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镭和钋

时间:2019-09-28    点击: 次    来源:网络    作者:佚名 - 小 + 大

镭和钋

  

1867 年 11 月 7 日,玛丽・居里出生在波兰华沙一个非常和睦的知识分

子家庭,原名玛雅・斯可罗多夫斯卡,是家里 5 个孩子中最小的。她的父亲

是华沙高等学校的物理学教授,母亲是一所女校的校长。玛雅・斯可罗多夫

斯卡长着一头金色的卷发,健康、聪明,记忆力惊人。虽然她比同班同学小

两岁,但很快成为西科尔斯卡女士私立小学中出类拔萃的学生。她喜欢钻进

父亲的工作室,那些仪器、试管、矿物标本,甚至验电器都使她着迷。她沉

浸在知识的海洋中,各科成绩总是名列第一。中学毕业时,她获得了 1 枚金

质奖章。进入巴黎大学后,她更加勤奋地学习,以优异的成绩先后取得物理

学和数学硕士的学位。她心中只有一个信念:学习,学习,顽强地学习前人

总结的一切经验,把一生献给自己唯一的爱好——科学。

大学毕业后,在一个实验室里,玛丽结识了才华横溢的法国科学家比埃

尔・居里(1859~1906)。当时比埃尔已经是一位有名的物理学家了,担任

巴黎化学和物理学院的实验室主任。在他们相识的第一个夜晚,玛丽和比埃

尔围绕石英晶体展开了饶有趣味的科学对话。玛丽后来回忆说:“我喜欢他

那种从容不迫、想了再说的谈话方式。我也喜欢他的纯朴,以及他既严肃又

充满朝气的笑容。我们开始谈论科学……不知不觉中,我们已经成了朋友。”

比埃尔和玛丽一样,对舒适的物质生活漠不关心,一心衷情于科学实验。比

埃尔的求婚是以真正的科学方式进行的。求婚者的第一件礼物是比埃尔自己

撰写的一本小册子,题目为“论物理现象中的对称原则,电场和磁场的对称

原则”。在爱情面前显得有些笨拙的比埃尔,给玛丽写了一封发自肺腑的信:

