放射性物质的需要如此之大，生产这种物质又要花那么多时间，以致在 回旋加速器的时间分配方面，物理学家常常觉得遭到了歧视。但是劳伦斯坚 持生物医学工作是首要的。他对物理学家说，虽然核的探索很有价值，但决 不可能把它置于任何可能导致减轻病痛和延缓或消灭可怕疾病的研究之上。 物理学家应以使得进行这样的研究成为可能而感到自豪。
1939年3月，60英寸回旋加速器装配完毕，6月7日，得到了束流强度 80微安的1700万电子伏的氘核束，在内部的威尔逊试探针上获得了更大的 电流。阿尔法粒子能量达到了3200万电子伏，相当于一吨以上镭的能量。世 界上能量最大的60英寸回旋加速器成功了！6月30日，这一加速器用轰击 铁的办法产生了第一个放射性同位素。11月20日，第一个癌症病人在克罗 克辐射实验室的够标准的治疗室里接受放射性同位素中子疗法。
劳伦斯当时写道：“我埋头搞新的回旋加速器，几乎忘掉一切。这些加 速器超过了我原来的希望。”
1939年1月，弗里希和迈特纳阐明了原子裂变的机理：用中子轰击铀， 使铀分裂成两个较轻的元素，同时释放出在通常情况下使这两个元素结合在 一起的巨大能量。这一消息引起轰动。此时，劳伦斯的助手艾贝尔森已有好 几个星期被铀在中子轰击后放出来的X射线弄得困惑不解，他认为这种X射 线是来自超铀元素，实际正是来自原子分裂释放出来的巨大能量。当劳伦斯 指出“核能有实用价值之日可能并不那么遥远了”之时，德国科学家发现了 裂变，西拉德证实裂变过程中产生中子，并且很可能导致爆炸性链式反应。
越来越多的科学家开始担心德国法西斯会利用这种发现，使之成为大规 模破坏的手段。这一年9月1日，德国入侵波兰，第二次世界大战爆发。
1939年11月9日，因为劳伦斯发明和发展了回旋加速器以及藉此获得 的成果，特别是有关人工放射性的成果，他获得当年的诺贝尔物理奖。他成 为加利福尼亚州而且是国家支持的大学里第一个获得诺贝尔奖的人。当时他 只有38岁。
由于战争原因，劳伦斯不能去瑞典接受奖状和奖章。由瑞典驻美大使转 交。1940年2月29日，惠勒大厅内举行了隆重的颁奖仪式。劳伦斯接受奖 章的讲话简短、谦逊，他把成就归功于过去和现在的合作者，归功于大学和 校外的合作者。
六、参与曼哈顿工程
当大家都在欣赏“巨大”的60英寸加速器的200吨重磁体时，劳伦斯已 在着手研究184英寸的加速器，他在给加州大学校长斯普劳尔的备忘录中指 出：“回旋加速器所打开的境界非常宽广……，只有等我们越过了一亿电子 伏这个界限之后，我们才能知道前面还有什么宝藏，毫无疑问，前面肯定是 有宝藏的……，宇宙线的存在已经使每一个物理学家都深信这一点……，能 够探索原子里面所储藏的无限能量……。”
劳伦斯为筹款四方奔走，他的成就和决心获得了人们的信任和赞许，卡 内基基金会为他拨款115万美元，他同时得到校方的大力支持，磁极面直径 为184英寸的加速器在加紧制造。然而一向不过问政治的劳伦斯开始关心欧 洲发生的事情以及蕴含于裂变中的破坏力量的可能性。如果德国制成了裂变 炸弹，他们就能控制世界。心地善良的科学家们都希望能够证明这样的武器 是无法制造出来的。这种武器一旦制成，它的力量将比目前已知任何种类的 爆炸大千万倍，而从这种爆炸中所发出的辐射则更加是毁灭性的。劳伦斯清 醒地意识到这种裂变炸弹是可以研制出来的，美国必须赶在德国之前研制出 来，纳粹的战争机器只能用武力才能制止。
德国科学家正在对铀进行广泛的研究。迁居美国的德国科学家西拉德动 员了爱因斯坦联名致信罗斯福总统，使总统认识到核可能带来的严重问题， 美国政府随后成立了秘密的铀委员会，该委员会过于强调保密，工作进展迟 缓。
1940年6月，英法军队在敦刻尔克大撤退，挪威和法国相继投降。罗斯 福总统批准成立了以万尼尔·布什为主席的国防研究委员会。该委员会对铀 委员会及其他附属委员会都有管辖权。布什要劳伦斯参加国防研究委员会工 作，劳伦斯立即宣誓就职。他的第一项工作是帮助研制一种警报设备，以帮 助英国对付德军频繁的破坏性轰击及入侵的威胁，英国科学家提供了一个新 型秘密“磁控管”蓝图。最初想让劳伦斯主持这项工作，但他认为加快 184 英寸回旋加速器的工作更加重要。他推荐让李·杜布里奇当主任，他从自己 手下让出麦克米伦和阿尔瓦雷斯这样的人才给予帮助。雷达实验室设在麻省 理工学院，从此，劳伦斯经常奔走于伯克利和麻省理工学院两地给予指导， 伯克利的工作在紧张进行，尽管他经常不在那里，但他的实验室各项工作都 进行得很好。在辐射实验室，西博格继续进行着超铀元素的研究工作。他发 现了后来证明是94号元素的同位素。劳伦斯推测94号元素很有可能裂变， 并用中子与铀-238来产生。如果这个推测成立，那建造一个反应堆就成为当 务之急了。他为此和布什、康普顿等进行了讨论，决定让由西格雷与西博格 的小组一起研究93号元素和94号元素的慢中子裂变问题。
劳伦斯不断地奔波，他的繁忙的日程和巨大的责任，加上他过于频繁的 感冒，使一些科学家很关心。他们建立了一个特别的大学基金。劳伦斯可以 从这个基金中随意支取需要的款项用于实验室的计划以及为了国防问题而进 行旅行。这样的一种基金将大大便利他的工作，并可以节省时间。
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