贝克勒尔发现了铀的放射性,居里夫妇发现了

我们曾经在英语课文中学过一篇《居里夫人》(MadamCurie)的文章,文章中说,居里夫人在得到一个科学家有关辐射的论文后,想知道辐射究竟来自于哪里,后来经研究后,把这种辐射命名为放射性,并在丈夫的帮助下,在简陋的实验条件下,经过四年的艰苦努力发现了镭的感人故事。

当时就有些疑问,这个发现了辐射的人是谁?辐射究竟来自于哪里?怎么发现的镭?今天终于弄得比较清楚了。

原来发现辐射的科学家是法国物理学家亨利·贝克勒尔。贝克勒尔是法国科学院院士,擅长于荧光和磷光的研究。年,他受德国物理学家威廉·康拉德·伦琴(年3月27日-年2月10日)发现“一种新射线”和一些X射线的启发,想弄清楚这种新射线是怎样产生的?

他用两张非常厚黑纸包了一张感光底片,在黑纸上面放一层铀盐,放到太阳光下晒几小时,做荧光和磷光实验。显影之后,在底片上看到了磷光物质的黑影。然后,他在磷光物质和黑纸之间夹一层玻璃,做出了同样的实验,得出结论:铀盐在强光照射后不但会发射可见光,还会发出穿透力很强的X射线。但显然,贝克勒尔这一结论并不正确。

在年3月2日法国科学院举行例会之前,贝克勒尔准备再做一些试验丰富自己的实验进展报告。可是在2月26日、27日连续阴天没有阳光。他只好把准备好的器材放在抽屉里,铀盐也搁在包好的底片上,着急地等待天气好转。但偶然间,他想把没有经过阳光下曝光的底片,洗出来看看。他意外发现洗出的底片和曝过光的一样黑。这让他明白了,原来铀盐的辐射无需经过强光的照射,在黑暗中也可照常进行。显然这是一种与X射线有根本区别、穿透力也很强的另一种辐射。贝克勒尔将这种铀盐自发的辐射,取名为铀辐射。

此后,他又继续做了许多实验,发现铀辐射不仅能使底片感光,还能使气体电离变成导体。他研究了各种因素对这一辐射的影响,并断定这种辐射与磷光效应无关,认为纯铀的辐射比铀化合物强好几倍。

于是,他在5月18日又一次科学院例会上宣布,放射性是原子自身的作用,只要有铀这种元素存在,就有辐射产生。就这样,贝克勒尔发现铀的放射性。

贝克勒尔发现放射性的论文引起了居里夫妇极大的兴趣。年,居里夫人根据丈夫实验物理学家巴黎大学教授皮埃尔·居里的建议,选择放射性这一新课题做博士论文。

她开始只是重复贝克勒尔的铀盐辐射实验,她在测量方法上作了重大改进,选择居里兄弟发明的石英晶体压电秤,代替了贝克勒尔的验电器。利用石英晶体的压电效应,测量空气电离产生的电离电流,对放射性的强度进行定性测量,获得了大量精确的数据。

居里夫人检证了贝克勒尔的结论,证实铀盐辐射的强度仅与化合物中铀的含量成正比,与化合物的组成无关,也不受光照、加热、通电等因素的影响,肯定了这是一种原子过程。但她并不满足于这一结论,决定全面检查已知的各种元素。

她找来各种矿石和化学物品做试验。到年,她得到初步结论:绝大多数材料的电离电流都比较小,但沥青铀矿石、氧化钍和辉铜矿石(内含磷酸铀)会产生很强的电离电流。于是,居里夫人断定钍也是一种放射性元素。她还发现沥青铀矿石和辉铜矿石比纯铀的活性还强得多。于是居里夫人认为,这些矿石中可能含有比铀活泼得多的元素,这是这些元素的一种普遍的自然现象。

但因为没有新的元素证据,这种推论受到了质疑。因此,居里夫人决定从一堆沥青铀矿中提炼出这种含量极少的元素,丈夫皮埃尔·居里认识到她的这个决定的重要意义,中断了自己的研究计划,帮助进行实验。

他们从包括银、铜、钡、铋、钴等多种杂质的沥青铀矿中,依靠化学方法分离方法,不断试验和化学分析,结果发现铋的成分显示强烈的放射性,比同样质量的铀强倍。

他们进一步确定,放射性并不是来自铋元素,而是混在其中的一种微量元素,经过反复试验,他们分离出了一种放射性特别强的物质。居里夫妇建议称之为钋(Polonium),以纪念居里夫人的祖国波兰。

在他们继续进行的分离试验中,发现钡盐中有比钋还强、化学性质却完全不同一种放射性物质,用硫化氢、硫化铵或氨都无法使之沉淀;与钡相似,其氯化物可溶于水,却不溶于浓盐酸和酒精。年,居里夫妇得到的晶体比铀的放射性强倍。他们继续分离,竟达到了倍,然而仍然不是纯粹的镭盐。

为了提纯出这种新元素,他们找了一间没有人用的顶棚破碎、没有窗户破旧木棚当实验室,从成吨的沥青铀矿矿渣分离氯化钡中的新元素。冬天寒冷,夏天炎热难熬。他们像工人一样,给溶液加热,拿着粗大的铁棒不停地搅拌大桶里的溶液。经过四年的奋斗,他们终于从八吨矿渣中提取出了0.1克的纯净新元素,他们把它命名为镭(Radium)。

年,居里夫妇宣布,他们测得镭的原子量为,找到了两条非常明亮的特征光谱线。因此,得到了当时科学界的承认。居里夫妇身体日渐衰弱,原来身强力壮的居里夫人,体重竟减轻了20磅,加上当年缺乏放射性防护的知识,他们不可避免地遭受了放射线的袭击。

年贝克勒尔因为发现了元素的自发放射性,以居里夫妇对贝克勒尔发现的辐射现象所作的卓越贡献,三人同获诺贝尔物理学奖。

年4月19日,居里先生不幸在街上遭遇马车车祸去世。居里夫人受到极大打击,但她还是顽强地工作,带领她的学生(其中包括自己的女儿伊伦·居里和女婿弗列德利克·约里奥)继续战斗在放射学的前沿。

伊伦和弗列德利克·约里奥

因为还不知道对放射性的防护,居里夫妇先生肯定在工作中遭受了大剂量的辐射,甚至还有可能吃进了不少放射性物质。居里夫人后来长期患恶性贫血症。弗列德利克·约里奥曾检验过她当年的实验记录本,发现全都严重沾染了放射物。她当年用过的烹调书,50年后再检查,还有放射性。年居里夫人在经过长期贫血病折磨后去世。

她的女儿伊伦和女婿弗列德利克·约里奥,也因恶性贫血症分别于年和年去世。



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