в том случае, если она вдохновляет на великие эксперименты. Роль Мейтнер и Фриша в том, что они были первыми, кто понял и объяснил деление, не была понята. Возможно, также были личные факторы: председатель комитета Манне Зигбан не любил Мейтнер и имел профессиональное соперничество с Кляйном. [127] [132] Мейтнер и Фриш продолжали регулярно номинироваться в течение многих лет, но так и не были удостоены Нобелевской премии. [27] [127] [133]

В истории и памяти

В конце войны в Европе Хан был взят под стражу и заключен в Фарм-Холл вместе с девятью другими старшими учеными, все из которых, за исключением Макса фон Лауэ, были связаны с немецкой программой создания ядерного оружия , и все, за исключением Хана и Пауля Хартека, были физиками. Именно здесь они услышали новости об атомных бомбардировках Хиросимы и Нагасаки . Не желая признавать, что они на годы отстают от американцев, и не подозревая, что их разговоры записываются, многие из них говорили в разговорах, что они никогда не хотели, чтобы их программа создания ядерного оружия была успешной. Хан им не поверил. Хан все еще был там, когда в ноябре 1945 года было объявлено о его Нобелевской премии. Ученые Фарм-Холла потратят остаток своей жизни, пытаясь реабилитировать образ немецкой науки, запятнанный нацистским периодом. [134] [135] Неудобные подробности, такие как тысячи женщин-рабынь из концлагеря Заксенхаузен , которые добывали урановую руду для своих экспериментов, были замяты. [136]

Лиз Мейтнер в 1946 году с физиком Артуром Х. Комптоном и актрисой Кэтрин Корнелл

Для Гана это обязательно включало утверждение его притязаний на открытие деления для себя, для химии и для Германии. Он использовал свою речь при получении Нобелевской премии, чтобы подтвердить этот нарратив, [134] [135] поэтому он упомянул об участии как Мейтнер, так и Штрасмана в своей Нобелевской лекции. Послание Гана нашло большой резонанс в Германии, где его почитали как пресловутого хорошего немца , порядочного человека, который был ярым противником нацистского режима, но остался в Германии, где он занимался чистой наукой. Будучи президентом Общества Макса Планка с 1946 по 1960 год, он создавал образ немецкой науки как не умаленной в блеске и незапятнанной нацизмом для аудитории, которая хотела в это верить. [74] После Второй мировой войны Ган решительно выступил против использования ядерной энергии в военных целях. Он считал применение своих научных открытий в таких целях неправомерным использованием или даже преступлением. Лоуренс Бадаш писал: «Его признание во время войны извращения науки ради создания оружия и его послевоенная деятельность по планированию направления научных усилий его страны теперь все больше склоняли его к тому, чтобы стать представителем социальной ответственности». [137]

Напротив, сразу после войны Мейтнер и Фриш были провозглашены первооткрывателями деления в англоязычных странах. Япония рассматривалась как марионеточное государство Германии, а разрушение Хиросимы и Нагасаки — как поэтическое правосудие за преследование еврейского народа. [138] [139] В январе 1946 года Мейтнер совершила поездку по Соединенным Штатам, где она читала лекции и получила почетные степени . Она посетила коктейльную вечеринку для генерал-лейтенанта Лесли Гроувза , директора Манхэттенского проекта (который в своих мемуарах 1962 года приписал ей исключительное право на открытие деления), и была названа Женщиной года Национальным женским пресс-клубом . На приеме по случаю этой награды она сидела рядом с президентом Соединенных Штатов Гарри С. Трумэном . Но Мейтнер не любила публичных выступлений, особенно на английском языке, и не наслаждалась ролью знаменитости, и она отклонила предложение стать приглашенным профессором в колледже Уэллсли . [140] [141] В 1948 году Ган выдвинул Мейтнер и Фриша на Нобелевскую премию по физике . [142] Он и Мейтнер оставались близкими друзьями после войны. [143]

Мемориальная доска в честь открытия Ганом и Штрассманом деления ядра в Берлине (открыта в 1956 году)

