P.M.S.布莱克特（）在剑桥拍下了第一张这样的照片，一束自然产生的α粒子穿过充满氮气的云室。[78]这张照片让我们第一次看到，粒子的运动轨迹长度有限，因为它在穿过气体的过程中会逐渐损失动能，最后完全停下来。两组长度明显不同的运动轨迹代表这束α粒子分为能量不同的两组，它们分别来自两种放射源：ThC和ThC1。你或许会注意到，α粒子的运动轨迹基本是直的，只有在最后快要失去所有初始能量时才略有些偏移，因为这时候遭遇的氮原子核的非正面碰撞更容易导致它发生偏折。不过这张照片中最值得注意的是，一条α粒子的运动轨迹出现了特殊的分岔，其中一条分叉线长而细，另一条则短而粗。它意味着入射的α粒子与云室中的一个氮原子核发生了正面碰撞，细长的线来自氮原子核里被撞出来的质子，而粗短的线来自撞击之后的原子核碎片。我们没有看到代表反弹α粒子的第三条线，这说明入射的α粒子黏附在氦原子核碎片上，和它一起运动。
在照片IIIB中，我们可以看到经过人工加速的质子撞击硼原子核的景象。加速器喷嘴（照片中间的黑影）射出的高速质子束轰击放置在开口处的一层硼，产生四下飞散的原子核碎片。这张照片体现了一个有趣的特征：核碎片的轨迹似乎总是三个一组（我们在照片中可以看到这样的两组碎片，其中一组用箭头标了出来），这是因为被质子击中的硼原子核会分裂成三个相同的部分。[79]
另一张照片IIIA让我们看到了高速运动的氘核（由1个质子和1个中子组成的重氢原子核）撞击靶标氘核的景象。[80]图中较长的轨迹代表质子（1H1原子核），较短的则是原子量为3的氢原子核，我们称之为氚。
云室相册必须要有中子参与的核反应照片才算完整，因为中子和质子一样是组成原子核的基本结构元素。
但是想在云室照片中寻找中子的轨迹，这样的努力注定徒劳无功；作为“核物理界的黑马”，中子不携带电荷，所以它穿过物质时不会产生离子化现象。但是看到猎人冒烟的枪口和天上掉下来的野鸭，你就知道必然存在一颗子弹，哪怕你看不见它。同样地，看看云室照片IIIC，一个氮原子核分裂成了氦（向下的轨迹）和硼（向上的轨迹），你一定会想到，这个原子核肯定是被来自左边的某个看不见的粒子狠狠撞了一下。事实上，要拍出这样的照片，你得在云室左侧壁放一小撮镭和铍的混合物，它们会释放高速中子。[81]
将中子源的位置与氮原子分裂的位置相连，你立即就会看到中子在云室中运动的直线轨迹。
照片IV拍摄的是铀原子核的裂变过程。这张照片的拍摄者是包基尔德（Boggild）、布罗斯特伦（Brostrom）和劳里森（Lauritsen），画面中放在铝箔上的铀层靶标产生了两块飞往相反方向的裂变碎片。当然，引发裂变的中子和裂变产生的中子都没有出现在照片上。电加速粒子轰击原子产生核反应的例子还有很多，不过现在，我们应该讨论另一个更重要的问题：这样的轰击效率如何？别忘了，照片III和IV拍摄的都是单个原子发生裂变的情景，如果要将1克硼完全转化成氦，我们就必须击碎这1克硼里的55,000,000,000,000,000,000,000个原子。目前最强大的电加速器每秒大约能制造1,000,000,000,000,000个高速粒子，就算每个粒子都能击碎一个硼原子，那么要完成这项任务，我们的加速器必须运转5500万秒，或者说两年。
但各种加速器制造带电核粒子的实际效率比这低得多，而轰击靶标物质的几千个粒子里通常只有一个能成功引发核裂变。轰击原子的效率之所以低得离谱，是因为原子核周围包裹着电子层，这些电子会拖慢带电粒子的运动速度。由于整个原子占据的空间比目标原子核大得多，而且我们没办法直接瞄准原子核，所以每个入射粒子必须穿透众多原子的外层电子，才有机会直接击中一个原子核。图72形象地描绘了这一幕场景，图中的实心黑球代表原子核，斜线阴影代表核外电子层。原子的直径大约是原子核的10,000倍，所以这两个靶标区域的面积比是100000000∶1。从另一方面来说，我们知道带电粒子每穿越一次电子层就会损失万分之一左右的能量，所以穿过大约10,000个原子以后，它就会彻底停下脚步。根据这几个数据，我们很容易算出，在被核外电子层剥夺所有初始动能之前，10,000个高速粒子里大约只有一个有机会击中原子核。考虑到带电粒子引发原子核裂变的极低效率，我们发现，要将1克硼彻底转化成氮，一台现代原子对撞机至少得运转两万年！
哦豁，小伙伴们如果觉得倾城文选不错，记得收藏网址 或推荐给朋友哦~拜托啦 (>.<)
传送门： 从一到无穷大 从一到无穷大免费阅读