『壹』 為什麼德國首先發現了核裂變,美國卻率先成功研製了
一個女人在娘家時就懷孕了,在出嫁後把孩子生在了夫家,你能怪這個女人的娘家沒有得到這個孩子嗎?
原子彈的發展是一個過程,之所以它沒有在德國生產出來,是因為德國在原子彈完成研製之前就已經被攻佔了,德國的科學家被美國人搶走了,美國研製原子彈是在德國研製基礎上實現的——這就象是搶走了一個懷孕即將臨盆的女人,然後把孩子生在自己家一樣自然。
當年杜勒斯有句名言:科學家是高地,科學家是未來,科學家是長期的回報!
與蘇聯重視搶錢財和機器設備不同,美國人因為離得遠,機器設備運輸不便——也許那些設備它就看不上——所以它更重視人才的搶奪!
『貳』 二戰時期德國、日本和蘇聯都有原子彈計劃,為何只有美國成功
人類歷史上最大規模的戰爭自然非二戰莫屬,二戰的終結性武器也是眾所周知的——原子彈。作為人類歷史上威力最大的武器之一,原子彈直接加速了二戰進程。
但是也產生了一個問題,除了美國,當時的德國和日本都有原子彈計劃,但是為何德國和日本都沒能搶先造出原子彈,尤其是,擁有強大國力的蘇聯二戰時期也沒能第一個研製出原子彈,這究竟是怎麼回事呢?
1940年,英美德等國的科技雜志不約而同的出現了一個有趣的現象——關於核科學的研究論文幾乎一夜之間消失的無影無蹤。各國的主要核物理學者也都銷聲匿跡,就像從未在學術界出現過一樣。
2. 全力以赴
雖然德國日本和蘇聯都有原子彈計劃,但是由於戰爭等原因,並不能全力以赴的發展,比如日本陸軍部建立原子彈方案之後,海軍也建立了相應的方案,眾所周知日本陸海軍不和,所以陸軍和海軍的方案直接沖突就體現了出來。陸軍搶奪了大部分的核科學家,但是卻認為原子彈並不能製造出來:“以德國和美國的國力都不能製造,日本至少需要10年時間。”但是日本海軍卻一直沒有放棄原子彈計劃。
德國和日本的毛病也差不多,陸軍和海軍各有一套計劃互相掣肘,而且方案不同,海軍專注於核動力潛艇(畢竟海軍靠鄧尼茨狼群戰術活著),所以德國的核計劃也算是各有各的一套。
而且當時濃縮鈾的方案全世界有三種,這三種方案到底哪個比較好誰也不知道,美國的曼哈頓計劃居然三個方案同時上馬,但是其它國家可就完全做不到了,比如蘇聯由於蘇德戰爭的問題核計劃就只能一拖再拖,其實蘇聯掌握了大量的美國核情報,也具有相當的研發實力和國力,問題在於蘇聯被蘇德戰爭束縛無法全力以赴,所以美國才能搶先。
3. 秘密破壞
其實美國核計劃成功的另外一個關鍵因素在於破壞了德國的核計劃。比如當時德國本來認為石墨反應堆是可行的,但是盟軍情報人員通過往石墨裡面摻入雜質導致石墨不純,以至於德國的核科學家認為石墨根本不能作為減速劑,結果德國在挪威的重水工廠還遭到了盟軍特工的攻擊,導致德國重水生產停滯,所以德國最終才未能生產出原子彈。可以說盟軍的破壞對德國核計劃失敗也是至關重要的。
所以說,核武器的成果不單單是國力問題,更是考驗整個民族智慧的問題,可見我國當年的成功是多麼令人振奮。
『叄』 二戰時德國先於美國製造出原子彈嗎
美國最先製造出原子彈
德國作為一個在本世紀初在物理學領域曾遙遙領先,特別是在核物理研究方面擁有象海森堡、蓋革、博特和在放射化學上有象哈恩這樣優秀人才的國家;作為一個最先在實驗室里分離出鈾235,首先發現核裂變和具有強大的化學工業,並佔有很好的鈾資源的國家;作為一個具有良好的組織傳統,而且即使是蓋世太保這樣的特務組織也對科學研究有一定興趣的國家,德國卻未能在世界上首先製造出原子彈,其中的原因是很復雜的。