В 1966 году Комиссия по атомной энергии США совместно вручила премию Энрико Ферми Гану, Штрассману и Мейтнер за открытие деления. Церемония прошла во дворце Хофбург в Вене. [144] Это был первый случай, когда премия Энрико Ферми была присуждена неамериканцу, и первый раз она была вручена женщине. [145] На дипломе Мейтнер были слова: «За пионерские исследования в области естественной радиоактивности и обширные экспериментальные исследования, приведшие к открытию деления». [146] Диплом Гана был немного другим: «За пионерские исследования в области естественной радиоактивности и обширные экспериментальные исследования, приведшие к открытию деления». [147] Ган и Штрассман присутствовали, но Мейтнер была слишком больна, чтобы присутствовать, поэтому Фриш принял награду от ее имени. [148]

Во время совместных празднований в Германии 100-летия Эйнштейна, Гана, Мейтнер и фон Лауэ в 1978 году повествование Гана об открытии деления начало рушиться. Ган и Мейтнер умерли в 1968 году, но Штрассман был еще жив, и он утверждал важность своей аналитической химии и физики Мейтнер в открытии, и их роль как больше, чем просто помощников. Подробная биография Штрассмана появилась в 1981 году, через год после его смерти, а удостоенная наград биография Мейтнер для молодежи — в 1986 году. Ученые подвергли сомнению фокус на химии, историки бросили вызов общепринятому повествованию нацистского периода, а феминистки увидели в Мейтнер еще один пример эффекта Матильды , когда женщина была стерта со страниц истории. К 1990 году Мейтнер была восстановлена ​​в повествовании, хотя ее роль оставалась оспариваемой, особенно в Германии. [74]

Вайцзеккер , коллега Гана и Мейтнер во время их пребывания в Берлине и сокамерник Гана в Фарм-Холле, решительно поддерживал роль Гана в открытии ядерного деления. [96] Он сказал аудитории, собравшейся на церемонию включения бюста Мейтнер в Эрензал (Зал славы) в Немецком музее в Мюнхене 4 июля 1991 года, что ни Мейтнер, ни физика не внесли вклад в открытие деления, которое, как он заявил, было «открытием Гана, а не Лизы Мейтнер». [74]

Примечания

  1. ^ ab "Нобелевская премия по физике 1938 года". Nobel Media AB. Архивировано из оригинала 22 мая 2020 года . Получено 1 июня 2020 года .
  2. ^ Yruma 2008, стр. 29–31.
  3. ↑ Родс 1986, стр. 41–42.
  4. ^ Бадаш, Лоуренс (9 июня 1978 г.). «Радий, радиоактивность и популярность научных открытий». Труды Американского философского общества . 122 (3): 145–154. ISSN  0003-049X. JSTOR  986549.
  5. ^ "Мария Кюри – Исследовательские прорывы (1897–1904): рентгеновские лучи и урановые лучи". Американский институт физики. Архивировано из оригинала 22 мая 2020 года . Получено 28 мая 2020 года .
  6. ^ «Мария Кюри – Исследовательские прорывы (1897–1904): Открытие полония и радия». Американский институт физики. Архивировано из оригинала 22 мая 2020 года . Получено 28 мая 2020 года .
  7. ^ Резерфорд, Эрнест (1899). "VIII. Излучение урана и электрическая проводимость, производимая им". The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science . Серия 5. 47 (284): 109–163. doi :10.1080/14786449908621245. ISSN  1478-6435. Архивировано из оригинала 14 апреля 2021 г. Получено 27 июня 2020 г.
  8. ^ ab Rhodes 1986, стр. 42–43.
  9. ^ Резерфорд, Э .; Ройдс, Т. (1909). "XXI. Природа α-частицы из радиоактивных веществ". The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science . 98 (17): 281–286. doi :10.1080/14786440208636599. ISSN  1478-6435. Архивировано из оригинала 7 мая 2021 г. Получено 27 июня 2020 г.
  10. ^ Резерфорд, Э .; Содди, Ф. (1903). «LX. Радиоактивные изменения». The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science . 5 (29): 576–591. doi :10.1080/14786440309462960. Архивировано из оригинала 22 июня 2021 г. Получено 27 июня 2020 г.
  11. ^ Soddy, F. (4 декабря 1913 г.). «Внутриатомный заряд». Nature . 92 (2301): 399–400. Bibcode :1913Natur..92..399S. doi :10.1038/092399c0. ISSN  0028-0836. S2CID  3965303. Архивировано из оригинала 22 июня 2021 г. Получено 27 июня 2020 г.
