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美国物理学家重现1938年人类首次热核聚变实验,或为热核炸弹研制提供灵感

2025-06-18 07:59     来源:中国核技术网     热核聚变实验 美国 美国

据塔斯社6月16日消息,美国物理学家发现此前不为人知的档案数据和出版物,并借此重现了物理学家亚瑟·鲁利格于1938年进行的人类首次热核聚变实验。相关研究成果发表在《物理评论C》杂志上,研究人员指出,这些曾被国际社会遗忘的实验,可能为制造第一颗热核炸弹提供了灵感。

由杜克大学教授沃纳·托诺带领的一组美国物理学家和科学史学家,在研究2023年发现的与曼哈顿计划(美国原子弹研制计划)早期历史相关的文献和科学出版物时得出上述结论。其中,一篇由美国物理学家亚瑟·鲁利格于1938年发表在《物理评论》杂志上的文章成为关键线索。

研究人员在文章中写道:“我们首次完整地复现了世界上首次氚和氘核聚变实验。这项实验由亚瑟·鲁利格于1938年偶然完成,但几乎立刻就被科学界遗忘了。尽管鲁利格未能十分准确地解释这些实验的结果,但它们为二战结束后热核技术的发展提供了启发。”

科学家们发现,鲁利格在文章中描述了他对氘(氢的重同位素)原子核碰撞实验的结果。当时著名物理学家汤姆·邦纳认为,氘与中子束的相互作用导致了氦 - 3和中子束的形成,但鲁利格对此表示怀疑,并提出革命性假设:在该实验框架内,形成的不是氦 - 4,而是氦 - 3,它是氘与氚(氢的另一种同位素)发生一系列热核反应的结果。

然而,由于未知原因,鲁利格的出版物被科学界忽视和遗忘。热核聚变领域传统上由埃米尔·科诺平斯基和曼哈顿计划团队的其他成员接管,他们于1943年进行了类似的实验,并在一年前提出利用热核反应制造热核炸弹。

为恢复历史公正,科学家们重新审查了档案数据,编写了鲁利格实验的完整描述,并尝试在TUNL粒子加速器上重现该实验。测量结果表明,鲁利格提出的方法确实可以“看到”氘氚热核反应链,但他大大高估了氚核反应的频率。

科学家们总结道:“尽管鲁利格对这一参数的估计过高,但这并不能质疑他的实验最终结果,以及氘和氚之间热核反应原则上可以发生的结论。尽管没有人引用鲁利格的文章,但它显然启发了贝特、科诺平斯基、奥本海默和泰勒的实验,并为未来和平利用热核能奠定了基础,目前这种技术正在ITER和NIF项目框架内积极开发。”



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