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放射学的诞生

时间:2022-02-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:但别的科学家根本不相信居里夫人的假设,他们认为一定是居里夫人在实验过程中出了错。为纪念居里夫人的祖国波兰,这种新的放射性元素被命名为“钋”。1902年的冬天,他们终于提炼出0.1克镭,镭的提炼,预示着放射学的诞生。居里夫人的镭和她关于放射性来源的设想成了打开原子结构这扇大门的钥匙。医生们用装有镭放射物的试管对癌症患者进行治疗,获得了成功。

居里夫人决心弄明白发出射线的物质,她又收集了各种天然材料的样品,有矿物、矿石、沙子等,并对它们进行一一测试,她把更多的注意力集中在了含有铀或钍的样品上。

居里夫人测量了一种叫做沥青铀矿的样品,结果完全出乎意料。这种矿物的放射性比她以前测试的含铀量相同的化学药品大4倍。反反复复,她把实验重复了20多次,每一次的结果都是一样的。

因为实验的结果只有一种解释,在沥青铀矿里肯定还存在某种比铀和钍的放射性更强的物质。

居里夫人设想这些矿物中一定含有一种新的、完全不为人所知的放射性元素。但别的科学家根本不相信居里夫人的假设,他们认为一定是居里夫人在实验过程中出了错。

1898年夏天,比埃尔决定把自己关于晶体的研究搁在一边,和妻子一起开始研究。

居里夫妇用分离沥青铀矿的方法来寻找新元素,结果发现含已知元素铋和钡部分的放射性特别强。7月,他们从含铋的部分中确认了一种新的元素。为纪念居里夫人的祖国波兰,这种新的放射性元素被命名为“钋”。这年12月,居里夫妇又从含钡的部分中确认了另外一种新的元素,他们把它命名为“镭”,拉丁文里为“放射”的意思,它是当时所发现的放射性最强的元素。

居里夫妇决定先从提纯镭开始,因为将镭从钡中提纯出来要比把钋从铋中提纯出来容易得多,而且镭的放射性比钋要强。

他们以较低的价格获得了奥地利一家工厂所提供的几吨沥青铀矿废渣。一所理化学校后院一个遗弃的棚屋成为他们新的研究场地。有一位德国化学家曾评价说“看起来那似乎更像是马厩或马铃薯贮藏室”。的确,这里的条件比小储藏室更差。棚屋的玻璃顶不能完全挡雨,夏天热得闷人,冬天异常寒冷。因为没有更多的钱,他们只能添置一些普通的化学仪器,不过是些炉子、汽灯和旧松木桌子,以及比埃尔的验电计。这里唯一的好处是可以把沥青矿渣堆在屋前的空地上。

他们要做的大量工作是分离和分析。居里夫人从事物质的分离,而比埃尔专门进行每一次分离过后的测量。但这种工作是一种极为累人的体力活,居里夫人一次要处理20千克的原料,在她分离之前要先清除松针及其他的杂质,然后把它磨碎并与碳酸钠进行反应。这样它就分离成固体和液体两个部分,倒掉液体,再把留下的固体溶于酸中。为了剔除那些已知的元素,要把各种不同作用的化学药品放入溶液进行反应。

居里夫人有时甚至不得不花费一整天时间,用一根沉重的、几乎和她身高一样长的铁棒搅动锅内沸腾的物质。往往一天下来,她几乎都累垮了。天气如果好一点,居里夫人就在院子中进行工作,而一旦下起雨来,她只好在室内进行。这样,所产生的有毒的烟雾就不能很好地排放出去。即使是打开室内所有的窗户,他们呼吸的仍然是带有强烈刺激性气味的气体。

就这样,居里夫妇在日复一日、年复一年的实验研究中度过了4年。1902年的冬天,他们终于提炼出0.1克镭,镭的提炼,预示着放射学的诞生。

面对新的问题,居里夫人设想组成物质的原子内部有更细小的活动着的微粒。

当时的科学家认为,物质构成的秘密就是所有的元素都是他们称之为原子的物质构成的。原子是最小的组成单位。

虽然,居里夫人对她的这个设想没能亲自再做研究,但一些科学家们还是从她的这个设想中得到了直接的启示。居里夫人的镭和她关于放射性来源的设想成了打开原子结构这扇大门的钥匙。她的发现大大缩短了人类通往核时代的进程。

这期间的1900年,镭的另一个重要用途被比埃尔和贝克勒耳发现。

既然镭能够破坏正常的人体细胞,那么它对于病变细胞也会产生作用。随着后来几年医生们做的一些试验,比埃尔的想法被证实了。医生们用装有镭放射物的试管对癌症患者进行治疗,获得了成功。这种治疗癌症的新技术被命名为“居里疗法”。

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