  12. ^ Nagel, MC (1982). «Фредерик Содди: от алхимии к изотопам». Журнал химического образования . 59 (9): 739–740. Bibcode : 1982JChEd..59..739N. doi : 10.1021/ed059p739. ISSN  0021-9584.
  13. ^ Э. Резерфорд (1911). «Рассеяние α- и β-частиц материей и структура атома» (PDF) . Philosophical Magazine . 21 (4): 669–688. Bibcode :2012PMag...92..379R. doi :10.1080/14786435.2011.617037. S2CID  126189920. Архивировано (PDF) из оригинала 28 января 2018 года . Получено 25 мая 2020 года .
  14. ^ Бор, Нильс (1913). «О строении атомов и молекул, часть I» (PDF) . Philosophical Magazine . 26 (151): 1–24. Bibcode :1913PMag...26....1B. doi :10.1080/14786441308634955. Архивировано (PDF) из оригинала 4 апреля 2019 года . Получено 28 мая 2020 года .
  15. ^ Бор, Нильс (1913). «О строении атомов и молекул, часть II. Системы, содержащие только одно ядро» (PDF) . Philosophical Magazine . 26 (153): 476–502. Bibcode :1913PMag...26..476B. doi :10.1080/14786441308634993. Архивировано (PDF) из оригинала 15 декабря 2017 г. . Получено 28 мая 2020 г. .
  16. ^ Бор, Нильс (1913). «О строении атомов и молекул, часть III. Системы, содержащие несколько ядер». Philosophical Magazine . 26 (155): 857–875. Bibcode :1913PMag...26..857B. doi :10.1080/14786441308635031. Архивировано из оригинала 22 июня 2021 г. Получено 28 мая 2020 г.
  17. ^ abcde Sime, Ruth Lewin (август 1986). «Открытие протактиния». Журнал химического образования . 63 (8): 653–657. Bibcode :1986JChEd..63..653S. doi :10.1021/ed063p653. ISSN  0021-9584.
  18. ^ Фаянс, Казимир (январь – март 1913 г.). «Die radioaktiven Umwandlungen und das periodische System der Elemente» [Радиоактивные превращения и периодическая система элементов]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (на немецком языке). 46 (1): 422–439. дои : 10.1002/cber.19130460162. ISSN  0365-9496. Архивировано из оригинала 27 июля 2020 года . Проверено 27 июня 2020 г.
  19. ^ Содди, Фредерик (1913). «Радиоэлементы и периодический закон». Chemical News . 107 : 97–99. Архивировано из оригинала 12 февраля 2020 г. Получено 30 мая 2020 г.
  20. ^ abc Yruma 2008, стр. 39–42.
  21. ^ Sutton, Mike (5 ноября 2018 г.). «Hahn, Meitner and the discovery of nuclear fission». Chemistry World . Royal Society of Chemistry. Архивировано из оригинала 2 июля 2020 г. Получено 3 июля 2020 г.
  22. ^ Симе 1996, стр. 57–61.
  23. ↑ Хан 1966, стр. 117–132.
  24. ↑ Мейтнер, Лиза (1 июня 1918 г.). «Die Muttersubstanz des Actiniums, Ein Neues Radioaktives Element von Langer Lebensdauer». Zeitschrift für Elektrochemie und angewandte Physikalische Chemie (на немецком языке). 24 (11–12): 169–173. дои : 10.1002/bbpc.19180241107. S2CID  94448132.
  25. ^ Мейтнер, Лиза (1 июня 1918 г.), «Die Muttersubstanz des Actiniums, Ein Neues Radioaktives Element von Langer Lebensdauer» [Материнское вещество актиния, нового радиоактивного элемента с длительным сроком службы], Zeitschrift für Elektrochemie und Angewandte Physikalische Chemie , 24 (11–12): 169–173, doi : 10.1002/bbpc.19180241107, S2CID  94448132, заархивировано из оригинала 16 октября 2020 г. , получено 12 октября 2020 г.
  26. ^ ab "База данных номинаций: Отто Хан". Nobel Media AB. Апрель 2020 г. Архивировано из оригинала 20 июня 2020 г. Получено 9 июня 2020 г.
  27. ^ abc "База данных номинаций: Лиза Мейтнер". Nobel Media AB. Апрель 2020 г. Архивировано из оригинала 12 июня 2020 г. Получено 9 июня 2020 г.