“让我俩终身相伴,以谋科学及人类之福利,这事业是何其伟大啊!”一封

没有甜言蜜语,没有赞美之词的求婚书,更激起了玛丽的无限敬意。玛丽接

受了比埃尔的求婚。

1895 年 7 月 26 日,天高气爽,阳光明媚。玛丽和比埃尔在巴黎郊区梭

镇的市政厅举行了“一切从简”的婚礼,既没有牧师,又没有律师,连结婚

戒指也没有。婚礼和传统的不同,蜜月更加别开生面,新婚夫妇各骑一辆坚

固的自行车,在法国乡村作了一次骑自行车的蜜月旅行。婚后,夫妇俩开始

携手进行科学研究。后来,玛丽的女儿艾芙・居里在那本杰出的传记《居里

夫人传》中说他们是“两颗心一起跳动,两个身躯结合成一体,两位天才的

智能共同思想”。

婚后,玛丽接连生了两个女儿,但仍然不放弃她的物理学博士学位的学

习,发表了有关回火钢的磁化问题的专著,获得一笔科研奖金。在剩余时间

里,她同丈夫合作,协助他所进行的实验。医生们警告她注意左肺上的结核

性病灶,并建议她去疗养院休养。但是玛丽执意不肯去,她太专心她的实验

室工作了。这时,她和比埃尔对亨利・贝克勒尔的实验都发生了兴趣。贝克

勒尔是位杰出的法国物理学家,在检验一种稀有金属——铀盐时,发现它发


射出一种显然能透过不透明物体的光线。贝克勒尔把一种铀的化合物放在一

块外面包着黑纸的照相底片上,发现铀的化合物已经透过黑纸在底片上留下

了放射痕迹,照相底片颜色变黑了。他的观察结果表明:这是一种新型的发

自固体物质内部的辐射,这种辐射能够使验电器放电。这是人类第一次观察

到某些奇异光线的穿透力。这种辐射的特性和来源是一个令人神往的谜,这

种能通过不透明物质的神秘的穿透力的本质是什么?这种奇怪的能源又从何

而来?这些疑问强烈地吸引着玛丽和比埃尔・居里,玛丽决意去研究铀的辐

射。这就是发现和研究镭的开始。这是一条漫长而险峻的科学之路,它使这

对夫妇付出了毕生的心血和代价,以最大的勇气和超凡的想象力,以百折不

回的毅力,终于达到了目的。

从研究一开始,他们就遇到种种困难。玛丽唯一能得到的实验室是理化

学院的一所破旧的木棚。夏天,房间闷热得像个蒸笼;冬天,温度常常在零

度线上下。不过,总算有了进行科学试验的场所,这位弱小的肺病患者奋不

顾身地开始探索人类尚不知道的秘密。她用比埃尔・居里发明的测量电的精

确方法,迅速投入了研究工作。首先,必须测量出铀射线的电离功率。她用

极为简陋的工具,检查了铀的特性,发现这种金属神秘的放射现象不受光照、

温度及铀化合物的化学状态的影响。她渐渐地确信,辐射现象来自原子的一

种放射性能。她想:也许铀还不是唯一具有放射性的化学元素,为了测试辐

射是否会发生在其他地方,她细致入微地检测了每一种已知的元素,包括单

质状态和化合物状态的,发现钍的化合物也会发射出像铀那样的射线。她开

始对散发射线的能量使用“放射性”这一术语。

接着,玛丽检测了内含钍和铀的矿石——沥青铀矿、硫铜矿和天然氧化

铀,对它们进行了静电试验。在测量它们的放射性时,她发现其中的放射性

要比预计存在钍和铀含量中的强得多。她把已知的化学元素一一检测过,没

有发现任何元素有这样强大的放射性。经过无数次实验之后,玛丽得出一个

惊人的结论:在这些矿物质中存在着一种威力强大的放射性物质。她断定这

种物质是一种新的元素。1898 年 4 月 12 日,玛丽在给科学院的一份报告中

宣布,在沥青铀矿中可能存在着一种新的威力强大的放射性元素。玛丽・居

里正在开创原子时代。

在这个时刻,比埃尔暂时停下自己对结晶体的研究,开始与年轻的妻子

同心协力,共同探寻这一新的元素。经过千百次试验之后,他们发现,正在

探寻的这个新元素的含量是微乎其微的,仅占沥青铀矿的百万分之一!这一

天,她心情激动地去看她的姐姐。“你知道吗,波萝妮亚,”她说,“我所

不能解释的那种射线是一种新的化学元素发出来的。它就在那里,我要把它

抓出来!”

