木村健二郎
の研究はアメリカのグレン・シーボーグとエミリオ・セグレも行ったが、仁科・木村グループの研究はこれに先行するものだった。
1940年5月3日付けの理研の仁科芳雄と木村健二郎等の論文には、ウラン238に高速中性子を照射した実験において核兵器の爆発によって生成することが知られているネプツニウム237 を生成した ことが記され、同年、米国の物理学誌フィジカル・レビューに掲載された。また、同実験では、1回の核分裂で10個以上の中性子が放出され核分裂連鎖反応(超臨界)を伴うことが知られている対称核分裂による生成物 が生成されたことが、『Fission Products of Uranium produced by Fast Neutrons(高速中性子によって生成された核分裂生成物)』と題して、同年7月6日付けの英国の学術雑誌ネイチャーに掲載された。
戦後の1989年に来日したシーボーグは、東京で行われた講演の中で次のように述べた。
1937年、理化学研究所に仁科芳雄の主導で日本で最初の26インチサイクロトロンが建設された。仁科はサイクロトロンで発生させた速い中性子をウランとトリウムに照射する一連の研究を行った。この研究を進めるには、中性子を照射したターゲットから、生成した放射性核種を化学的な方法で分離する必要があり、熟練した化学者の協力が必要だったので、コペンハーゲン以来の親友である木村を共同研究者に選んだ。研究の要点は以下の3点である。
トリウム (Th232) に中性子をあててトリウム231を作る研究
ウラン (U238) に中性子をあてて新核種ウラン237を発見した研究
速い中性子によるウランの核分裂の研究
研究結果はネイチャー、フィジカル・レビュー、ツァイトシュリフト・フュア・フィジークの各誌上に発表され、国際的に高く評価された。3.
広島・長崎の降下物の分析は1945年に木村健二郎研究室で行われた。広島の試料からは Sr89, Ba140, La140, Zr95, Nb95, Y91 が検出された。長崎の試料からは Sr89, Ba140, Ce144, Pd144, Y91 が検出された。長崎の資料は、その後1951年に再分析され Cs137, Ba137m, Sr90, Y90, Ce144, Pd144, Pu239 の存在が確かめられた。
1954年、”ビキニの灰”の分析には木村、南英一のほか、静岡大学、金沢大学、大阪市立大学などの、日本全国の放射化学者が参加した。この分析結果で特筆すべきことは降灰中からU237が検出され、その放射能が大きな割合 (20±10%) を占めたことである。U237は、U238に高速中性子があたったとき、(n,2n) 反応で生成することが以前の研究で判明していた。U238は通常の原子爆弾には使用しないことから、U237の存在は、この核爆弾が新しいタイプの爆弾(アメリカが秘密にしていた3F爆弾) であると判断する根拠となった。