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尤里和氢的同位数氘
来源:科技百科 专题:物理天地

1932年2月18 日,美国的权威杂志《物理学评论》收到一篇非常重要的报告.报告声称他们发现了质量数为2 的氢的同位数.报告的作者是: 尤里、布赖克韦特和墨菲。

哈罗德·尤里是美国印第安纳州一位牧师的儿子.六岁时父亲去世,母亲改嫁,尤里不得不在少年时期自谋生计.20 岁时,他上了蒙大拿州立大学,并于1917年获该大学化学学士学位.毕业后,他到一家化工厂工作,然后又回到蒙大拿大学,当了一名化学教师.1921年,他来到伯克利,在那里攻读博士学位.获得博士学位之后,他借助于奖学金到了哥本哈根大学,在那里学习原子物理学.1929年,尤里成为哥伦比亚大学化学教授,并在那里发现了氘。

早在1919年,奥托·斯特思就考虑过,原子为1.0079 的氢,可能是由两种同位素构成的.大多数同位素的发现都是对其光谱的仔细研究而成功的,但由于氢的同位素氘的含量极低,大约为百分之0.015,直接的光谱分析是极为困难的.尤里和他的同事们采取对液态氢的分馏来浓缩这种稀有同位素,然后再进行光谱分析,最终找到了氢的同位素氘。

氘是核聚变反应的重要材料,它聚变产生的能量比核裂变反应放出的能量要大得多.而且,地球上百分之七十的表面是海洋,海水中含有氘,氢和氘的原子数之比是1: 0.00015,按重量计算,氘结成的水大约是海水的六千分之一.地球表面海水的储量为1018 吨的数量级,因此,海水中储有的氘约为1013 吨的量级.每克氘聚变可以产生105 千瓦小时的能量,所以海水蕴藏的氘能提供1025 千瓦小时的能量,这么多的能量可供人类使用上亿年.所以,一旦受控热聚变反应成功,人类的能源也就基本解决了! 但是,由于聚变反应所需的温度极高,大约为108—109K,科学家目前还不能在实验室中达到这么高的温度,离实际应用还差得很远,因此,要让热核聚变反应为人类服务,还需要科学家们的艰苦努力。

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