首先,居里夫妇采用化学分析法:用酸和氢硫化合物把沥青铀矿中的所

有元素分离出来。然后,迅速、准确地测量每种分离物的放射性。通过仔细

地分离,他们发现,放射性仅仅存在于矿石的某些部分之中,主要集中在沥

青铀矿中的两种不同的化学分馏部分之中,一个含有铋,另一个含有钡。他

们提出一个大胆的理论:肯定存在着两种新元素。1898 年 7 月,他们宣布发

现了其中一种元素,它具有像铋一样的化学特性。出自对祖国强烈的热爱,

玛丽把刚刚发现的新元素称为“钋”,让祖国“波兰”的名字永远铭刻在人

们的记忆中。

钋的发现,使玛丽・居里初步实现了自己梦寐以求的愿望,为祖国赢得


了荣誉。不久,他们又钻进那间阴冷潮湿的实验室,废寝忘食地继续探寻科

学的奥秘。在圣诞节后的第二天,他们宣布,又发现了另一种新的元素。他

们把它叫作“镭”(意即放射)。

他们的重大发现受到了广泛的祝贺,但也有一些科学家对此表示怀疑。

他们说:镭和钋仅存在于这对夫妇事先准备好的、形迹令人感觉不到的物品

中,“镭在哪里?拿镭出来给我们看看!”面对怀疑,居里夫妇决心努力获

取纯镭和纯钋。由于钋比镭不稳定得多,他们决定首先分离镭。这必须要炼

制巨量的原矿,而沥青铀矿又是一种十分贵重的矿,居里夫妇根本就买不起。

如何解决这个难题呢?他们推理说,假如这个新元素存在于沥青铀矿石中,

但又不同于铀,那么在提取铀之后的残渣中可能含有钋和镭。当时这种残渣

几乎是一钱不值的,只需要付出比运输费略高一点的代价。

于是,他们开始订购成吨的“垃圾”——沥青铀矿渣。使他俩意料不到

的是,奥地利政府决定赠给他们一吨矿渣,但要他们自己支付运输费,这正

是他们十分情愿的。大量的、用粗布袋子装的矿渣被运到理化学院那间被人

遗忘的小棚子前。从此,他们夫妇就一铲一铲地将“垃圾”注入熔炉中,玛

丽站在熔炉旁,用几乎和她身高一样长的铁条搅拌着沸腾的原料,浓烟熏得

她直流泪水。他俩就像汽轮上的司炉工,四年如一日始终不停地铲呀,铲呀,

毫不动摇地炼制着,心中只有一个念头——从这种金属的熊熊烈火中把新元

素的秘密发掘出来。

玛丽终于将经过炼制而浓缩了的物品带回棚屋内,精炼它们,开始了放

射性溶液的分馏结晶工作。1902 年,即在玛丽・居里宣布可能存在镭那天之

后的第 45 个月,她终于从数吨沥青铀矿渣中提炼出了十分之一克纯镭,只有

一茶匙尖那么点。她计算了这种新元素的原子量为 225。在那个永生难忘的

夜晚,比埃尔和玛丽来到那间阴暗的工作室,观察在微小的玻璃容器中发光

的粒子。“磷光闪烁的蓝色外廓发出微光”,居里夫妇的脸“都转向那淡淡

的微光,神秘的辐射光源,转向镭,转向他们的镭!”

关于这段时期,玛丽后来说过这样几句话:“我们没有钱,没有实验室,

而且没有帮助。然而,正是在这简陋破旧的棚屋里,我们度过了一生中最好、

最幸福的几年,我们把精力完全奉献给了镭的研究工作。”

接着,玛丽又从几吨沥青铀矿渣中分离了几毫克钋。但是没能获得纯钋。

这证明钋是一种镭射线衰变的物质,她曾以如此具有象征意义的名字命名这

种不稳定的元素。她总是遗憾钋没有镭那么重要。

镭的发现,奠定了放射学的基础,由此推动了原子科学的发展。后来,

镭又用在医学上,造福于人类。镭可以治愈恶性肿瘤的医疗用途为人知晓后,

一些国家的科技人员计划研制这种新元素。朋友们劝居里夫妇把提炼镭的过

程申请专利权。当时镭的价格约为 15 万美元一克,对于生活十分艰苦的居里

夫妇来说,这可以给他们带来可观的收入,但他们拒绝了。玛丽说:“镭不

应当成为任何人发财致富的工具。镭是元素,它属于全世界!”居里夫妇主

动将他们的研究成果无偿地公布于世,不从他们的发现中“获取物质的利

益”。由于发现了镭,以及在研究放射学方面的巨大贡献,居里夫人两次荣

获诺贝尔物理奖金(1903 年获诺贝尔物理学奖,1911 年获诺贝尔化学奖),

被人们誉为“镭的母亲”。

居里夫妇把所有的奖金几乎都用到准备再做的实验上。而玛丽甚至连一

顶新帽子都舍不得买,他们所渴求的,是一所可以进行实验的好房屋。巴黎


大学的教务长曾写信给比埃尔,告诉他说,文化部长已提名给他法国荣誉勋

章。在玛丽的赞同下,他回信说:“请代我向部长致谢,并请转告他,我丝

毫也没有领取什么勋章的愿望,但我却迫切需要有一个实验室。”后来,居

里当上了巴黎大学的教授,同时,大学也提供了一所设备完善的实验室,居

里夫妇的毕生愿望实现了。玛丽曾说过:“我最强烈的愿望是要在华沙创建

一个镭学研究院。”1925 年,她的夙愿也实现了。

玛丽在《比埃尔传》中写道:“不提高个人的素质,我们就不能指望建

立一个更好的世界。要实现这个目标,我们中的每一个人都必须朝着各自的

最高发展方向努力;同时,承担各自在人类通常生活中的责任。我们的主要

义务是,有助于那些我们认为会对他们十分有益的人。”玛丽就是将自己的

毕生奉献给放射性物质的科学研究上,直至生命的最后阶段。有一天,她从

实验室回家时,自言自语道:“啊,我多么疲倦啊!”次日,她已经不能起

床了。医生们来看她,但诊断不出她生了什么病。有点像感冒、结核、恶性

贫血,但又一样都不是。1934 年 7 月 4 日,居里夫人死于“镭中毒”引起的

恶性贫血症。长年累月的研究,使她付出了致命的代价。但她的杰出发现,

为人类做出了伟大的贡献,永远闪烁着灿烂的光辉。

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