一:納粹對現代科學、尤其是抽象科學的反對,使得核物理研究失去了基礎當現代物理學的一些概念與經典物理學發生沖突時,德國物理學界的保守勢力和親納粹分子,無形中接受和應用了納粹的理論宣傳,而將這種學術上的沖突歸並為政治和民族觀念上的沖突。1905年諾貝爾物理學獎獲得者勒納和1919年諾貝爾物理學獎獲得者斯塔克,從20年代起就致力於所謂「日耳曼物理學」的研究和分類,企圖為經典物理學找到「日耳曼血統「的原因。勒納攻擊相對論為「猶太人的詭計」,斯塔克宣稱量子力學是「徒勞的形式主義」。他們不斷地晉見包括希特勒在內的納粹高級領導人,並在納粹主管宣傳的羅森堡的支持下,不斷地在報紙和雜志上發表文章,攻擊愛因斯坦、普朗克、索末菲、海森堡和他們的學說,企圖將自己的「日耳曼物理學」強加於德國社會。
二:納粹對猶太科學家的迫害,使大量優秀科學家逃離德國,導致核研究方面的人才匱乏,同時也成全了美國的核計劃。1933年,希特勒上台後,哥廷根的4個物理和數學研究所的所長中有3個離職,愛因斯坦等科學家也離開了柏林。這一年共有20位諾貝爾獎金獲得者辭職而去,其中包括11位物理學家。在戰爭前夕,有40%的大學教授失去了職務,這些職務大多落到了不學無術的納粹分子手裡。在索末菲的領導下,慕尼黑大學曾經是一個很出色的原子研究中心。1935年,索末菲准備退休時,他與其他學者想請海森堡作為接班人,但納粹分子拒絕了這一要求。經過3年的較量,最後還是由一名納粹分子占據了這個職務,從而斷送了這個中心。納粹在青年學生中進行煽動並徵兵,還使德國的核研究失去了一批年輕的研究人員和學生。對於研製原子彈這樣大規模和復雜的科學研究,一支有志獻身於研究,精力旺盛,反應靈敏的年輕研究隊伍是必不可少的,但德國恰恰缺少這樣一支隊伍。
三:納粹對核研究的組織工作不得力。希特勒將科學研究和人的品德對立起來,他強調:「德國教育需要的是個人為團體的犧牲精神,而不是由科學助長起來的物質利己主義。」盡管德國郵電部長奧尼索格在1940年就對希特勒講過原子彈,斯皮爾在1942年又向他匯報過,但至今沒有發現任何記載希特勒在這個問題上曾採取行動的文件。1942年以前,希特勒完全把賭注押在閃擊戰上,認定戰爭會很快結束,認為不需花費大力氣去研製尚無把握的新式武器,沒有原子彈照樣可以取勝。納粹頭目們還從發動戰爭的實用需要出發,一開始就把研製火箭武器放在首要地位,僅從1937年到1940年,德國陸軍在發展大型火箭方面就花費了5.5億馬克,而德國軍備部長施佩爾批准給予「鈾計劃」的經費,只有100多萬馬克。這與美國的「曼哈頓工程」相比,還不到千分之一。
四:德國人對原子彈的研究發生了偏差。製造原子彈離不開反應堆,有了反應堆才能摸清形成大量核裂變的規律,而製造反應堆必須有能夠使中子裂變速度變慢的物質,即減速劑。德國科學家最初找到了兩種控制中子裂變的物質,一是重水,二是石墨。德國科學家開始採用的反應堆是石墨沸水堆,石墨有減慢中子的作用。布雷格根據自己的理論推斷和計算的結果,很有預見地認為最理想的減速劑是石墨。於是他提出需要100塊長3米、寬0.6米的石墨片進行深入的研究。生產任務交給了位於拉齊步日的一家工廠,由於石墨片的規格特殊,數量大,加上緊迫的交貨期限,引起了總工藝師埃爾溫·施密特的猜測,他斷定這是用於軍事目的,於是,他設法使生產出來的石墨片中含有二氧化鐵、鈣和硫等雜質。