书城科普读物宇宙到底有多重
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第24章 居里夫妇提炼镭耗费的沥青铀矿量

居里夫人是所有人都衷心敬佩的著名科学家,她的勤奋和辛劳可以用一个数据来衡量,那就是为提炼镭用过的沥青铀矿量。

19世纪末,自从人们发现天然放射性元素后,吸引了许多科学家对此进行深入研究,波兰裔法国物理学家居里夫人就是其中之一。

居里夫人决定全面检查已知的各种元素,测量这些元素发射出的辐射强度。她找来各种矿石和化学物品进行试验,初步结果表明,绝大多数材料的电离电流都比较小,唯独沥青铀矿石、氧化钍和辉铜矿石(内含磷酸铀)会产生很强的电离电流。居里夫人猜想钍也是一种放射性元素,发现其中有几块矿石的放射性甚至比纯铀的放射性还要强,但一般的化学分析都检验不出,所以必定能从大量矿石中提炼出有极强放射性的微量元素。

居里夫人的丈夫皮埃尔·居里认识到这项研究的重要意义,中断了自己的研究计划,协助居里夫人进行实验。他们将一个小木棚里改造成自己的实验场所,在极为简陋的条件下,以极大的毅力、耐心和勤奋投身到极其繁杂的化学分析中。

1898年7月,他们终于从沥青铀矿中分离出一种放射性强度为同量铀元素400倍的少量黑色粉末。这是一种化学性质与碲元素相似的新元素,原子序数为88,居里夫妇建议把它叫做钋,以此纪念祖国波兰。

但是钋只能解释粉末中的部分放射性,他们认为其中还有另一种放射性更强的物质。于是居里夫妇继续进行更多的研究实验,寻找更多的沥青铀矿渣,用一系列分离结晶的方法不断提高这种物质的浓度。经过4年的努力,不知吃了多少苦头,终于从8吨矿渣中提取出了0.3g这种纯氯化物白色晶体,其放射性比铀大10万倍以上。他们把这种新的放射性元素命名为镭。

居里夫妇认真研究了镭的放射性,发现在磁场的作用下,射线分成两束,其中一束不被磁场偏转,仍然沿直线进行,就像X射线那样;另一束在磁场的作用下发生偏转,就像阴极射线一样。另外还发现,当镭和空气接触以后,即使将镭拿开,留下的空气中依然有放射性,好像被镭传染了。后来德国科学家多恩研究了这个奇怪的现象,发现原来是镭在连续不断地产生一种放射性气体,这种气体起初被叫做“镭射气”,后来被命名为氡。

居里夫妇顽强而卓越的工作,大大促进了人类对天然物质放射性的研究。居里夫妇也因此荣获了1903年诺贝尔物理学奖。1911年,居里夫人又获得诺贝尔化学奖,成为一生中两次获得诺贝尔奖的少数科学家之一。