  28. ^ "Протактиний | Pa (элемент)". PubChem . Получено 18 июня 2020 г.
  29. ^ Блэкетт, Патрик Мейнард Стюарт (2 февраля 1925 г.). «Выброс протонов из ядер азота, сфотографированный методом Вильсона». Труды Королевского общества A: Математические, физические и инженерные науки . 107 (742): 349–360. Bibcode :1925RSPSA.107..349B. doi : 10.1098/rspa.1925.0029 .
  30. ^ Кокрофт, Дж. Д .; Уолтон, Э. Т. С. (1 июня 1932 г.). «Эксперименты с положительными ионами высокой скорости. (I) Дальнейшие разработки метода получения положительных ионов высокой скорости». Труды Лондонского королевского общества A: Математические, физические и инженерные науки . 136 (830): 619–630. Bibcode : 1932RSPSA.136..619C. doi : 10.1098/rspa.1932.0107 . ISSN  1364-5021.
  31. ^ Кокрофт, Дж. Д .; Уолтон, Э. Т. С. (1 июля 1932 г.). «Эксперименты с положительными ионами высокой скорости. (II) Распад элементов протонами высокой скорости». Труды Лондонского королевского общества A: Математические, физические и инженерные науки . 137 (831): 229–242. Bibcode : 1932RSPSA.137..229C. doi : 10.1098/rspa.1932.0133 . ISSN  1364-5021.
  32. ^ Пул, Майк; Дейнтон, Джон; Чаттопадхай, Свапан (20 ноября 2007 г.). «Субатомное наследие Кокрофта: расщепление атома». CERN Courier . Архивировано из оригинала 11 июня 2020 г. Получено 7 августа 2020 г.
  33. ↑ Родс 1986, стр. 39, 160–167, 793.
  34. ↑ Чедвик объявил о своих первых результатах в: J. Chadwick (1932). "Возможное существование нейтрона" (PDF) . Nature . 129 (3252): 312. Bibcode :1932Natur.129Q.312C. doi : 10.1038/129312a0 . ISSN  0028-0836. S2CID  4076465. Архивировано (PDF) из оригинала 27 августа 2018 г. . Получено 25 мая 2020 г. .Впоследствии он более подробно изложил свои выводы в: Chadwick, J. (1932). «Существование нейтрона». Труды Королевского общества A. 136 ( 830): 692–708. Bibcode : 1932RSPSA.136..692C. doi : 10.1098/rspa.1932.0112 . Архивировано из оригинала 18 декабря 2017 г. Получено 25 мая 2020 г.; и Чедвик, Дж. (1933). «Бейкерианская лекция: Нейтрон». Труды Королевского общества A . 142 (846): 1–25. Bibcode :1933RSPSA.142....1C. doi : 10.1098/rspa.1933.0152 .
  35. ↑ Родс 1986, стр. 200–201.
  36. ^ Симе 1996, стр. 161–162.
  37. ^ Кюри, Ирен ; Жолио, Фредерик (15 января 1934 г.). «Un nouveau type de radioactivité» [Новый тип радиоактивности]. Comptes rendus des séances de l'Académie des Sciences (на французском языке). 198 (3): 254–256.
  38. ^ ab Fergusson, Jack E. (июль 2011 г.). «История открытия ядерного деления». Foundations of Chemistry . 13 (2): 145–166. doi :10.1007/s10698-011-9112-2. ISSN  1386-4238. S2CID  93361285.
  39. ^ ab Rhodes 1986, стр. 210–211.
  40. ^ ab Sime 1996, стр. 162–163.
  41. ^ Guerra, Francesco; Robotti, Nadia (декабрь 2009 г.). «Открытие Энрико Ферми искусственной радиоактивности, вызванной нейтронами: влияние его теории бета-распада». Physics in Perspective . 11 (4): 379–404. Bibcode : 2009PhP....11..379G. doi : 10.1007/s00016-008-0415-1. S2CID  120707438.
  42. ^ Ферми, Э.; Амальди , Э .; Д'Агостино, О.; Разетти , Ф .; Сегре, Э. (1934). «Искусственная радиоактивность, вызванная нейтронной бомбардировкой». Труды Королевского общества A: Математические, физические и инженерные науки . 146 (857): 483. Bibcode : 1934RSPSA.146..483F. doi : 10.1098/rspa.1934.0168 .
