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块磁体最初只有9英寸的极面，上面绕有十四号线包漆。精心制作的小室开
头只有一个圆形电极——现在由于它的形状像个“D”字母而称为“D电极”，
以及一个更强大的射频系统。一支接地的开有窄缝的金属棒起着另一个电极
的作用。这就使小室的一半可用于调整偏转板，放置靶子，以使高能粒子束
全部打在靶子上。
甚至在它被安装之前，劳伦斯就已经在考虑建造一个更大、电压更高的
机器了。他认为，采用回旋多次加速法是解决在获取和利用高能时所引起的
困难的唯一办法。
劳伦斯成功地说服联邦电信公司把他们原来想制造无线电弧光发电机而
没有用上的磁芯捐献出来。有些人认为他确实失去了理智。这是因为，他还
没有用他那4英寸的仪器证明他的想法是否能实现，比4英寸更大的这台设
备还远未建成，然而他现在却在谈2500万电子伏！甚至一些过去习惯于实验
室里的乐观主义和高昂情绪的学生们也摇头了。但是劳伦斯相信他的工作将
会证明是“划时代”的，他说这是“研究原子核整个领域的新开端”。
在帕萨迪纳大会上，劳伦斯谈到了他的“质子旋转木马”。他虽然对获
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取极高能量的其他方法也感兴趣，但他指出：在获得足够高的能量来击穿一
切元素的核之前，这些方法必然存在一些不可克服的严重缺陷。而采用他的
直线加速器或圆形加速器，就可以获得必需的高能，又不需要极高的输入电
压。但是会上同意他的意见的人不多。
劳伦斯没有受那些议论的影响。他的9英寸大小的回旋加速器已能产生
90万电子伏的质子，他还在不倦地为取得更高的电压而努力。
他们改变了极面的形状，调整了极面之间的加速空隙，从而大大提高了
电流。他们还发现了电磁聚焦，他们现在知道这是改进加速器性能的最最重
要的因素。他把磁极面的直径增加到11英寸。为克服磁场的不均匀性，他尝
试着在磁面与装有电极的真空“盒”之间放上各种形状的小铁片，然后改变
小铁片的形状和放置方法，电流提高了一倍，再做些改变，电流又增加一倍，
这样就发现了电磁聚焦的另一重大特点。1931年7月，使用改变过的测量仪，
在它周边收集到了100万电子伏的离子！劳伦斯通过共振使磁体转动，看到
电流计摆动起来。他能够分裂原子了！这是科学史上一个重大的事件，在此
以前，从来没有人产生过100万电子伏的粒子，而使用的加速器的直径只有
11英寸。
此时劳伦斯在纽黑文认识的美丽文静的姑娘玛丽·希卢默接受了他的爱
并与他订了婚。劳伦斯真是双喜临门。
他申请了用学校一座木制的两层楼安装他的加速器，他还在东部争取到
大笔的财政支援。设备安装好了，大家要求给这个建筑取个名字。劳伦斯开
始称他“穿透辐射实验室”，后来他就称它为辐射实验室。辐射实验室建造
的质子加速器那样大的仪器从来没有任何院校的实验室造过。越来越多的研
究生到伯克利来入学。有的要求无偿为辐射实验室工作。
从此，劳伦斯日夜不停地在辐射实验室与他的学生利文斯顿以及詹姆
斯·布雷迪一起在那个大磁体和它的附件旁工作。他又四处奔走，为实验室
找到足够的助手和足够的经费。此时利文斯顿已用这台大机器将质子加速到
200万电子伏，劳伦斯让他去度假，并让他写信将这一消息告知《物理评论》
的编辑，信的原名必须用利文斯顿的名字，他对利文斯顿说：“功劳是你的，
而我的名字不必在论文上出现。”
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三、古代炼金术士的梦
1932年是世界笼罩着不祥阴云的一年，也是物理百花园丰收的一年：加
利福尼亚的尤里博士宣布发现氢的具有其两倍质量的同位素——氘（dāo，以
后用于热核反应，如制造氢弹）；卡文迪许实验室发现原子核中的中性粒子；
加州理工学院的卡尔·安德森证明了正电子的存在；卡文迪许实验室的科克
罗夫特和瓦尔顿用80万电子伏的高电压装置完成了人类历史上第一次原子
核人工裂变。用12。5万电子伏的能量使锂嬗变为氢。劳伦斯听到这个消息有
些懊恼，因为他两年之间就能用他的11英寸加速器完成这种嬗变。正在度密
月的劳伦斯立即往伯克利发电报，让他的学生用11英寸加速器轰击锂。结果
锂很快蜕变，很快又实现了硼、铝和其它元素的蜕变。
