核时代的预言家、与他人共同发现了包括钚在内的10个新元素

1999年2月25日去世的格伦T • 西博格(Glenn T. Seaborg),不仅使人们回忆起他在科学上的许多成就,同时也会使人们想起他在政治活动中所起的作用。他是一位真正的科学巨人,是一位他所处的时代中在科学研究中乐于冒险的标志。我想可以公正地说,他是第一位核化学家,他的成就已超出了放射化学家的范畴。他以及12位学生把放射化学作为一种工具对核物理进行了基础研究,超过了他所在时期物理学家们所达到的要求。当时他和他的同事们已经发现了钚,并证明了钚在慢中子作用下是可以裂变的。他已不再是一位简单的化学家了,以生产核武器为目标而制造钚为目的的高度机密的“曼哈顿”计划已经启动,从此西博格的生活永远改变了。

西博格是一位“眼睛永远保持警惕”的做事非常认真的人,他似乎有一种“能在正确时间做正确事情”的诀窍,他对其他人的才能有极佳的判断力,他的这一优点在1942年和1946年之间时,当他在芝加哥大学领导一群博士化学家为“曼哈顿”计划工作时显得尤为重要。他们的工作是要确立一个合适的化学工艺程序,从已在汉福特中子堆中经受过强辐照铀中分离出钚。这是一项难度很大的工作,他必须事事非常仔细认真,以至于感到筋疲力尽,需花几周时间才能恢复。战争期间大多数科学家一周工作在60小时以上(会议经常在晚上举行),为了缓解工作压力,西博格在杰克逊公园附近的高尔夫球场开始练习高尔夫球。尽管有时能看到他的手臂摇晃有点难受,但他还是在不常见的3击法中击中绿球,以短比分击败他的对手。

他的第一个爱好是扩大周期表,没有多久他就感到钚的分离是可以控制的,他决定下一步是寻找超过钚的新元素。当时有两种可选择的方法:一种是利用汉福特新建造的反应堆用中子轰击钚,直至它发生P衰变而变成原子序数为95的新元素;另一个是用来自伯克莱加速器的氮离子制造原子序数为96的新元素。他使用了两种方法,最后两种方法均努力争取成功。但是也存在两个大的问题,一个是仪器相对来讲简单了些,以至方法的灵敏度受到限止;另一个问题是尽管钚的化学在当时是众所周知的,但是新元素的化学性质完全是个谜,这些因素意味着,在经过几个月的辛勤劳动后所取得的进展仍然不大。

最终,当西博格提出需对周期表作主要调整的锕系过渡理论后才取得了突破。多年来,西博格的关于这些新元素像镧系元素一样是过渡系元素一部分的想法一直遭到其他化学家们的反对,但最终还是由于他的洞察力,使得对这些元素的检定一直可以排到103号元素铹。当时我是研究这些元素的小组成员,能证明他专心致志于这些研究所作的奉献。

在超铀元素领域中的工作业绩,导致他无可争辩地获得了1951年的诺贝尔化学奖,接着他离开了伯克莱为公众服务了。1961年肯尼迪总统请他担任美国原子能委员会主席,他开始进入了国际舞台的新生涯。这一职位是非常有责权的,无论是在科学上,还是在世界政治舞台上。在这一位置他一共待了10年,经历了肯尼迪、约翰逊和尼克松3位总统。他的最有深远意义的行动是他任委员会主席不久所签署的全面禁止核试验条约这一创举。尽管那些工作是非常需要了解各方面情况,他经常和他人谈论科学及他内心想知道的事情,例如超铀元素,我发现我经常有接近他的机会和得到他的帮助。正因为他的努力,美国的超钚计划才得以启动和实施,尽管其中只是最重元素的各种物理和化学研究才有价值。今天我们还得衷心感谢这个规划,使得我们对这些稀罕的元素有一个较为全面的了解。他的部分遗产就是生产了大量的钚-244,即是最近在俄罗斯杜布纳联合核子研究所制造114号元素过程中所用的靶材料,这是第一个真正的超重元素。

西博格有一个非常好的习惯,在他8岁时就开始保存杂志,这个习惯他一直坚持了一生。杂志使他保留了人物和事件的踪迹,使他留下了极其珍贵回忆的非常完整资料。1963年我是他领导下的10位科学家之一,花了两周时间参观了当时苏联的实验室,我感到那次旅行安排非常紧张,但使我惊讶的是当旅行结束,西博格在莫斯科把我们全体召集在美国驻苏联大使馆讨论写我们的报告时,他已经全面掌握了我们所到之处的详细信息。

当西博格从华盛顿特区的“闹市区”长期定量工作后回到伯克莱时,他不会感到激动的,因为他又回到了平静的现实生活中,但是似乎并非如此,他直接应用了他在早几年工作中所学到的一些经验转换到他的已出版的杂志中,这是一个极为详细的奇迹。他同时成了一位核动力的宣传者,一个不得人心位置。他非常固执地认为,在他作为原子能委员会主席的职位中,最有意义的成果是民用核动力计划,他争辩道,这个计划毕竟是世界上最好的,他会一直是正确的。

 [Nature,1999年4月8日]