  43. ↑ Фриш 1979, стр. 88–89.
  44. ^ abcdef Сегре, Эмилио Г. (июль 1989 г.). «Открытие деления ядра». Physics Today . 42 (7): 38–43. Bibcode : 1989PhT....42g..38S. doi : 10.1063/1.881174.
  45. ^ Симе 1996, стр. 164.
  46. ^ abc Fermi, E. (6 июня 1934 г.). «Возможное производство элементов с атомным числом выше 92». Nature . 133 (3372): 898–899. Bibcode :1934Natur.133..898F. doi : 10.1038/133898a0 . ISSN  0028-0836. S2CID  8289903.
  47. ^ Yruma 2008, стр. 46–47.
  48. ^ Амальди 2001, стр. 153–156.
  49. ^ Симе 1996, стр. 166.
  50. ^ Мейтнер, Л. (ноябрь 1934 г.). «Über die Umwandlung der Elemente durch Neutronen» [О преобразовании элементов нейтронами]. Naturwissenschaften (на немецком языке). 22 (45): 759. Бибкод : 1934NW.....22..759M. дои : 10.1007/BF01498223. ISSN  0028-1042. S2CID  12599573.
  51. ↑ Родс 1986, стр. 217–219.
  52. ^ Гамов, Джордж (1930). «Кривая дефекта массы и ядерное строение». Труды Королевского общества A. 126 ( 803): 632–644. Bibcode : 1930RSPSA.126..632G. doi : 10.1098/rspa.1930.0032 . JSTOR  95297.
  53. ^ Choksi, Rustum; Muratov, Cyrill; Topaloglu, Ihsan (декабрь 2017 г.). «Старая проблема всплывает нелокально: жидкие капли Гамова вдохновляют современные исследования и приложения». Notices of the American Mathematical Society . 64 (11): 1275–1283. doi : 10.1090/noti1598 .
  54. ^ фон Вайцзеккер, CF (1935). «Zur Theorie der Kernmassen» [О теории ядерных масс]. Zeitschrift für Physik (на немецком языке). 96 (7–8): 431–458. Бибкод : 1935ZPhy...96..431W. дои : 10.1007/BF01337700. S2CID  118231854.
  55. ↑ Бор, Н. (29 февраля 1936 г.). «Нейтронный захват и строение ядра». Nature . 137 (3461): 344–348. Bibcode :1936Natur.137..344B. doi : 10.1038/137344a0 . ISSN  0028-0836. S2CID  4117020.
  56. ^ Пирсон, Майкл (июнь 2015 г.). «О запоздалом открытии деления». Physics Today . 68 (6): 40–45. Bibcode : 2015PhT....68f..40P. doi : 10.1063/PT.3.2817 .
  57. ↑ Ноддак, Ида (15 сентября 1934 г.). «Über das Element 93» [Об элементе 93]. Zeitschrift für Angewandte Chemie . 47 (37). Перевод Гретцера, HG: 653–655. Бибкод : 1934AngCh..47..653N. дои : 10.1002/ange.19340473707. ISSN  1433-7851. Архивировано из оригинала 10 июня 2020 года . Проверено 2 июня 2020 г.
  58. ^ ab Hook 2002, стр. 139–141.
  59. ↑ Либби 1979, стр. 43.
  60. ↑ Хук 2002, стр. 130–132.
  61. ^ Sime, Ruth Lewin (май 1989). «Лиз Мейтнер и открытие деления». Журнал химического образования . 66 (5): 373–376. Bibcode :1989JChEd..66..373S. doi : 10.1021/ed066p373 . ISSN  0021-9584.
  62. ^ Симе 1996, стр. 368.
  63. ^ "Ehrung der Physikerin Lise Meitner Aus dem Otto-Hahn-Bau wird der Hahn-Meitner-Bau" [В честь физика Лизы Мейтнер, когда здание Отто Хана становится зданием Хан-Мейтнер] (на немецком языке). Свободный университет Берлина. 28 октября 2010 г. Архивировано из оригинала 3 августа 2020 г. . Проверено 10 июня 2020 г.
