古怪的重水

百年百篇经典科普[电子书]

——原子弹的一页秘史

叶永烈

一九四二年,正当第二次世界大战在欧洲大陆激烈进行的时候,英国的间谍部门却把注意力集中在挪威南部一个很深的山涧,几度派飞机去进行侦察。这年十月,英国还派遣了十一个间谍,在那里空降。到了一九四三年二月,英国再次用飞机空降了一个小分队。这些空降的英国间谍用无线电和英国间谍总部保持着非常密切的联系。

当时的挪威,已被德国占领。英国间谍注视着的那个山涧,叫做月亮谷。那里其实很荒凉,只有一个小镇,叫做留根。那小镇上有一座水力发电厂。在留根附近,有一个小村庄,叫做微莫克。微莫克村中有一座看来很普通的小工厂,是德国统帅部列为重点保护的战略要地,也是英国间谍们日夜注视的战略目标。

这家小工厂里,并没有隆隆的机器声,也没有高高的烟囱。只有来自留根镇发电厂的电线和自来水管。它在静悄悄地生产着一种神秘的重要物资。

英国间谍们急于要干掉这个小工厂,而英军统帅部通过英国广播电台播出的节目漫不经心地说“苹果尚未成熟”,暗示间谍们静候良机。

不久,德国军队发现了英国间谍们的蛛丝马迹,立即加强了守卫,增加四倍兵力保卫这个小小的工厂。工厂四周埋了地雷,还安放了探照灯和高射炮,以便对付来自天空的英军轰炸机。小镇和小村庄上的几百名挪威居民被捕,并受到严厉的审讯。

然而,就是这样重兵防守,这家小工厂还是被英国间谍炸掉了。德国人马上调集专家抢修,花了九个月的时间,小工厂又开始了神秘的生产。

到了一九四四年,德国军队极为秘密地把小工厂的产品运走。当那产品装上小汽船之后,小汽船开到半途,英国间谍安置在船上的定时炸弹爆炸了,把那些产品全部炸毁。德国军队把另一部分产品装上大货船,这大货船在半途中,又被美国轰炸机炸沉了。

为什么这样一座位于荒僻小村的小工厂,会引起交战双方如此激烈的角逐争斗呢?

原因是在于美国和英国的间谍部门已经得悉,德国正在着手制造原子弹,而当时美国也在紧张地试制原子弹。由于那座小工厂被炸以及它的产品被毁,使德国制造原子弹的计划被打乱了。

这家小厂生产的是什么样的产品呢?

这神秘的产品,就是重水!

似水不是水

重水是在一九三二年才第一次被人们所发现。

重水看上去跟普通的水差不多,也是那样无色透明的液体。然而,它似水不是水,跟普通水有着许多不同的脾气。

重水确实是“重”水,它比普通水重。一立方米重水要比一立方米普通水重一百零五点六公斤。重水这名字,便是打这儿来的。

谁都知道,在标准条件下,普通的水在摄氏零度结冰,在摄氏一百度沸腾。然而,重水却在摄氏三点八度结冰,在摄氏一百零一点四二度沸腾。普通水的密度在摄氏四度时最大,重水的密度在摄氏十一点六度时最大。

有趣的是,把金鱼或蝌蚪放进重水,没多久,全都肚皮朝天——死了。用重水浸过的种子,不会发芽。有人曾试喝重水,只觉得舌头被麻了一下,仿佛喝很烫的水似的。人喝下少量重水之后,身体不觉得有什么不良的反应。但是用重水喂小白鼠,小白鼠喝了三次之后,便酩酊大醉,昏迷不醒。

很多物质在重水中的溶解度,比在普通水中小。比如,食盐在重水中的溶解度,比普通水中减少百分之十五,氯化钡的溶解度则减少百分之二十。许多化学反应在重水中进行,比在普通水中慢。

重水为什么似水不是水呢?认真地说,重水也是水!

原来,普通的水分子,是由一个氧原子和两个氢原子组成的。重水的分子,也是由一个氧原子和两个氢原子组成的——只不过这氢原子不是普通的氢原子,而是重氢原子。

什么是重氢呢?在大自然中,除了普通的氢以外,还有四种氢的同位素——氘、氚、氢—4、氢—5。它们之间的不同,在于原子核中所含的中子数不同:普通氢原子的原子核,是由一个质子组成的;氘的原子核中,除含一个质子外,还含有一个中子;氚的原子核则是由一个质子和两个中子组成;氢—4的原子核,由一个质子和三个中子组成;氢—5的原子核,由一个质子和四个中子组成。

氘的俗名叫“重氢”;氚的俗名叫“超重氢”。

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