芝加哥看台下的反应堆

裂开的核还能放出新的中子

裂变若只发生一次，只是一次微观爆裂。关键在于每次铀核裂变还会释放若干中子；这些中子可能再撞开别的核。平均每代若至少有一个中子继续造成裂变，反应就能自行延续。

战争中，费米、西拉德等人来到芝加哥，试图把这个乘法过程控制在临界附近。他们在芝加哥大学废弃的斯塔格球场西看台下堆叠石墨块和铀，建成 Chicago Pile-1。石墨减慢中子，镉控制棒吸收中子。

团队逐步抽出控制棒，仪器记录中子数。费米根据增长速度不断估算离临界还有多远。他暂停实验去吃午饭，下午继续。最后一根控制棒达到预定位置后，反应率按稳定指数增长：人类第一次实现受控、自持核链式反应。

大约半小时后，费米下令重新插入控制棒。装置没有发电，也没有厚重屏蔽，功率只提升到很低水平。它证明的不是商业反应堆已经完成，而是链式反应能够被启动、测量并停止。

图示说明

静态物理图：fermi_controlled_chain_reaction。

这一成就直接属于曼哈顿计划，随后通往生产钚的反应堆和核武器。战后，受控裂变又成为发电与同位素生产技术。相同中子增殖规律可以被控制，也可以失控；“临界”因此既是方程里的阈值，也是工程与政治必须共同承担的边界。