布雷格不知其中緣由,他用這些含雜質的石墨片進行試驗,結果屢試屢敗,最後不得不懷疑是自己的理論或計算出了問題,布雷格只得另從其他途徑尋找新的減速劑,原以接近製造原子彈的日期便大大推遲了。而著名物理學家費米在美國芝加哥設計的用石墨作減速劑的原子反應堆,卻於1942年12月2日試驗成功,打開了可控核裂變的大門,為美國製造原子彈鋪平了道路。正如美國原子彈之父奧本海默在1954年為《紐約時報》著文所說的那樣:「本來布雷格教授是會比美國早兩年造出原子彈的,只是由於他的一個差錯,才使得人類免遭一場全面的浩劫。」布雷格面對失敗,不得已另找途徑,經過多次試驗分析,德國科學家們最後確認重水可以充當減速劑。
五:英國特工對挪威重水工廠的破壞使得德國的原子彈研製計劃幾乎陷入停滯。重水由氘和氧化合而成,天然水中的重水含量只有六千分之一左右。德國重水的主要來源是被佔領的挪威的「努爾斯克」重水工廠,它是當時世界上最大的重水生產工廠。英國突擊隊和當地挪威的地下抵抗組織聯合起來,欲圖摧毀這個重水工廠。第一次突擊以失敗告終,但是德軍在抓獲了這些突擊隊員後,未經審判就把他們處決了,但並沒有提高警惕,有效地加強對工廠的保護,以至工廠最後被完全摧毀。後來,重水的供應一直卡著德國核研究的脖子。1942年,德國全部的科研計劃歸戈林管理,一批科研人員也從前線返回實驗室,但在這一年雖然有2500萬馬克的科研經費沒有用完,卻沒有對急需資金的核研究提供更多的幫助,以後,重水工廠和鈾工廠相繼遭到破壞,加上前線告急,德國的工業再也負擔不起核反應堆的建造和原子彈的研製任務了。
六:德國科學家內部的思想混亂和失誤部分參加德國核研究的人是很消極的,並沒有全心全意投入研究工作,大多數科學家都是帶著像海森堡那樣的復雜心情參加核研究的。其時,德國「鈾計劃」的核心人物海森堡已認識到許多原子彈的關鍵技術問題,如,他認識到了製造原子彈的核心部分——反射器和臨界質量問題。他在德國戰敗之時,曾對哈恩說過:一個直徑54厘米、重約1噸的球狀鈾235,能夠利用「極快的中子「維持鏈式反應,並產生大量的中子,但是,如果鈾235材料外麵包有一種「反射器」的話,那麼有250公斤的鈾235就能起爆了……通過臨界質量以下的兩小塊鈾235壓到一起的方法,就能控制起爆時間。海森堡等德國科學家在戰爭期間故意避開了對原子彈的研究,轉而研究反應堆和迴旋加速器,這是使德國原子彈研製工作沒有突破的一個重要原因。海森堡對他的行為曾這樣解釋道:「在專制政權統治下,只有那些表面上與政府合作的人才能進行有效的積極抵抗。」另一位科學家羅伯特·容克對此作了補充:「海森堡和他的朋友們之所以原因從事德國原子彈的研製工作,這首先是為了使另外一些缺乏覺悟的物理學家無法把他們決心使之失敗的事業推向成功。」而一直與納粹作頑強斗爭的勞厄,在評論德國失敗時說:「如果一個人沒有作出新發現的願望,他就作不出新發現。」
『肆』 原子彈是怎樣被發明出來的
20世紀初,當著名的科學家愛因斯坦首創了核動力公式後,到了30年代,義大利的費米,英國的詹姆斯·查德威克,德國的哈恩、施特勞斯等科學家均在原子物理的研究中發現,1克重的鈾產生裂變後其能量相當於燃燒3噸煤或200升汽油所放出的能量,所產生的爆炸力將是巨大和驚人的。人類自此進入了嶄新的「核工業」時代。
一、德國人捷足先登,核武器研發動手很快。
