查德威克看到了約裏奧·居裏夫婦的研究報告，立即意識到這就是他尋找已久的中性粒子，他分析γ射線要想打出質子必需有高到難以想象的能量才行，隻有質量和質子相近的中性粒子才能把質子轟擊出來。他立即投入了緊張實驗，終於證明這種不帶電的中性粒子質量和質子十分相近，中子終於被發現了。

    查德威克因發現中子，1935年獲得了諾貝爾物理獎。

    中子被發現後，德國物理學家海森堡和蘇聯物理學家伊凡寧科都提出，原子核是由中子和質子組成的。這種模型圓滿地解釋了原子質量與原子序數的關係、同位素現象及原子核的自旋現象，很快得到了人們的公認。

    駭人的原子能

    早在1901年，居裏夫婦就發現，含有鐳的放射性物質，溫度比周圍環境要高，這表明，鐳在衰變的過程中放出了能量。居裏還對這種能量進行了測定，一克鐳一小時釋放的能量為136卡。初看起來，這個能量不大，但是它能日複一日、年複一年地釋放，鐳的半衰期是1617年，如果把一克鐳一萬年放出的熱量加在一起，將是一克木柴燃燒時放出熱量的60萬倍，可見這個能量之大！

    盧瑟福和索迪在研究放射性元素衰變時，也注意到了放射性發生時伴隨著能量的產生，他們指出，這種能量來自原子的內部，不僅放射性元素，普通元素的原子中也蘊藏著巨大的能量，隻不過放射性元素內部的能量緩慢地泄漏出來。

    小小的原子中怎麽可能會蘊藏著這樣巨大的能量呢？它們是從哪裏來的？這個問題不久就在愛因斯坦提出的質能轉換公式中找到了答案。

    1905年，愛因斯坦在研究相對論時提出了著名的質能轉換公式：E=mc2，其中E表示能量，m表示質量，c代表光速，為3×1010厘米/秒。

    這個公式告訴人們，質量和能量是可以相互轉換的，質量是能量的密集形式，一點點質量就可以轉換為巨大的能量，因為光速的平方是一個很大很大的數值。這樣我們就不難理解原子中為什麽會蘊藏有那樣大的能量了。

    事實上，在我們今天利用核能的核裂變和核聚變反應中，都伴隨著質量的虧損，而在化學反應中，質量虧損小到難以測定出來，也就是為什麽核反應產生的能量比化學反應大得多的原因。

    愛因斯坦的質能公式為核能的開發利用提供了理論依據，然而怎樣讓核能為人們所利用卻不是一件輕而易舉的事。

    原子的質量集中在核上，因此要獲得其中的能量就必須打開原子核。盧瑟福第一個用α粒子為炮彈去轟擊原子核，實現了人工核反應。發現質子後，科學家們又用質子作為炮彈去轟擊原子核。1930年，美國科學家勞倫斯發明了“原子大炮”——回旋加速器，可以把質子等炮彈加速得能量更大，從而對原子核的轟擊更加強有力。1932年，查德威克發現了中子，它不帶電荷，更容易打進原子核，因而為人們轟擊原子核提供了一個更加有力的炮彈。

    然而，一直到1938年以前，核能庫的大門始終緊閉著。人們雖然用人工辦法引起了核反應，釋放出一些能量，但是這些能量僅僅相當於實驗中所消耗的能量的一個零頭，得不償失。

    許多科學家，包括盧瑟福、玻爾、愛因斯坦這樣著名的大科學家，一時都對核能利用的前景表示不甚樂觀。盧瑟福在一次演講中說：“把原子衰變看成是一種動力來源，隻不過是紙上談兵而已。”愛因斯坦在回答記者提出的原子能何時能有效利用時說：“那不過是在黑夜裏鳥類稀少的野外捕鳥。”玻爾在1936年還寫道：“我們關於核反應的知識越多，離原子能可用於人類需要的時間越遠。”

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