4. 居裏夫人與鐳的發現
天然放射性現象的發現沒有像X 射線那樣， 一問世就立即轟動了世界。但是， 它卻引起了眾多物理學家、化學家的注意。僑居在法國巴黎的波蘭女科學家瑪麗・斯穀都芙斯卡就是其中突出的一位。瑪麗・斯穀都芙斯卡在和法國物理學家皮埃爾・居裏結婚以後， 就被稱為居裏夫人。當時， 居裏夫人正在為自己的博士論文選擇題目， 貝克勒爾關於天然放射性的發現引起了她的濃厚興趣。這些放射性到底從何而來？ 它們具有什麽樣的性質； 這真是一個誘人的未知領域。於是， 居裏夫人決定研究新發現的天然放射性現象。
居裏夫人在研究中首先遇到的一個問題是， 要研究這種肉眼無法看見的放射線， 必須要有一種迅速又方便的檢測方法。如果用照相底片感光的方法來記錄放射線的話， 既費時又麻煩。居裏夫人注意到了貝克勒爾的研究報告中， 一個未被他人注意的細節。貝克勒爾在研究報告中談到， 鈾鹽放出來的不可見的射線能使帶電的金箔驗電器放電。這個細節啟發了居裏夫人， 她想到可以用驗電器的放電來發現不可見的放射線， 並且可以根據驗電器放電的快慢來檢驗放射線的強弱。她的丈夫皮埃爾・居裏是一個出色的物理學家， 他很快就按照居裏夫人的設想製造出了理想的驗電器。
經過幾個星期的實驗， 居裏夫人發現鈾的輻射強度與所用鈾的數量成正比， 而且既不受鈾是否與其他元素結合的影響， 也不受光線或溫度變化的左右。可以說沒有什麽東西能夠影響放射線的發射。在了解了放射線的這些性質之後， 居裏夫人的進一步的問題是， 是否隻有鈾才產生放射性呢？ 她又廢寢忘食地進行試驗， 終於發現了另一種元素釷也具有天然放射性。這使居裏夫人十分興奮， 她把實驗室裏的所有化學物品一個一個地加以試驗。結果不那麽理想， 隻是含有鈾和釷的物質具有放射性， 沒有發現其他的物質具有這種性質。
在這種情況下， 居裏夫婦就又回過頭來仔細研究鈾的放射性。居裏夫婦首先想提煉純鈾， 可是在這個過程中發現了新奇的現象。有一次， 居裏夫婦為了弄清一批瀝青鈾礦樣品中是否含有值得加以提煉的鈾， 他們對樣品中的含鈾量進行了測定。結果使他們十分驚訝， 有幾塊樣品的放射性甚至比純鈾的放射性還要大。這是出乎他們意料的事情。居裏夫婦原來以為， 可能鈾越純， 放射性越強， 而結果恰恰相反。
物理學家遇到這種反常現象時， 第一個念頭是需要對這種反常進行核實， 看看是否確實如此。居裏夫婦經過反複核實， 確信這個反常現象是存在的。物理學家的第二個念頭是， 這種反常現象說明了什麽問題， 也就是要透過現象尋求本質了。居裏夫婦的一個很自然的推論是， 鈾礦石中除了含有能發出射線的鈾之外， 一定還含有其它放射性物質。當它和鈾混雜在一起時， 鈾礦石的放射性強； 而在提純鈾的過程中， 這種放射性物質被排除出去了， 使剩下的純鈾的放射性降低了。這種分析使居裏夫人確信， 在鈾礦石中存在具有放射性的未知元素。她曾在寫給她姐姐的信中寫道： “那種難以解釋的放射性， 必然是從一種新的化學元素裏發出來的。這種新元素就在眼前， 我隻試圖發現它的存在。雖然當我們把此事告訴那些物理學家們時， 他們都說這是異想天開， 。。但我和皮埃爾都滿懷信心。我相信自己絕沒有弄錯。”這封信既表明了居裏夫人發現新的發射性元素的目標已十分明確， 同時也表明她的堅定信念。
