[其它杂谈]核能史话  居里夫妇找到了“镭”和“钋” [第6页]

第一章：放射性的发现

5、居里夫妇找到了“镭”和“钋”

    居里夫人在鉴别各种已知元素有无放射性的过程中进行了大量测量工作。她把自己和皮埃尔·居里能在实验室里取得的全部化合物，如各种化学物物品、盐类和氧化物等等，逐个用静电计进行了测量，其中还包括大量矿石。结果表明，凡是含有铀或钍元素的都有放射性，当然这是意料中的事情。

    但在矿石样品中，发现有一种用来提炼铀的沥青铀矿，它的放射性比纯铀或纯钍还要强很多。这一奇怪的现象引起居里夫人的反复思考，这到底是什么原因引起的？因为自从她开始研究放射性现象起，就知道放射性活度与含铀量成正比。而沥青油矿的各种杂质又得多，那末为什么放射性活度反比纯铀还强？

    为此，居里夫人多次检查了自己实验的结果，并对放射性强度进行了反复测量。最后，她确信自己的测量是正确的。那末怎样解释上述现象呢？居里夫人经过分析，觉得只有假定在沥青铀矿中存在着某种放射性强度比铀和钍更强的新的放射性物质，而且它一定也是一种尚未发现过的新元素。为了对这个假设加以论证，就必须设法找到这种新元素。

    这件有意义的工作立即引通了皮埃尔·居里的极大关注。他放下了由己长期从事的晶体学方面的研究工作，开始和他的夫人一起寻找新的放射性元素，他们共同合作研究长达八年之久。

    居里夫妇的研究结果表明，沥青铀矿所具有的放射注强度是纯铀的四倍，并从化学分析中知道了沥青铀矿的组分，从而推知新放射性元素的含量是很少的，估计不大于万分之一。后来知道，实际上新元素在沥青油矿中的含量只占百万分之一左右。

    居里夫妇为了获得更多的新元素，就从现在捷克斯洛伐克境内的波希米亚地区(当时属于奥地利)，运来了一吨沥青铀矿。并采用化学分离法把铀矿分离成各种成分，然后用验电器进行放射性鉴别，并将带放射性的组分再行化学分离和测量。最后把那些具有强放射性的物质浓集起来。

    经过两个多月的艰苦劳动，居里夫妇终于证实了在沥青铀矿中确实存在一种带有强放射性的新元素。1898年7月，居里夫妇在试管里取得了一种灰白色的物质，它的化学性质和已知化学元素铋十分相似。居里夫人为了纪念自己的祖国波兰，就把这种新元素命名为“钋”。

    但随后他们发现，钋还不是沥青铀矿中强放射性的主要来源。就在他们发表发现了钋的同时，已经知道在沥青铀矿中还有一种放射性更强的新物质。只是由于居里夫人对待科学始终保持着严谨的工作作风，她不愿过早地发表自已认为尚未成熟的实验结果。直到1898年12月，在他们取得了更详细的实验结果后，才又发表了另一个重大发现，即找到了比铀的放射性强二百多万倍的“镭”。

    钋和镭的发现引起了整个科学界的重视，但当时仍然有很多人，特别是化学家对居里夫妇的发现抱有怀疑。因为他们认为仅凭具有强大的发射性，并不能证明是一种新元素，还应该知道镭和钋的化学性质及原子量等等。

    为此，居里夫人又进行了更加艰巨的工作。由于当时能取得的钋和镭的量实在少得可怜，而且又不纯(其中钋和铋共存；镭又和化学性质相似的钡混在一起)。加上他们的工作条件很差，即没有实验室，又没有经费和助手。他们所用的大量沥青铀矿和铀盐矿渣还是通过维也纳科学院，并向英国政府请求批准后自费运到巴黎的。随后在一间漏雨的木板房内，用用一台破旧的生铁炉子，通过加热和搅拌等简单办法，连续工作了整整四年时间。他们先从矿渣中分离出镭和钡的共存物、然后用氯化物部分蒸馏法，把镭盐从钡中分离出来。

    1902年，居里夫人的辛勤劳动终于结出了丰硕的成果，她成功地获得了0.1克镭盐。接着又对镭的原子量作了首次测定，其结果为225。居里夫妇又把一部分镭盐分给了法国化学家德马尔赛，由他对镭的光谱线作了测定，所有这一切都证明镭盐确是从大量钡中分离出来的。

    后来，居里夫人又对镭的原子量作了更精确的测定，其数值为226.5。这和目前世界上公认的数值226.05已很接近了。最后，居里夫人通过加热把镭盐变成熔融状态，并用电解法获得了金属镭，于是，镭的存在也就不再有人怀疑了。

    居里夫妇对放射性现象和发现新的放射性元素方面卓有成效的研究工作，不但导致了其它许多重大发现，而且还开辟了核物理和核化学研究的新领域。为了表彰他们对核科学事业的伟大贡献，在1903年，他们和贝克勒尔共同获得科学上的最高荣誉——诺贝尔物理奖。