放射性來源之謎(1 / 2)

放射性來源之謎

貝克勒耳的重大發現,很快引起了比埃爾·居裏和他的夫人瑪麗·居裏的興趣。

居裏夫人反複思考:造成這種奇跡的原理是什麼呢?他決心解開這個未知之謎。

迷戀是事業成功的動力。居裏夫人如同著了迷似的,整天把自己關在實驗室裏拚命地工作。

經過一段時間,居裏夫人得出這樣的結論:鈾的輻射同含鈾化合物的化學組成沒有關係,也不是由光照或溫度等外界條件決定的。她認為,這種輻射是原子的特性,並建議將這種輻射現象叫做“放射性”。

接著,居裏夫人檢驗了當時已知的各種元素,她發現除鈾之外,含有釷的化合物也可以釋放貝克勒耳射線,因此,她把鈾和釷叫做“放射性元素”。

再接再勵,居裏夫人通過進一步測試,發現瀝青鈾礦石的放射性非常強。

“這是偶然的嗎?”她在問自己。

結果,她重複上百次實驗,都得出了同樣的結果。

於是,居裏夫人高瞻遠矚作出了一個大膽的猜想:瀝青鈾礦中含有放射性極強的元素!

繼而,居裏夫婦攜手合作,首先從瀝青鈾礦中人手,把一切已知元素分離出來,然後再測量每種元素的放射性,經過逐一淘汰、範圍逐漸縮小。終於在1898年7月,他們發現了一種新的放射性元素,居裏夫人給它起了個名字:釙。釙的拉丁文名為Polonium,由拉丁文波蘭國名Polonia一詞的詞頭構成,用來紀念她的祖國波蘭。

之後,他們又廢寢忘食地捕獲另一種新元素。

1898年12月26日,他們再次宣布發現了新元素一鐳。

然而,這要拿出實物來作為證據,憑口白說,不足為信。

不過,要從瀝青鈾礦中提取鈾這等於是大海裏撈針。

要知道,瀝青鈾礦中鈾的含量極少,大約隻有礦石總量的百萬分之一。這樣的含量,要從中提取鈾的困難是可想而知的。

百折不撓是科學家們的可貴品質。居裏夫婦對此投入了極大的精力,從1898年一直工作到1902年,經過幾萬次的提煉,處理30多噸礦石殘渣,終於得到了01克的鐳鹽,並測出了它的相對原子質量是225。

鐳,宣告誕生了!

鐳的奇跡般的發現,揭開了原子核物理的第一頁。

鈾X的奧秘

人工蛻變和人工放射性的發現都是物理學界的重大事件,核反應產生的眾多新化學元素為化學的發展,特別是微量元素和放射性化學元素的辨認和分離提供了動力,給化學家們提供了施展才能的天地。德國化學家哈恩就是其中重要的一位科學家。

哈恩早在大學讀書時,就對剛剛由居裏夫人發展起來的放射化學很感興趣。他在為化學家拉姆賽當助手時曾成功地分離出釙的一種同位素。1905年,哈恩又在盧瑟福的指導下工作過。在返回德國的幾年後,他在柏林的凱撒·威廉研究院內建立了自己的化學研究所,並與女物理學家邁特納建立了很好的合作關係。他們將最新的物理思想和最新的化學方法融合在一起,長期從事核反應後所產生元素的辨認、分離和理論分析工作。

費米的研究小組在研究被中子轟擊過的鈾的成分時,曾懷疑有比鈾更重的元素一超鈾元素在核反應中產生。不久,約裏奧·居裏小組懷疑在核反應產物中存在著輕元素。邁特納和哈恩立即著手研究這個複雜的問題。哈恩集中精力用化學的方法去分析經過中子轟擊過的鈾材料的成分,從最初的實驗結果中,他也懷疑有超鈾元素存在。

正當他們的工作日益緊張時,邁特納的人身安全受到了威脅。她是持奧地利護照的猶太人,當納粹德國占領奧地利後,她失去了國籍,成為納粹迫害的對象。在朋友的幫助下,她離開了曾工作過30年的柏林實驗室,經荷蘭到瑞典斯德哥爾摩的諾貝爾物理研究所繼續從事研究工作。

邁特納離開後,哈恩和他的助手史特拉斯曼繼續在柏林的實驗室分析被中子照射過的鈾材料,並不斷將結果通報給邁特納。哈恩首先發現在產物中有像鐳一樣的元素,約裏奧在此之前也宣稱得到了同樣的結果。根據傳統的理論,這種現象無法得到解釋。這一切都發生在1938年聖誕節的前夕,哈恩感到重要的是盡快發表自己的工作報告。他采取了不一般的措施,打電話給他的朋友,斯普林格出版社的經理保羅·羅茲保德博土,請求他在最近一期的《自然科學》雜誌上留下一欄,以便發表一個非常緊急的消息。羅茲保德同意了。於是,這篇注明1938年12月22日的文章,就從哈恩的辦公桌上送到郵局去了。哈恩後來在回憶這段往事時說:“當文章送往郵局之後,我又感到這一事件是不可能的,以至於想把文章從郵箱裏拿出來。”

1938年的聖誕節,對於邁特納來說是極不尋常的。過去,她總是喜歡把她的外甥弗裏施接到柏林,與她一起歡度聖誕節,並討論物理問題。如今,在研究工作最重要的時刻,她卻被迫離開實驗室。弗裏施在她的影響下,也成為一名出色的物理學家。他從1934年就流亡國外,在哥本哈根的玻爾研究所工作。為了保持過去的傳統,邁特納邀請弗裏施到瑞典的一個小鎮孔古爾過節。就在這時,她收到了哈恩寄給她的內容最為豐富而又令人費解的“聖誕卡”。哈恩肯定地告訴她,他在被中子照射過的鈾材料中發現了鋇的同位素。他希望邁特納能做一些計算,從物理上找出這一現象的原因,並發表它。