看來， 做出新發現的時機已經到來了。皮埃爾・居裏也放下了他自己從事的物理學研究， 夫妻二人一起尋找這未知的新元素。
不過， 擺在居裏夫婦麵前的困難也是相當大的。首先的一個問題是， 試驗需要大量的瀝青鈾礦。當時居裏夫婦的家庭生活比較清苦， 而由奧地利運來的瀝青鈾礦， 價格十分昂貴， 他們沒有錢去買大量的鈾礦石。幸好， 他們找到了一個萃取鈾鹽的礦區， 幾經聯係， 終於得到滿意的結果。居裏夫婦得到了提取完鈾鹽的廢礦石， 而隻需付出運費。他們的第二個困難是， 沒有一間像樣的實驗室。隻能在破舊的簡陋木棚裏進行實驗， 工作條件比較差。他們在大缸裏溶解礦石， 用鐵鍋蒸發溶液。即使整天和大量的有刺激性、腐蝕性的物質打交道， 但是在居裏夫婦的心中仍充滿了探索的激情。居裏夫人曾回憶說： “在這間蹩腳破舊的小屋裏， 我度過了自己一生中最美好最幸福的歲月， 把一切完全獻給了這項工作。”
的確是這樣， 麵對困難， 他們沒有退縮。由於廢礦石成分十分複雜， 不得不進行一道又一道的化學分離。他們把礦石先溶解在酸裏， 然後通入硫化氫氣體， 於是溶液裏生成了許多沉澱。經過多次實驗， 終於在二年後， 1898 年7 月， 從分離出的沉澱中發現了一種放射性比鈾還強的新元素。為了紀念居裏夫人的祖國波蘭， 他們把這種新元素稱為釙。經過分析， 居裏夫婦認為釙元素的存在隻是鈾礦石具有比鈾更強的放射性的部分原因。因此， 他們又把這次工作繼續下去。到1898 年12 月， 居裏夫婦又從分離的溶液裏找到了另一種放射性更強的新元素。他們把這種新元素命名為鐳， 鐳的放射性是鈾的900 倍。
居裏夫婦做出了兩個很重要的發現。然而在當時， 天然放射性現象還是新鮮事物。不用說社會公眾， 甚至連很多科學家也不理解。要大家公認新元素， 僅靠測出強大的放射性還是不夠的。所以， 居裏夫婦決定提煉出純鐳。鐳在瀝青鈾礦中， 隻有極少一點點， 提煉出鐳比發現鐳更困難。又經過將近四年的艱苦工作， 在1902 年， 居裏夫婦得到了0. 1 克純氯化鐳。這一下， 沒有人懷疑鐳的存在了。而且， 科學家還發現鐳發出的射線能治病， 殺死細菌。消息一傳開， 引發了全世界範圍研究放射線的熱潮。一些國家成立了專門研究機構研究鐳和其他放射性物質。有的國家還建立工廠提煉鐳。一下子， 鐳成了當時世界上最昂貴的東西。
1903 年， 居裏夫人把她所進行的放射性方麵的研究，寫成博士論文。這也許可以說是科學史上最出色的博士論文了。它使居裏夫人兩次獲得了科學界的最高獎―――諾貝爾獎。由於發現釙和鐳以及開創了放射性物質的研究工作， 居裏夫婦以及貝克勒爾共同獲得了1903 年的諾貝爾物理學獎。1911 年， 由於提煉鐳並研究了鐳的性質， 居裏夫人又榮獲了這一年的諾貝爾化學獎。隻可惜， 她的丈夫皮埃爾・居裏已於1906 年因車禍而去世了。