然而,就在科學界這一驚人的發現感到欣喜的時候,德軍最高統帥部也對此發現表現出了極大的興趣。他們認為:如果應用到未來的戰爭中,製造「超級武器」,稱霸全世界的夢想指日可待。
說干就干,1939年4月,6名原子物理學家被召集到柏林,當然這個會議是在保密的情況下進行的,會議就一個議題,就是如何開發原子能的應用,研製可產生核裂變的裝置,直白的說,就是原子彈。德國人的效率就是高,同年的9月26日,德軍最高統帥部就正式確定了代號為「U」的秘密研製核武器的計劃。
二、專家向美軍方建議,被當做「怪人」。
該計劃的實施,最終還是在物理界成為大家熟知的消息,一些開明的科學家很快意識到問題的嚴重性。原子彈的威力巨大,誰擁有它誰就能主宰世界,如果「戰爭狂人」希特勒一旦擁有,憑他的瘋狂勁,倒霉的是全人類。
這些擔心不是危言聳聽,他們要阻止德國的實驗項目,流亡在紐約的義大利物理學家費米立刻聯系一些開明人士或權威人士,積極奔走,呼籲白宮盡快開展「超級武器」的研發工作,目的就一個,不能讓希特勒研發出「超級武器」。但當他們向美軍方提出這項方案時,軍方從沒有聽說過這樣東西,也不相信原子彈能產生巨大破壞力。最終這些專家都當成「怪人」來看待,對他們的建議更是不屑一顧,甚至嗤之以鼻。
三、美國是唯一能阻止該計劃的國家。
真是「秀才遇到兵,有理說不清」啊!軍方的態度讓費米等人即感到失望,又心急如焚,他們深知核能的巨大威力,如果「戰爭狂人」搶先製造出「超級武器」,那麼人類的悲劇將是史無前例的。他們不氣壘、不放棄,深知「超級武器」的研發並不是一件輕松的事情。
首先,研發需要雄厚的經濟後盾作保障,沒有錢什麼事情都不用去想,而當時的美國是經濟大國,有這樣的經濟條件;其次,許多科學家或專家為了躲避戰火,來到「天堂」紐約,使這里擁有當時最多的人才和完備的研發體系;第三,當時白宮沒有直接參戰,而且隔著大西洋,遠離戰火紛飛的歐洲,為研發提供安定的 社會 環境。這些條件,只有當時的美國能提供,也只有它才有可能挑戰德國,並與其相抗衡。
後記
軟的不行,來硬的。費米、泰勒等人決定直接上書總統羅斯福,只有他能讓研製方案落實並盡快實施。為了增加說服力他們找到了德高望重的愛因斯坦,請他作為代表向總統進言。同時,還拉上科學顧問阿列克謝·薩克斯(羅斯福的好友),委託他向總統進行游說工作。
最終,1939年10月,羅斯福下令成立一個鈾顧問委員會,並於當年的12月6日正式批准了「超級武器」的研製計劃。國會首批20億美元科研經費到位。白宮在正式制定這項研究工程的同時,為這項工程取名為「曼哈頓工程」。
這個問題以時間序列梳理如下:
1803年,英國化學家物理學家約翰道爾頓觀察分子時發現了分子上有重影,開始不以為然以為自己是老眼昏花了,後來眯眼仔細觀察發現了是一種更小的物質——原子
1911年,紐西蘭原子核物理學學家盧瑟福用阿爾法粒子轟擊金箔提出了原子核模型,隨後通過同樣的實驗發現了原子核中更小的單位——質子。
1934約里奧居里夫婦用阿爾法粒子轟擊元素,第一次發現人工放射性
1938年哈恩和斯特拉斯曼用中子轟擊鈾235時,發現了奇怪的現象,轟擊後鈾就像發生了連鎖反應,又會出現新的中子使更多的鈾原子被轟擊,並且放出了能量。隨後就將這個現象叫做核裂變——這是認為這個現象很像生物中的細胞分裂,畢竟1841年就發現了細胞分裂,這個概念是成熟的。著名核物理學家費米發現中子輻射產生新放射性元素以及用慢中子引起核裂變獲得同年1938年諾貝爾物理學獎,領完就跑到美國了。