婚后的劳伦斯仍像以前一样勤奋地工作，一天24小时无论什么时候都能
看到他和他的学生及助手在仪器旁做实验或工作。斯通的X射线管产生了百
万电子伏的X射线，可以击穿半英寸厚的钢板，这种装置随后被用在医院中。
他们轰击了各种元素。1933年2月，在回旋加速器内第一次对铀这种当时已
知的最重元素进行了轰击。3月，他将重水电解。为离子源提供气体，然后
将它注入大的回旋加速器内。用锂作靶子，他们观察到了射程和能量比以往
任何时候在天然放射性物质中发现的都要大的α粒子。氘核也产生了中子，
其强度要比用质子轰击的大得多。当诺贝尔奖获得者玻尔听说氘核在分裂8
种元素的过程中的应用时，欢呼“这是令人不可思议的进步。昨天的梦想今
天已经实现了”。
1933年秋季，劳伦斯忙于改进他的加速器，他要鉴定或查实他的有关氘
核崩裂为具有相同射程的质子和中子的假设，并确定正确的中子质量。正当
他忙于解决这个问题的时候，布鲁塞尔索尔维科学委员会邀请他参加索尔维
会议。这个委员会的成员都是世界一流的科学家，如爱因斯坦、玻尔、德释
等。劳伦斯开始简直不敢相信这是真的。学校师生都劝劳伦斯参加，因为这
是“仅次于诺贝尔奖金的荣誉”。
为了给索尔维会议准备更多的资料，劳伦斯加紧了工作。他用300万电
子伏氘核轰击各种靶而且束流的强度也增加了。他在回旋加速器附近安置了
一个小的旧的云室，通过这个云室，无论是反冲计数器或放大器所得的结果
全部证实了劳伦斯的假设，无论是什么元素做靶情况都是如此。强大的中子
束，以及反冲中子和反中子也被观察到了。劳伦斯的观点是正确的。威力强
大的中子辐射使人们对实验者的生理效应担心，但劳伦斯觉得这对医学方面
可能具有相当重要的意义，他告诫他的“孩子们”要小心。
1934年2月24日，劳伦斯读到了一篇法国居里奥一居里夫妇写的一篇
文章，他们用α粒子轰击硼而发生了感生放射性。劳伦斯跑到实验室，调整
仪器，将靶轮转向碳，并将计数器的电路接上，此靶受轰击5分钟之后，回
旋加速器关掉了，打开了计数器。这时计数器喀呖喀呖地响起来。他读完文
章还不到半小时，便观察到放射性。放射性一直是存在的，辐射实验室在几
个月之前就能将它发现，只是要把盖革计数器放进去。他们为此而懊恼不已。
当他用中子使10多种元素具有放射性时，他又用同样的方法对氘核进行
了试验，发现钠也能具有有益处的放射性。他立刻就想到了在医学上应用的
可能性。他给《物理评论》的编辑写了一封信，答应写一篇关于放射性钠的
详细的论文。“对于我们来说，长时间地停止实验工作来写东西是困难的，
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但是我坚持认为，应该写点什么，而且要在这方面树立榜样。实验一完成就
停止工作，开始写作。”他写道。
劳伦斯的实践表明，放射性钠和其他放射性同位素对医学很有价值。他
努力使这些当时只能用加速器制造的同位素为其他学科所利用。他从没失去
当年对医学的兴趣，而且对辐射在医学方面的应用抱着坚定的信心。利用辐
射实验室的成果制造X光机已用于治疗癌症，他本人已被指定为科罗克癌症
研究所的研究顾问。
1934年4月，劳伦斯成为（美国）全国科学院最年轻的院士。
1935年初劳伦斯提出了当束流从室里引出时用直接辐射治疗癌的可能
性。这年夏天，他利用弟弟约翰固车祸受伤的机会让约翰测量安全系数，并
研究将中子用于治疗的可能性。他认为中子束比X射线束扩散的少。放射性
同位素也许可以“钩到癌细胞上，从内部照射它”。斯通认为他的意见有现
实意义，这一点后来在某些类型的癌上得到了证实。
1936年1月，劳伦斯来到著名的哈佛大学访问。哈佛校长提出优厚的条
件聘请劳伦斯，但是劳伦斯已离不开在伯克利的同事、朋友及他的实验室，
经过再三考虑，他决定留在伯克利。校方也作出决定：辐射实验室成为物理
系的一个正式的独立单位，由劳伦斯任主任，并任命一个副主任，一个秘书
和一个机械师，增加实验室的研究经费。
1936年3月28日，伯克利辐射实验室，1100万电子伏的α粒子产生出
来了。只有已知的自然界最稀有的α粒子才能达到这么大的能量。在全国科
学院和物理学会4月份在华盛顿举行的会议上，劳伦斯和密执安大学的詹姆
斯·科克报告了这个成果和第一次把一种元素转变成了黄金的事实。虽然用
以转变成黄金的元素是铂而不是贱金属——千