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6165.com居里夫人的镭

时间:2019-12-12 22:03来源:现代文学
滴水难留自蒸发,金属静卧也放能。 世上万物皆在变,瞬间就有死和生。 镭自动放热,它在一个小时内放出的热量也可以融化与它等量的冰,在不受冷气影响的情况下,它的热度可以

  滴水难留自蒸发,金属静卧也放能。
  世上万物皆在变,瞬间就有死和生。

镭自动放热,它在一个小时内放出的热量也可以融化与它等量的冰,在不受冷气影响的情况下,它的热度可以使周围空气的温度升高10℃。

  更有趣的是镭的放射性对人体细胞还有杀伤作用,勇敢的比埃尔用自己的身体作了实验后向科学院提出了一份详细的报告:

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  “对不起,在科学上我们应该注意事,不应该注意人。”

这么显著的能量从哪里来!直到1905年,伟大的物理学家爱因斯坦提出,质量是物体当中含有能量的尺度,才得到问题的答案!

  “有了我又能怎样呢,你过去吃苦,现在还是这样苦。你这样美,这样有才华,却好像注定要泡在苦水里。”

在法兰西科学院,1898年12月《论文汇编》上刊登了一则报告,报告中有一段话:“我们有充分的理由可以得出以下结论,这种放射性的新物质里含有一种新元素,我们给他定名为镭。”提出了镭,并不等于已经看见了镭。为了把钋和镭展现在不相信的人们面前,为了向全世界证明他们确实存在,居里夫妇还要付出长期的、艰苦的、代价高昂的努力。

  这些以发财为业的人还好打发,那些以宣传为业的人最难应付。记者们总是永远追求最新的消息,而名人那怕是吃了一顿最普通的饭,穿了一件最平常的衣服也会成为人们议论的话题。诺贝尔奖金刚公布后各大小报纸的记者立即向这对“镭的父母”、“伟大的夫妇”发起一场大围攻。不,简直是一场扫荡。他们的那间破木棚、学校、住所都成了川流不息的不速客们采写、拍照的对象。他们遇到了一场远比过去的清苦要严重的灾难。比埃尔在1904年1月22日给朋友的一封信里写道:

玛丽的研究工作,除了生孩子那几天外从来就没有间断过,既然她已经确信有了新的放射性元素存在,那她就一定要把这种新元素给找出来。玛丽生活的时代,人类总共发现了大约80种元素,每种元素的发现都使它的发现者在科学史上千古留名,如果她能够使元素的大家族再添上一种,这是多么有价值,多么吸引人的事情啊!

  第一个上门的是那些商人和企业家。镭可以治病,镭如此稀有,它的愤格高到0.1克就值七十五万金法郎,当然炼镭业就成了最热的行业。可是炼镭的奥秘和它的一整套操作程序,全世界只有两个人知道,这就是居里夫妇。就在玛丽的论文答辩刚过几天之后,清晨,他们夫妇正在吃早饭,邮差送来一封信。

  “这个苦反正总要有人吃的,我们既然开了头就吃到底吧,亲爱的。”

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  却说玛丽原本是要选一个做博士论文的题目,不想却碰上一个这样重大的课题,撞在一个从未有人知道的机关上,一下就打开了一个新的领域。工作旷日持久,没有结果,她的论文也就一拖再拖。从1898年开始实验,竟到1903年,过了五年,她已三十六岁,实验告一段落,论文也才写成。真是水到渠成,瓜熟蒂落,1903年6月25日这天,玛丽面对一小批最著名的物理学家、化学家宣读完论文之后,用不着辩论,主席李普曼先生只讲了五分钟的话,她便成了一位极荣誉的、真正的物理学博士了。这年12月他们夫妇和贝克勒尔一起又获诺贝尔物理学奖金,1911年玛丽又单独获得一次诺贝尔化学奖金。

镭的放射是传染的,如果某种植物、动物和人靠近它,就会看到它传染的痕迹。

  上回说到居里夫妇虽然宣布了镭的发现,可是还未提炼到纯镭,现在他们决心要将它捉拿归案了。

从1898年到1902年,这四年当中,居里夫妇就在简易的棚子里,点火熔化,过滤沉淀,倒出来再熔化,再过滤再沉淀……。后来居里夫人采用自己独创的分步结晶法,来完成最繁重的那部分工作,把每吨沥青残渣当中,提起10到20公斤的硫酸钡,再把硫酸钡变成氯化物,这些氯化物当中含镭量大约是万分之三,现在居里夫人可以从氯化物当中完成最后的结晶了。这四个寒暑,是居里夫妇英勇的岁月。镭似乎要与它最执著的发现者作对,不肯轻易露出它的面容。居里夫人被他极强的放射性所迷惑,以为在沥青铀矿的残渣镭里的含量可以达到百分之一,事实上并非如此,它的含量小的多,而且跟其他杂质密切的混合着,很难被离析。狡猾的镭把居里夫妇拖住了旷日持久的较量当中。