居裏夫人不僅在科學上做出了傑出的貢獻， 而且她的崇高品質也為後人樹立了典範。她生活簡樸、勤奮刻苦、堅韌不拔、誨人不倦， 在科學界享有很高的聲譽。居裏夫婦把嘔心瀝血分離出來的第一批少量的鐳， 無償地捐獻給了巴黎的治癌實驗室。有人曾勸說他們， 應該把這筆錢留給他們的女兒。居裏夫人說， 留給子孫的不應該是謀生費用， 而應該是可貴的精神財富。事實證明， 居裏夫人是對的。後來， 她的女兒和女婿―――小居裏夫婦也因人工放射性元素的研究獲得了1935 年的諾貝爾化學獎。
居裏夫人在研究中首先遇到的一個問題是， 要研究這種肉眼無法看見的放射線， 必須要有一種迅速又方便的檢測方法。如果用照相底片感光的方法來記錄放射線的話， 既費時又麻煩。居裏夫人注意到了貝克勒爾的研究報告中， 一個未被他人注意的細節。貝克勒爾在研究報告中談到， 鈾鹽放出來的不可見的射線能使帶電的金箔驗電器放電。這個細節啟發了居裏夫人， 她想到可以用驗電器的放電來發現不可見的放射線， 並且可以根據驗電器放電的快慢來檢驗放射線的強弱。她的丈夫皮埃爾・居裏是一個出色的物理學家， 他很快就按照居裏夫人的設想製造出了理想的驗電器。
經過幾個星期的實驗， 居裏夫人發現鈾的輻射強度與所用鈾的數量成正比， 而且既不受鈾是否與其他元素結合的影響， 也不受光線或溫度變化的左右。可以說沒有什麽東西能夠影響放射線的發射。在了解了放射線的這些性質之後， 居裏夫人的進一步的問題是， 是否隻有鈾才產生放射性呢？ 她又廢寢忘食地進行試驗， 終於發現了另一種元素釷也具有天然放射性。這使居裏夫人十分興奮， 她把實驗室裏的所有化學物品一個一個地加以試驗。結果不那麽理想， 隻是含有鈾和釷的物質具有放射性， 沒有發現其他的物質具有這種性質。
在這種情況下， 居裏夫婦就又回過頭來仔細研究鈾的放射性。居裏夫婦首先想提煉純鈾， 可是在這個過程中發現了新奇的現象。有一次， 居裏夫婦為了弄清一批瀝青鈾礦樣品中是否含有值得加以提煉的鈾， 他們對樣品中的含鈾量進行了測定。結果使他們十分驚訝， 有幾塊樣品的放射性甚至比純鈾的放射性還要大。這是出乎他們意料的事情。居裏夫婦原來以為， 可能鈾越純， 放射性越強， 而結果恰恰相反。
物理學家遇到這種反常現象時， 第一個念頭是需要對這種反常進行核實， 看看是否確實如此。居裏夫婦經過反複核實， 確信這個反常現象是存在的。物理學家的第二個念頭是， 這種反常現象說明了什麽問題， 也就是要透過現象尋求本質了。居裏夫婦的一個很自然的推論是， 鈾礦石中除了含有能發出射線的鈾之外， 一定還含有其它放射性物質。當它和鈾混雜在一起時， 鈾礦石的放射性強； 而在提純鈾的過程中， 這種放射性物質被排除出去了， 使剩下的純鈾的放射性降低了。這種分析使居裏夫人確信， 在鈾礦石中存在具有放射性的未知元素。她曾在寫給她姐姐的信中寫道： “那種難以解釋的放射性， 必然是從一種新的化學元素裏發出來的。這種新元素就在眼前， 我隻試圖發現它的存在。雖然當我們把此事告訴那些物理學家們時， 他們都說這是異想天開， 。。但我和皮埃爾都滿懷信心。我相信自己絕沒有弄錯。”這封信既表明了居裏夫人發現新的發射性元素的目標已十分明確， 同時也表明她的堅定信念。
看來， 做出新發現的時機已經到來了。皮埃爾・居裏也放下了他自己從事的物理學研究， 夫妻二人一起尋找這未知的新元素。