  64. ^ v. Grosse, A. ; Agruss, M. (1 августа 1934 г.). "Химия элемента 93 и открытие Ферми". Physical Review . 46 (3): 241. Bibcode :1934PhRv...46..241G. doi :10.1103/PhysRev.46.241. ISSN  0031-899X.
  65. ^ v. Grosse, A. ; Agruss, M. (1 марта 1935 г.). «Идентичность реакций Ферми элемента 93 с элементом 91». Журнал Американского химического общества . 57 (3): 438–439. doi :10.1021/ja01306a015. ISSN  0002-7863.
  66. ^ Симе 1996, стр. 164–165.
  67. ↑ Хан 1966, стр. 140–141.
  68. ^ Фридлендер, Герхарт ; Херрманн, Гюнтер (апрель 1981 г.). «Фриц Штрассман». Physics Today . 34 (4): 84–86. Bibcode : 1981PhT....34d..84F. doi : 10.1063/1.2914536. ISSN  0031-9228.
  69. ^ ab Sime 1996, стр. 156–157, 169.
  70. ^ ab Sime 1996, стр. 138–139.
  71. ^ Симе 1996, стр. 150.
  72. ^ "Originalgeräte zur Entdeckung der Kernspaltung, "Hahn-Meitner-Straßmann-Tisch"" .
  73. ^ "Entdeckung der Kernspaltung 1938, Veruchsaufbau, Немецкий музей, Мюнхен | Музей увлечений" . Ютуб . 7 июля 2015 г.
  74. ^ abcd Sime, Ruth Lewin (15 июня 2010 г.). «Неудобная история: экспозиция ядерного деления в Немецком музее». Physics in Perspective . 12 (2): 190–218. Bibcode :2010PhP....12..190S. doi :10.1007/s00016-009-0013-x. ISSN  1422-6944. S2CID  120584702.
  75. ^ Симе 1996, стр. 167.
  76. ^ Симе 1996, стр. 169.
  77. ^ О., Хан ; Л., Мейтнер (11 января 1935 г.). «Uber die kunstliche Umwandlung des Urans durch Neutronen» [О индуцированной трансмутации урана нейтронами]. Naturwissenschaften (на немецком языке). 23 (2): 37–38. Бибкод : 1935NW.....23...37H. дои : 10.1007/BF01495005. ISSN  0028-1042. S2CID  36819610.
  78. ^ ab Sime 1996, стр. 170–172.
  79. ^ аб Л., Мейтнер ; О., Хан ; Штрассманн, Ф. (май 1937 г.). «Über die Umwandlungsreihen des Urans, die durch Neutronenbestrahlung erzeugt werden» [О серии превращений урана, генерируемых нейтронным излучением]. Zeitschrift für Physik (на немецком языке). 106 (3–4): 249–270. Бибкод : 1937ZPhy..106..249M. дои : 10.1007/BF01340321. ISSN  0939-7922. S2CID  122830315.
  80. ^ аб О., Хан ; Л., Мейтнер ; Штрассманн, Ф. (9 июня 1937 г.). «Über die Trans-Urane und ihr chemisches Verhalten» [О трансуранах и их химическом поведении]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft . 70 (6): 1374–1392. дои : 10.1002/cber.19370700634. ISSN  0365-9496.
  81. ^ Симе 1996, стр. 174–177.
  82. ^ Симе 1996, стр. 177.
  83. ^ Симе 1996, стр. 179.
  84. ^ Симе 1996, стр. 180–181.
  85. ^ Кюри, Ирен ; Савич, П. (октябрь 1937 г.). «Радиоэлементы формируются в уране, облученном нейтронами». Journal de Physique et le Radium (на французском языке). 8 (10): 385–387. doi : 10.1051/jphysrad: 01937008010038500. S2CID  98098893.
  86. ^ Симе 1996, стр. 182–183.
  87. ^ аб Кюри, Ирен ; Савич, П. (сентябрь 1938 г.). «Радиоэлементы формируются в уране, облученном нейтронами. II». Журнал Physique et le Radium . 9 (9): 355–359. doi : 10.1051/jphysrad: 0193800909035500. S2CID  94056868.
  88. ^ Симе 1996, стр. 184–185.
  89. ^ Симе 1996, стр. 189–190.
  90. ^ Симе 1996, стр. 200–207.
  91. ^ Симе 1996, стр. 221–224.
