[其它杂谈]核能史话  铀盐世家的新发现 [第4页]

第一章：放射性的发现

3、铀盐世家的新发现

    1895年1月20日，伦琴在巴黎法国科学院宣读关于发现X射线的报告时，在众多的听众中有一位名叫贝克勒尔的法国物理学家。他在听过报告后，反复思考着一个问题，即荧光与神奇的 X射线间，究竟有什么内在的联系？

    然而，最使贝克勒尔感兴趣的是 X射线不但和阴极射线管发生荧光时同时产生，而且 X射线也来自阴极射线管发生荧光的那部分玻璃处。也就是说，荧光和 X射线是同时、同处产生的。由此他想 X射线必然与荧光有什么联系，并自己反问自己，那些能发出荧光的物质是否也能发射 X射线呢？

    当然贝克勒尔对荧光现象并不陌生，他的祖父也是一位有名望的物理字教授，对荧光物质也很有研究，他的父亲爱德蒙·贝克勒尔也从事过铀盐荧光现象的研究。而亨利·贝克勒尔已是这个铀盐世家的第三代。他在1880年制备了一种铀和钾的复合硫酸盐，并且发现这种铀盐在太阳光的紫外线激发下也能产生荧光。此时，贝克勒尔为了要研究荧光与 X射线之间的关系，也就回想起曾经研究过的铀盐，觉得很有重新进行仔细研究的必要。

    接着，贝克勒尔就用这种铀盐进行新的头验。他把未感过光的照相底片用黑纸包好，然后在黑纸上放上铀盐，并将它们捆在一起，最后放在阳光下照射，日光中的紫外线能使铀盐产生荧光，这是贝克勒尔早巳知道的。至于铀盐会不会同时产生使底片感光的X射线，就需要实验验证。

    经过几个小时以后，他把底片拿去冲洗。结果正如他所期待的那样，底片不但感光了，而且在底片上清楚地显示出铀盐的影像。在多次重复实验中，他又把某些中间打孔的金属板或硬币等物体，放在铀盐和底片之间。所得结果使他非常高兴，因为每次实验在底片上均留下了所放置物体的影像。

    随后，贝克勒尔根据上述的实验结果，写出了完整的实验报告，并在1896年2月24日法国科学院的一次会议上宣读了这个报告。他宣称：铀盐在经过日光照射以后，能够发射出一种类似 X射线的射线，它也能穿过黑纸、玻璃等其它物质，能使底片感光。

    贝克勒尔的实验结果本身确是一项重大发现，但在分析实验现象时却犯了先验论的错误，为此每个科学家都应从中吸取教训。不论做哪一种科学实验，往往在不能获得预期结果时，一定会非常仔细的严查实验过程。而在工作顺利时，却容易犯粗枝大叶的错误。贝克勒尔正是这样犯了一次意想不到的错误。

    贝克勒尔在实验前已经认为 X射线与荧光有关，而铀盐在日光照射下刚好能产生荧光，因此联想到同时又产生了 X射线，实验结果又证明了铀盐确能放射出某种能使底片感光的射线。最后，他就简单地认为铀盐所以能放射出某种类似 X射线的射线，是由于太阳光照射的结果。

    当然，任何错误的结论都不能持久，贝克勒尔很快又从实践中发现了自己所犯的错误。他在重复上述实验时，有一次准备工作做好后，天气突然变阴。他想没有太阳实验是无法进行的，故只得把已准备好的底片暂时放入抽屉，并在底片上面撒了一些铀盐，待天晴后再用日光照射。可是一连数日都是阴天，他的实验也就无法进行。

    几天后，又要到法国科学院的会议日期了，虽然他认为不会有什么结果，但还是决定将其中一张冲洗出来看一下，不料其结果竟好得出奇。虽然铀盐未受日光照射，但底片上却留下了比以往更黑、更深地阴影。

    于是贝克勒尔反复思考这一奇怪的现象，为何不经阳光照射，放置时间长一些，就能得到更深、更黑的图像呢？为了揭开这个谜底，他又多次重复这个实验。结果发现，即使是在暗室中制备的铀盐样品，也就是说这种铀盐从未经过日光照射，仍能放射出射线使底片感光。显然，这种射线的发射和阳光无关。

    后来，贝克勒尔对不同类型的荧光物质也进行了实验。他发现不是所有的荧光物质都能发射这种射线的，但只要是含有铀元素的，则都能放射出这种能使底片感光的射线。而且这种射线还具有使空气电离，验电器放电的本领。看来，铀是能放射这种奇特射线的关键物质。

    为了证明这一点，贝克勒尔又用含铀但不发出荧光的物质做实验，同样也获得了使底片感光的结果。即使把含铀物质加热熔化或把铀盐配制成溶液，也都破坏不了这种射线的发射能力。这样一来，贝克勒尔终于肯定了射线是从含铀物质中放射出来的结论。而且实验还继续证明，射线的强度和铀的含量成正比。由于整块纯铀的含铀量要比铀盐大得多，故它能放射出更强的射线，底片感光的阴影也就更深更黑。

    虽然早在1789年就发现了铀元素，但它的放射性性质却在一百多年后才得以证实。而当时要获得纯铀也是很困难的，贝克勒尔从—个和他相识的化学家那里取得了很少一点纯铀。他高兴地把纯铀包在黑纸里进行实验，结果这次所得底片上的阴影要比以往任何一次都深而黑。这样就直接证明了铀确是放出射线的原始物质，无论在黑暗中或阳光下都能不断放射出射线。

    贝克勒尔从错误的假设开始，经过不断实践，最后终于在1896年发现了铀元素的放射性特性。胜利地完成了一项有助于其他科学家进一步了解原子秘密的重大发现，而1896年也就成为原子核科学史的起点。