  “我们应该不虚度一生,应该能够说:我已经作了我能作的事。……那些很活泼而且很细心的蚕,那样自愿地、坚持地工作着,真正感动了我。我看着它们,免得我和它们是同类,虽然在工作上我或许还不如他们组织得那么好。我也是永远耐心地向一个极好的目标努力。我知道生命短促而且脆弱,知道它不能留下什么,知道别人的看法完全不同,而且对自己的努力是否符合真理没有多大把握,我还是努力做去。我这么做,无疑是有甚么使我不得不如此,有如蚕不得不作茧。那可怜的蚕即使不能把茧作成,也须开始,并且那样小心地去工作;而若是不能完成任务,它死了就不能蜕变,就不能补偿。”

在永远的相同的周期内,每一种放射性元素会失掉它实体的一半,铀减去一半,需要几十万年,镭需要1600天,镭射气需要4天,镭射气的子孙只需要几秒钟。

  “可是,我们要不要考虑一下专利问题。我们太穷,或许我们该改善一下那个破木棚子。”

1895年在科学史上是很重要的一年,在这一年的12月,德国物理学家伦琴发现x射线。第二年3月,法国物科学家贝克勒尔,又由于研究x射线,而发现了铀的放射性。正是这一年,玛丽以第一名的成绩通过了教师资格考试。1897年怀孕的玛丽·居里完成了论文《淬火钢的磁特性》。这个研究,告一段落之后,30岁的玛丽,面临着需要找一个合适的博士论文的研究课题。对于一个科学工作者来说,能否选择正确的研究课题是至关重要的。有人说方向选择对了,就成功了一半,这话很有道理。

  “一个元素一个样,真不好猜,不过我希望它有美丽的颜色。"

镭是铀的子孙,钋是镭的子孙!

  “谢谢,我的报告已经发表,那里面已讲得很详细了。”

仅仅在几年前,人们还确定,物体是由永远不变的元素组成的。可是镭让所有的人都惊呆了,现在每一秒钟,镭粒子用极大的力量,把本身的氦气原子放射出去。玛丽把这种极小的惊人的爆发,叫做原子嬗变的激变。爆发后的残渣是镭射线的一种气体原子,这种气体原子又变成另外一种具有放射性的物质,这种物质又再次发生变化。这些放射性元素,作为这个家庭的一个成员,都是从她母体自动嬗变产生的。

  “好,我现在立即就回信。”

1882年当玛丽还只有15岁,她在一所公立高中念书的时候,23岁的比埃尔·居里已经被任命为巴黎市理化学校物理实验室的主任。比埃尔的哥哥雅克·居里也非常喜爱物理,他在1880年发现了晶体的压电效应,就是石英、电气石、酒石酸钾钠等不对称的晶体,在外力的作用下,因为极性而使两端表现出电势差的现象,这就是晶体的正压电效应。后来比埃尔加入到雅克的研究当中,继续进行这个实验,又确定了产生压电效应的条件和变化的规律。1881年发现了这一效应的逆反应,也就是逆压电效应,他们还根据压电效应制造出非常精密的静电计。这种静电计可以准确的测量非常微小的电量,被称为压电石英静电计。

  记者也苦笑一下问道:“您能谈谈您个人在发现镭以前的情况吗?”

镭会自动产生一种特殊的气体,镭射线。这种活跃的射线即使在封闭的玻璃管里也会有规律的自我毁灭,很多温泉的水里就含有这种镭射线。

  “就是当年你那个像冰窖一样的小阁楼。”

利用压电石英静电计,玛丽经过非常细致和耐心的测量,得出一个重要的结论:铀射线的强度与铀化合物当中铀含量成正比,与铀化合物的组成无关,也不受光照、加热和通电等因素的影响。这个结论进一步证实了贝克勒尔“铀射线的发射是一种原子的自发过程”。

  “那就是这个还能供一点热气的火炉。”

居里夫人

  居里夫人逃避荣誉,但是荣誉还是不断地飞来。她一生共得了10项奖金、16种奖章、107个名誉头衔。她将奖金慷慨地捐助给科研事业和处于战争灾难中的法国,那些奖章她想不出好办法保存,就送给六岁的女儿当玩具。她把荣誉远远地抛在脑后,更加倍地工作。她在给外甥女的一封信里写道:

在黑暗的棚屋里,镭宝贝就装在一只极小的玻璃容器里,它自动的发出蓝色的荧光。玛丽恍如进入梦幻般的世界,在那首次看到荧光闪耀的一晚,被永远铭刻在记忆中。

  就这样,十分之一克就值七十五万金法郎的秘密,让他们轻松地公布于世了。

分离含铀的沥青矿碴

  但是居里夫妇从此却再也不得安静。

藏有钋和镭的沥青铀矿是一种贵重的矿物,在奥地利,一个提取玻璃工业铀盐的矿场里就有这样的矿物。他们预料,沥青铀矿在提起铀之后,矿渣当中所含有的微量元素钋和镭也许还会原封未动。于是,在一个奥国同行的帮忙下,他们得到奥地利政府同意馈赠的一吨铀矿的残渣。

6165.com,  这天,玛丽正隔着浓烟观察锅里的变化,突然天上晰晰沥沥地掉下了雨点。比埃尔赶紧跑出来帮她将锅抬回棚子里,棚内又立即充满呛人的烟气。在这冬季的冷天里他们只好打开门窗。比埃尔和玛丽对坐在一张靠近炉子的桌旁做着化学分析。他透过桌上那些密匝匝的瓶子、试管又看到了那双蓝色的眼睛,多迷人啊。当年他因为碰不到有才气的女子一直等到36岁,正当他准备终身不娶时上帝从波兰给他送来一个玛丽。他们第一次相见是为了一个研究课题,这却促成了以后的结合。他们相差八岁,他知识丰富,是老师,是兄长;玛丽聪明顽强,往往在攻坚中打先锋。关于镭的研究就是玛丽毅然选定,他先是从旁帮助,最后干脆全力投入的。比埃尔看看玛丽正在摇动试管的手,这双手因为整日和酸碱打交道满是老茧和伤痕。现在因为棚子里太冷,玛丽脸色都有点发紫。他不觉叹道:

玛丽知道要先从矿石当中提炼出带放射性的微量元素,无异于大海捞针。他和比埃尔采用的方法是以放射性为基础,采用分步结晶的方法,从沥青铀矿当中分离出新的放射性物质,她先用静电计测定出沥青铀矿当中矿石成分具有的放射性强度,在以此为线索追踪放射性元素隐藏在什么成分当中。

  玛丽爽朗地笑了起来,突然又收起笑容天真地问道:“比埃尔,你说这个孩子是什么样子?”

19世纪末的那几年,在物理学家面前展现了一个光怪陆离、变幻莫测的神奇世界,同时也令全人类为之眼花缭乱。英国物理学家汤姆逊发现的电子,使原来认为原子是不可分的最基本的物质单位的传统科学信条发生了动摇。法国物理学家贝克勒尔发现的铀元素的质量在天然辐射中减少的现象,也动摇了物质质量不能自行改变的信条。经典物理学认为原子如果存在的话,就一定是最小而又不能再分割的粒子,而铀原子却能不断的放射出一种射线来,那么原子不是仍然可以分割的吗?更使人迷惑不解的是,铀盐可以不断的放出射线来,而射线又是带有能量的,那么这个能量是从哪儿来的呢?如果是这样,那么能量守恒定理岂不是也要发生动摇了吗?

  “甚么事啊?”玛丽看着丈夫专心读信的样子,柔和地发问。

贝克勒尔已经发现铀天然放射性的三种效应,能够使照相底片感光,可以使气体分离,对不同物质有不同的穿透力。他采用的测定方法无法做到定量的分析,使他忽略了后两种效应。玛丽·居里的高明之处,在于它的方法,利用了放射性的电离效应,可以通过补偿法精确测出铀射线的强度。

  比埃尔诙谐地向桌上的试管努努嘴说:“那里还有一个叫镭的孩子,可惜太难产了。”

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  “话是这么说,可是我们这样一小锅一小锅地炼,矿石都快用了八吨,代价也太大了。我想等将来条件好一点,总会有甚么简便办法的。”

镭的神奇非常直观,它能够穿过黑色的纸在照相底片留下影子,也能使空气电离,使远处的验电器放电,能够使装它的玻璃容器成为紫色或淡紫色,能够把包裹它的纸或棉花一点点的腐蚀掉成粉末。

  “尊敬的居里先生和夫人,我能在这里单独采访你们感到非常荣幸。”记者很为甩掉了同行,独吞“猎物”而高兴。

结果,他们发现放射性很强的化合物,不是一种,而是两种,其中,一种是沥青铀矿当中含钡的化合物,另一种是含铋的化合物。放射性强度不同意味有不同元素,如果他们没有猜错的话,这两种新元素当中的一种,应该隐藏在含钡的化合物里,而另一种新元素应该隐藏在含铋的化合物里。他们进一步确认,在含铋的化合物里,放射性不是出自铋本身,而是混合在铋内部一种极微量的元素。直到1898年7月的一天,他们终于在铋的化合物里,找到了期待已久的新元素。玛丽建议把新元素起名为钋,以此来纪念她的祖国波兰。

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