  92. ^ О., Хан ; Штрассманн, Ф. (18 ноября 1938 г.). «Über die Entstehung von Radiumisotopen aus Uran durch Bestrahlen mit schnellen und verlangsamten Neutronen» [О создании изотопов радия из урана путем облучения быстрыми и медленными нейтронами]. Naturwissenschaften (на немецком языке). 26 (46): 755–756. Бибкод : 1938NW.....26..755H. дои : 10.1007/BF01774197. ISSN  0028-1042. S2CID  20406901.
  93. ^ Симе 1996, стр. 227–230.
  94. ^ Симе 1996, стр. 233–234.
  95. ^ "Открытие ядерного деления". Институт Макса Планка . Получено 31 июля 2021 г.
  96. ^ ab von Weizsacker , Carl Friedrich v . Weizsacker ( сентябрь 1996  г. ) . «  Hahn´s Nobel was have been ...
  97. ^ О., Хан ; Штрассманн, Ф. (6 января 1939 г.). «Über den Nachweis und das Verhalten der bei der Bestrahlung des Urans mittels Neutronen entstehenden Erdalkalimetalle» [О существовании щелочноземельных металлов в результате нейтронного облучения урана]. Naturwissenschaften (на немецком языке). 27 (1): 11–15. Бибкод : 1939NW.....27...11H. дои : 10.1007/BF01488241. ISSN  0028-1042. S2CID  5920336.
  98. ↑ Фриш 1979, стр. 113–114.
  99. ^ Симе 1996, стр. 235–239.
  100. ^ Симе 1996, стр. 235.
  101. ^ аб Фриш 1979, стр. 115–116.
  102. ^ Симе 1996, стр. 243.
  103. ^ Фриш 1979, стр. 116.
  104. ^ ab Sime 1996, стр. 246.
  105. ^ Симе 1996, стр. 239, 456.
  106. ↑ Родс 1986, стр. 263.
  107. ^ Meitner, L. ; Frisch, OR (1939). «Распад урана нейтронами: новый тип ядерной реакции». Nature . 143 (3615): 239. Bibcode :1939Natur.143..239M. doi :10.1038/143239a0. ISSN  0028-0836. S2CID  4113262. Архивировано из оригинала 28 апреля 2019 года . Получено 25 мая 2020 года .
  108. ^ Фриш, О. Р. (1939). «Физические доказательства деления тяжелых ядер под нейтронной бомбардировкой». Nature . 143 (3616): 276. Bibcode :1939Natur.143..276F. doi : 10.1038/143276a0 . ISSN  0028-0836. S2CID  4076376.
  109. ^ Хан, О.; Штрассманн, Ф. (февраль 1939 г.). «Nachweis der Entstehung aktiver Bariumisotope aus Uran und Thorium durch Neutronenbestrahlung; Nachweis weiterer aktiver Bruchstücke bei der Uranspaltung». Naturwissenschaften . 27 (6): 89–95. Бибкод : 1939NW.....27...89H. дои : 10.1007/BF01488988. S2CID  33512939.
  110. ^ «Отто Хан» (на немецком языке). Физика для всех . Проверено 19 августа 2024 г.
  111. ^ Стюэр, Роджер Х. (октябрь 1985 г.). «Принесение новостей о делении в Америку». Physics Today . 38 (10): 48–56. Bibcode : 1985PhT....38j..48S. doi : 10.1063/1.881016. ISSN  0031-9228.
  112. ^ ab Sime 1996, стр. 260–261.
  113. ^ Симе 1996, стр. 263.
  114. ↑ Родс 1986, стр. 267–268.
  115. ^ HL Anderson; ET Booth; JR Dunning; E. Fermi; GN Glasoe; FG Slack (1939). "Деление урана". Physical Review . 55 (5): 511. Bibcode : 1939PhRv...55..511A. doi : 10.1103/PhysRev.55.511.2. ISSN  0031-899X.
  116. ↑ Родс 1986, стр. 267–270.
  117. ^ Бор, Нильс ; Уилер, Джон Арчибальд (сентябрь 1939). «Механизм ядерного деления». Physical Review . 56 (5): 426–450. Bibcode : 1939PhRv...56..426B. doi : 10.1103/PhysRev.56.426 . ISSN  0031-899X.
  118. ^ Уиллер и Форд 1998, стр. 31.
