質(zhì)量虧損是怎么回事？

康永樂

如果把一個1公斤重的西瓜和一個1公斤重的南瓜放在一起稱，重量肯定是2公斤。但科學家發(fā)現(xiàn)，如果把1個單位質(zhì)量的中子和1個單位質(zhì)量的質(zhì)子放在一起，形成的原子核的質(zhì)量并不等于2個單位質(zhì)量。科學測量一再證實，任何一個原子核的質(zhì)量總是小于組成這個核的質(zhì)子和中子的單獨質(zhì)量之和?？茖W家把少掉的那一份質(zhì)量稱為原子核的質(zhì)量虧損。

20世紀初，愛因斯坦從相對論思想出發(fā)，導出了著名的質(zhì)量能量相互聯(lián)系關(guān)系式：E=mc2。也就是說，在光速c不變的前提下，質(zhì)量m和能量E之間存在一種正比關(guān)系。由于原子核的質(zhì)量比組成它的核子的總質(zhì)量少，因此，在單個核子相互靠近而結(jié)合成原子核時，必定會有一部分能量釋放出來。這一發(fā)現(xiàn)使科學家們確信：只要能找到任何一種引起質(zhì)量虧損的辦法，人類就能從原子核里獲得能量。

這一激動人心的思想，首先為法國物理學家約里奧·居里所證實。1939年初，他在進行用中子“炮彈”轟擊鈾原子核的實驗時，發(fā)現(xiàn)鈾原子核被打破分裂成兩塊，并釋放出巨大的能量。由于這種能量是從原子核里面放出來的，一般把它叫做原子能。與此同時，約里奧還發(fā)現(xiàn)當鈾分裂時，要放出2～3個新的中子來；這些中子又可以使其他的鈾核分裂，放出更多的能量，同時也放出更多的中子，它們再使更多的鈾核分裂。科學家把這樣的過程叫做鏈式反應。假若鈾的數(shù)量足夠多，這種鏈式反應會不斷地很快進行，就會產(chǎn)生原子爆炸。如果這種鏈式反應能設法加以控制，即建造成原子反應堆，就可以利用它來進行原子能發(fā)電，制造核動力軍艦、商船和飛機。還可以生產(chǎn)工、農(nóng)、醫(yī)和國防上所需要的各種放射性同位素，也可以用它來進行各種科學研究。

這樣，由于科學家們執(zhí)著而細致的研究，開辟了人類利用原子能的燦爛前景。