不過， 擺在居裏夫婦麵前的困難也是相當大的。首先的一個問題是， 試驗需要大量的瀝青鈾礦。當時居裏夫婦的家庭生活比較清苦， 而由奧地利運來的瀝青鈾礦， 價格十分昂貴， 他們沒有錢去買大量的鈾礦石。幸好， 他們找到了一個萃取鈾鹽的礦區， 幾經聯係， 終於得到滿意的結果。居裏夫婦得到了提取完鈾鹽的廢礦石， 而隻需付出運費。他們的第二個困難是， 沒有一間像樣的實驗室。隻能在破舊的簡陋木棚裏進行實驗， 工作條件比較差。他們在大缸裏溶解礦石， 用鐵鍋蒸發溶液。即使整天和大量的有刺激性、腐蝕性的物質打交道， 但是在居裏夫婦的心中仍充滿了探索的激情。居裏夫人曾回憶說： “在這間蹩腳破舊的小屋裏， 我度過了自己一生中最美好最幸福的歲月， 把一切完全獻給了這項工作。”
的確是這樣， 麵對困難， 他們沒有退縮。由於廢礦石成分十分複雜， 不得不進行一道又一道的化學分離。他們把礦石先溶解在酸裏， 然後通入硫化氫氣體， 於是溶液裏生成了許多沉澱。經過多次實驗， 終於在二年後， 1898 年7 月， 從分離出的沉澱中發現了一種放射性比鈾還強的新元素。為了紀念居裏夫人的祖國波蘭， 他們把這種新元素稱為釙。經過分析， 居裏夫婦認為釙元素的存在隻是鈾礦石具有比鈾更強的放射性的部分原因。因此， 他們又把這次工作繼續下去。到1898 年12 月， 居裏夫婦又從分離的溶液裏找到了另一種放射性更強的新元素。他們把這種新元素命名為鐳， 鐳的放射性是鈾的900 倍。
居裏夫婦做出了兩個很重要的發現。然而在當時， 天然放射性現象還是新鮮事物。不用說社會公眾， 甚至連很多科學家也不理解。要大家公認新元素， 僅靠測出強大的放射性還是不夠的。所以， 居裏夫婦決定提煉出純鐳。鐳在瀝青鈾礦中， 隻有極少一點點， 提煉出鐳比發現鐳更困難。又經過將近四年的艱苦工作， 在1902 年， 居裏夫婦得到了0. 1 克純氯化鐳。這一下， 沒有人懷疑鐳的存在了。而且， 科學家還發現鐳發出的射線能治病， 殺死細菌。消息一傳開， 引發了全世界範圍研究放射線的熱潮。一些國家成立了專門研究機構研究鐳和其他放射性物質。有的國家還建立工廠提煉鐳。一下子， 鐳成了當時世界上最昂貴的東西。
1903 年， 居裏夫人把她所進行的放射性方麵的研究，寫成博士論文。這也許可以說是科學史上最出色的博士論文了。它使居裏夫人兩次獲得了科學界的最高獎―――諾貝爾獎。由於發現釙和鐳以及開創了放射性物質的研究工作， 居裏夫婦以及貝克勒爾共同獲得了1903 年的諾貝爾物理學獎。1911 年， 由於提煉鐳並研究了鐳的性質， 居裏夫人又榮獲了這一年的諾貝爾化學獎。隻可惜， 她的丈夫皮埃爾・居裏已於1906 年因車禍而去世了。
居裏夫人不僅在科學上做出了傑出的貢獻， 而且她的崇高品質也為後人樹立了典範。她生活簡樸、勤奮刻苦、堅韌不拔、誨人不倦， 在科學界享有很高的聲譽。居裏夫婦把嘔心瀝血分離出來的第一批少量的鐳， 無償地捐獻給了巴黎的治癌實驗室。有人曾勸說他們， 應該把這筆錢留給他們的女兒。居裏夫人說， 留給子孫的不應該是謀生費用， 而應該是可貴的精神財富。事實證明， 居裏夫人是對的。後來， 她的女兒和女婿―――小居裏夫婦也因人工放射性元素的研究獲得了1935 年的諾貝爾化學獎。