  119. ↑ Уиллер и Форд 1998, стр. 27–28.
  120. ^ Симе 1996, стр. 258.
  121. ^ Sime, R. (март 2000 г.). «Поиск трансурановых элементов и открытие ядерного деления». Physics in Perspective . 2 (1): 48–62. Bibcode : 2000PhP.....2...48S. doi : 10.1007/s000160050036. ISSN  1422-6944. S2CID  117751813.
  122. ↑ Родс 1986, стр. 353–355.
  123. ↑ Von Halban, H. ; Joliot, F. ; Kowarski, L. (22 апреля 1939 г.). «Число нейтронов, освобожденных при делении ядра урана». Nature . 143 (3625): 680. Bibcode :1939Natur.143..680V. doi : 10.1038/143680a0 . ISSN  0028-0836. S2CID  4089039.
  124. ^ Андерсон, Х.; Ферми , Э .; Ханштейн, Х. (16 марта 1939 г.). «Производство нейтронов в уране, бомбардируемом нейтронами». Physical Review . 55 (8): 797–798. Bibcode : 1939PhRv...55..797A. doi : 10.1103/PhysRev.55.797.2. ISSN  0031-899X.
  125. ^ Андерсон, HL (апрель 1973). «Ранние дни цепной реакции». Bulletin of the Atomic Scientists . 29 (4): 8–12. Bibcode : 1973BuAtS..29d...8A. doi : 10.1080/00963402.1973.11455466. ISSN  1938-3282. Архивировано из оригинала 8 июня 2020 года . Получено 8 июня 2020 года .
  126. ↑ Кларк 1961, стр. 25–29.
  127. ^ abcde Кроуфорд, Элизабет; Сайм, Рут Левин ; Уокер, Марк (1997). «Нобелевская история послевоенной несправедливости». Physics Today . 50 (9): 26–32. Bibcode : 1997PhT....50i..26C. doi : 10.1063/1.881933. ISSN  0031-9228.
  128. ^ Симе 1996, стр. 158, 232.
  129. ^ Yruma 2008, стр. 138.
  130. ^ "Нобелевская премия по химии 1944 года". Nobel Foundation. Архивировано из оригинала 26 декабря 2018 года . Получено 6 октября 2008 года .
  131. ^ Симе 1996, стр. 326–327.
  132. ^ Yruma 2008, стр. 73.
  133. ^ "База данных номинаций: Отто Роберт Фриш". Nobel Media AB. 9 июня 2020 г. Архивировано из оригинала 9 июня 2020 г. Получено 9 июня 2020 г.
  134. ^ ab Sime, Ruth Lewin (март 2006 г.). «Политика памяти: Отто Ган и Третий рейх». Physics in Perspective . 8 (1): 3–51. Bibcode :2006PhP.....8....3S. doi :10.1007/s00016-004-0248-5. ISSN  1422-6944. S2CID  119479637.
  135. ^ ab Yruma 2008, стр. 132–137.
  136. ^ Бернштейн 2001, стр. 122.
  137. ^ Бадаш 1983, стр. 176.
  138. ↑ Yruma 2008, стр. 150–154, 160.
  139. ↑ Хилл 2003, стр. 120–123.
  140. ↑ Гроувс 1962, стр. 5.
  141. ^ Yruma 2008, стр. 161–164.
  142. ^ «Лизе Мейтнер» (на немецком языке). ДПМА . Проверено 13 августа 2023 г.
  143. ^ "Meitner and Hahn". Двигатели нашей изобретательности . Получено 13 августа 2023 г.
  144. ^ "Европейцы получают премию Ферми за исследования ядерного деления". The New York Times . 24 сентября 1966 г. Архивировано из оригинала 10 июня 2020 г. Получено 10 июня 2020 г.
  145. ↑ Хан 1966, стр. 183.
  146. ^ "Fermi Lise Meitner, 1966". US DOE Office of Science. 28 декабря 2010 г. Архивировано из оригинала 12 июля 2020 г. Получено 12 июля 2020 г.
  147. ^ "Fermi Otto Hahn, 1966". US DOE Office of Science. 28 декабря 2010 г. Архивировано из оригинала 3 августа 2020 г. Получено 12 июля 2020 г.
  148. ^ Симе 1996, стр. 379–380.

Ссылки

Дальнейшее чтение