失道寡助——德國
1939年4月,柏林大學和柏林工業大學教授舒曼和漢堡大學物流化學系主任、陸軍顧問保羅 哈特克來到希特勒位於帝國戰爭部的辦公室,向希特勒匯報了可以利用鈾原料來製作一種新式炸彈的構想,隨後希特勒正式批准德國原子能計劃。
1940年海森堡稱為德國研究原子彈的負責人,德國原子能計劃緊密推進,同年4月9日,德國佔領了挪威重水生產廠,並且掠奪了全部重水。
1944年2月,德國的所有重水又被英國突擊隊摧毀,雖然德國建設了用於核物理實驗的重水反應堆,但是知道戰爭失敗,反應堆並沒有臨界。不過事後證明德國的原子能計劃完成度已經達90%,只比美國至多慢了兩年。
得道多助——美國
1939年德國核裂變成功的消息發表後許多科學家已經發現了其中奧秘,其中美國籍匈牙利物理學家魏格納就力勸美國政府抓緊開始原子能計劃,要趕在納粹德國前研究出核武器。
1941年10月9日,美國羅斯福總統批准了原子能計劃
1942年8月,研究原子彈的「曼哈頓」計劃開始,一大批優秀的科學家參加其中,包括逃跑到美國許多頂級猶太物理學家,包括奧本海默、費米等,愛因斯坦也提供過咨詢,奧本海默被稱為「美國原子能之父」。
1945年7月16日,第一顆原子彈「三位一體」爆炸成功,當量相當於1500—2000噸TNT炸葯
原子彈我們大家都知道屬於核武器,它的威力駭人聽聞。但原子彈是怎樣發明的,或者說為什麼能有人想到這恐怖的武器,從而實踐,真正運用到軍事當中。
愛因斯坦很多人都說它和原子彈無關,他沒有參與美國曼哈頓原子彈計劃。可我覺得是有很大關系的。
1905年,愛因斯坦提出著名質能方程式。 質能方程E=MC2 ,E表示能量,m代表質量,而c則表示光速。他提出能量守恆定律,能量 不會憑空產生,也不會憑空消失,它只會從一種形式轉化為另一種形式,或者從一個物體轉移到其它物體,而能量的總量保持不變。後來該方程式 主要用來解釋核變反應中的質量虧損和計算高能物理中粒子的能量。正是因為有了這個理論,科學家們發現,賦予物體質量的原子核裡面蘊含著驚人的能量,從而開啟了對原子核的研究。
1938年,德國科學家奧多·哈恩和弗里茨·斯特拉斯曼發現 鈾原子核裂變 現像。發現原子核在裂變同時會釋放驚人的能量,這種鏈式反應如果不加以控制,會產生驚人的能量釋放。第二年,1939年初,二人發表論文。這一論文引起了德國高層和希特勒的注意。希特勒立即成立了研究機構,可由於當時德國的不重視,經費不足和對猶太人的屠殺,導致許多優秀人才流失,最終輸在終點線上。
早在前期,愛因斯坦在得知德國研製核武器時,愛因斯坦明白它的重要性和希特勒的野心,寫信羅斯福,但也沒得到羅斯福重視,但至少在羅斯福心中,有了對這種武器的認知。珍珠港事件爆發後,羅斯福意識到了原子武器的重要性。
1942年由美籍猶太裔著名物理學家羅伯特,奧本海默為主導的原子彈研究計劃,也就是曼哈頓計劃開始落實,美國投入大量人力物力和金錢。迅速超越德國技術,歷時三年。原子彈原告成功。
其實,原子彈並不是誰就可以發明的,這其中離不開那些在方方面面取得成就的科學家和為原子彈製造付出汗水的普通勞動者,據悉,曼哈頓計劃投入超過10萬人,這每一個人,都起到了作用,不管腦力也好,體力也罷。
原子彈的研製和使用——結束了二戰卻開啟了核競賽!
