公共基础知识之核世界奥秘的探索(2)

　　从上式可看出，核反应的最终结果生成了两个α 粒子。根据力学定律，它们应该带着相同的能量，向相反方向飞出，这可从威尔逊云室所摄取的照片上所观测到的向相反方向成对飞出的α 粒子径迹得到验证。另外，根据它们在空气中的射程(为8.4 厘米)，求得其能量各为8.8 兆电子伏。

　　由此可见，核反应结果所得能量竟然是入射质子能量0.7 兆电子伏的25 倍。这就预示着人们将可从核反应过程中取得巨大的能量。

　　而另外一种加速器是在1931 年由美国物理学家范德格喇夫建造而成的。他突破了倍压加速器在高电压上的限制，首先应用动带式静电起电机获得了高达1.5 百万伏电势差。后人为了纪念他，就把这种类型的粒子加速器称作为范德格喇大静电加速器。其主要部件高压电极的直径1～2 米。而到了1933 年已大到4.57 米;1936 年达10 米。但最高电压都不超过3 兆伏。1940 年后又提高到5 兆伏。后来在结构上又作了很大改进，在1955 年发展成为串列式静电加速器，每一级为10 兆伏，二级为20 兆伏，三级则为30 兆伏。质子流强为4 微安。由于它具有加速能量高、束流品质好、能量稳定度高等优点。所以一直是原子核物理实验研究工作不可缺少的工具。

　　与此同时，其它各种类型的“原子炮”也得到了飞速发展。其中最著名的是美国物理学家劳伦斯在1931 年设计制造了第一台用来加速离子的回旋加速器，它的工作原理是被加速的带电粒子在两个扁平的“D”形盒中作圆周运动。D 形盒内部是抽高真空的，被加速粒子的圆周运动是由磁场作用所造成的。只有当带电粒子通过交变电场时才能被不断加速获得能量。劳伦斯的第一台回旋加速器的磁极直径只有10 厘米，加速电压为2000 伏，能把氢离子加速到8 万电子伏。到了1932 年，他把直径增大到27 厘米，质子能量可加达到1.2 兆电子伏;1993 年，磁极直径已达1.5 米，磁铁重220 吨，能把质子核氘核分别加速到10 和20 兆电子伏。束流强度可达每秒6 兆亿个氘核，所以说加速器的效能的确是十分巨大的。

　　但是，回旋加速器却不能加速质量极小的电子。而世界上第一台用于加速电子的电子感应加速器是在1940 年建成的，当时只能把电子加速到2.3 兆电子伏。1942 年建成20 兆电子伏的电子感应加速器。到了1945 年，电子能量又提高到100 兆万电子伏。而目前世界上最大的一台电子感应加速器能把电子加速到315 兆电子伏。