第一千三百三十四章 古代核能 (4 / 5)
        在这方面，考恩和霍恩贝格得到了同事奥尔加.普拉夫迪夫切娃的鼎力相助，她为样本拍摄了一张详尽的x射线照片，识别出了候选的矿物。

        每次萃取之后，考恩他们都会将得到的气体提纯，然后把氙气放入霍恩贝格的质谱仪中，仪器会显示出每一种同位素的原子数目。

        氙气出现的位置令所有人都大吃一惊，它并不像原本想象的那样，大量分布在富含铀元素的矿物颗粒之中，储藏氙气数量最多的竟然是根本不含铀元素的磷酸铝颗粒。

        非常明显，在目前发现的所有天然矿物之中，这些颗粒中的氙浓度是最高的。第二个令人惊讶之处在于，与通常由核反应产生的气体相比，萃取出来的气体在同位素组成上有显著的不同。

        核裂变一定会产生氙136和氙134，但在奥克罗矿石中，这两种同位素似乎缺失严重，而其他较轻的氙同位素含量则变化不大。

        同位素构成比例上的这种差异是如何产生的呢？化学反应无法提供答案，因为所有同位素的化学性质都完全相同。那么核反应，比如说中子俘获过程，能不能给出解释呢？

        经过仔细分析，考恩和同事们把这种可能性也排除了。他们还考虑过不同同位素的物理分选过程：较重的原子移动速度比较轻的原子稍慢一些，有时它们就会相互分离开来。

        铀浓缩装置就是利用这个过程来生产反应堆燃料的，不过需要相当高的技术水平才能建造出这样的工业设备。即使自然界能够奇迹般地在微观尺度上创造出类似的“装置”，仍然无法解释我们所研究的磷酸铝颗粒中混合在一起的氙同位素比例。

        举例来说，如果确实发生过物理分选的话，考虑到现有的氙132的含量，氙136的缺失，应该是氙134(比氙132重2个原子质量单位)的两倍。但实际上，并没有看到那样的模式。

        绞尽脑汁之后，考恩他们终于想通了产生氙同位素构成比例异常的原因。其所测量的所有氙同位素都不是铀裂变的直接产物。相反，它们是放射性碘同位素衰变的产物，碘则由放射性碲衰变而来，而碲又由别的元素衰变产生，这是一个著名的核反应序列，最终的产物才是稳定的氙气。

        突破点在于，考恩这些核物理科学家意识到奥克罗样品中不同的氙同位素产生于不同的时期，它们所遵循的时间表由它们的母元素碘和再上一代的元素碲的半衰期所决定。

        某种特定的放射性前体存在的时间越长，它们形成氙的过程就被拖延得越久。

        例如，在奥克罗的自持裂变反应开始后，氙136仅过了大约1分钟就开始生成。一个小时后，稍轻一些的稳定同位素氙134出现。

        接下来，在裂变开始的若干天后，氙132和氙131登场亮相；最终，几百万年之后，氙129才得以形成。此时，核链式反应早已停止很久了。

        如果奥克罗矿脉一直处于封闭状态，那么在它的天然反应堆运转期间积聚起来的氙气，就会保持核裂变所产生的正常同位素比例，并一直保存至今。

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