二戰期間,美國集中了本國和西歐眾多優秀的科學家,動用了十萬人員和大量工業資源,耗資20多億美元,秘密研製了兩年,製造了世界第一批原子彈。
1945年8月,美國在日本廣島和長崎第一次使用了原子彈,加速了日本的投降和二戰的結束。致使日本幾十萬人死亡,導致了戰後美蘇兩國的核軍備競賽。
(愛因斯坦與西拉德)
美國研製原子彈問題的提出過程
原子彈研發的條件: 1895年,德國科學家威廉·倫琴發現了陰電荷「X射線」。1902年,法國科學家居里夫婦發現放射性元素鐳。1905年,愛因斯坦發現物質和能是同一體的原理,英國物理學家盧瑟福發現了放射性物體的活動規律。這些都為原子彈的研發創造了有利條件。
鈾裂變的發現過程: 1938年,德國物理學家奧托·哈恩和弗里茨·斯特拉斯曼通過試驗發現,了物理學界期待的核裂變反應。1939年,猶太女物理學家莉澤·邁特納通過試驗,發現每裂變一個原子可放出大約兩億電子伏的能量。1939年,義大利科學家恩里科·費米,在美國哥倫比亞大學證實了鈾裂變試驗。
(原子彈准備中)
游說美國研製原子彈: 那些親身遭受希特勒迫害而從歐洲移居美國的科學家,他們擔心,如果德國首先擁有原子炸彈,希特勒就會毀滅世界。1939年,移居美國的匈牙利物理學家西拉德等人獲悉德國正在開會討論利用原子科學成果研製新武器。
但是,他們的游說都遭到了冷遇。於是,這批科學家把希望寄託在名震一時的愛因斯坦身上。1939年,西拉德到長島拜訪愛因斯坦,說明鈾裂變可能引起的嚴重後果,愛因斯坦表示願意幫忙。他又拜訪了羅斯福總統的私人顧問亞歷山大·薩克斯。
1939年10月,在橢圓形辦公室里,薩克斯正在把愛因斯坦的信念給總統聽,羅斯福舉棋不定,認為干預過早。在薩克斯不停的游說下,羅斯福決定採納愛因斯坦的建議,支持研究原子彈。從此,這一問題引起了美國政府的注意。
(廣島原子彈爆炸)
美國研製原子彈「曼哈頓計劃」的提出
1941年,太平洋戰爭爆發,美國被迫捲入二戰,加快了研製原子彈的步伐。1942年,美國制定了研製原子彈的「曼哈頓計劃」。美國政府為計劃確立了兩條原則,第一,給美國軍隊造出原子彈;第二,趕在德國人前頭。
參與研製原子彈的科學家有,英國物理學家查德威克,義大利物理學家費米,丹麥物理學家波爾,匈牙利物理學家特勒和西拉德等。1942年,德國軍需部長把製造原子彈的可能性告訴希特勒,希特勒對此態度冷淡。
(原子彈爆炸後)
美國對日本使用原子彈
1945年8月,第一顆原子彈即將准備就緒。對於原子彈的使用,高級軍官和科學家出現了兩種不同的意見。以格羅夫斯少將為代表的一派主張對日使用,以愛因斯坦和西拉德為代表的一派反對使用原子彈,他們認為目前形勢已大為改觀,而且德國沒有研製出原子彈。
1945年7月,杜魯門總統決定在日本投擲原子彈。杜魯門作出在日本使用原子彈的決定與其說是軍事上的需要,不如說主要是出於政治考慮,既是為了奪取勝利果實,又是為了戰後與蘇聯爭霸。原子彈的使用,為冷戰時期的核訛詐開創了先河。
(原子彈爆炸後慘狀)
原子彈是著名科學家愛因斯坦上書美國總統羅斯福,闡述了原子彈對美國國家安全的重要性因此研製出來的。
1.第二次世界大戰期間,流亡到美國的科學家西拉德等人,為防止德國人搶先造出原子彈。動員愛因斯坦上書美國總統羅斯福,闡述原子彈的重要性,但是並沒有得到羅斯福總統的重視。
2.不過1941年12月8日,日本偷襲美國珍珠港後,美國政府認識到原子彈的重要性,因此加快了研製原子彈的步伐,並在1942年8月制定了「曼哈頓計劃」。
3.美國不惜重金提取鈾235,此外義大利的科學家費來在美國設計建造了原子能反應堆,用來生產鈈 239做為原子彈的原料。
4.1945年3月美國成立了原子能委員會,由四位諾貝爾獎獲得者奧本海默、費米、勞倫斯、康普頓四位物理學家,帶領10萬人的研製團隊,一起加快了原子彈的研製步伐。
5.1945年7月美國生產的鈾235和鈈239已經足夠製造原子彈了。因此美國在1945年7月16日進行了原子彈爆炸實驗並取得了成功,這就是原子彈的發明過程。1945年8月6日和8月9日,美國在日本的廣島和長崎投下原子彈,當場炸死30多萬人促使第二次世界大戰結束 。
是一種更小的物質——原子