登陆注册
12056800000020

第20章 镭的发现和对镭的担忧

皮埃尔·居里

事件背景

皮埃尔·居里生于1859年,卒于1906年。法国著名的物理学家,放射性研究的创始人之一,曾荣获诺贝尔物理学奖。他与居里夫人一起进行放射性研究,经过无数次充满艰辛的实验,终于发现了化学元素钋和镭。1906年不幸因车祸去世。首先请允许我告诉大家,今天我非常高兴能在这里向皇家科学院讲演。皇家科学院决定把诺贝尔奖这一极大的荣誉授予居里夫人和我本人。我们应该感到歉意的是,由于一些我们自己也无法控制的原因,我们没有能早日在斯德哥尔摩同大家见面。

今天我要讲的是“放射性物质”的特性,或者说“镭”的特性。我不可能只讲我们自己的研究工作。在1898年开始研究这个题目的时候,只有我们两个人和贝克勒尔对此问题感兴趣,但是从那时以后,越来越多的研究工作出现了,如果不讲这些物理学家们的研究成果,那么放射性也就无从谈起。这些人有卢瑟福、德比尔纳、埃尔斯特、盖泰耳、盖斯勒、考夫曼、克鲁克斯、拉姆赛和索迪。我只谈其中的几位,他们使我们对于放射性的认识有了重要的进展。

关于镭的发现,我想快一些讲过去,对它的特性只作简要的概括,然后向大家讲放射性的发现在科学各个分支中给我们带来的重大成果。

1896年贝克勒尔发现了“铀”及其化合物的特殊的放射性。铀放射出的微弱射线可在照相底板上留下痕迹。这种射线可穿透黑纸和金属,可使空气导电。这种辐射不随时间而变化,但产生这种放射性的原因并不清楚。

法国的居里夫人和德国的施密特都指出,钍及其化合物也具有这种性质。1898年居里夫人又指出,在实验室制备或使用的化学物质中,只有含铀或钍的那些物质才放射出一定量的贝兜勒尔射线。我们称这些物质为“放射性物质”。

这样,放射性本身是铀或钍的一种原子特性。如果一种物质含铀或钍的量越多,它的放射性也就越强。

居里夫人研究了含铀或钍的矿物。按照刚才所讲的观点,这些矿物都是放射性的。但是在测量时她发现,这些矿物的放射性比它们含铀或含钍的量所对应的辐射强很多。居里夫人认为,这些特质中含有我们尚未认识的放射性化学元素。居里夫人和我决定在一种铀矿物——“沥青铀矿”中寻找这种设想的新物质。我们对这些矿物作了化学分析,对分别处理的每批矿物的放射性进行化验。首先我们发现了化学性质与铋很相似的第二种强放射性物质,我们称它为“镭”,最后,德比尔纳又分离出属于稀土族的第三种放射性物质“锕”。

这些物质在沥青铀矿中只是微量存在,但它们的放射性很强,比铀的放射性大200万倍。经过大量的处理工作,我们成功地获得了足够数量的有放射性的钡盐,以使用分馏法从中提取纯盐形式的镭。镭是碱土族中比钡序数大的同族元素,它的原子量经居里夫人测定是225。

镭的放射性产生的效应很强,而且有各种不同的效应。

镭这种放射性物质是一个持续不断的能源,它的放射性可以表示出它的能量。在我与拉博尔德合作的研究中还发现,1克镭每小时连续释放的热量达418焦。卢瑟福和索迪,朗格和普里希特,还有埃格斯特朗,都曾测量过镭释放的热量。看来,能量的释放经过数年后仍将是不变的,因此镭释放的总能量是相当惊人的。

许多物理学家,如迈耶、施威德莱尔、盖斯勒、贝克勒尔、皮埃尔·居里、居里夫人、卢瑟福和维拉德等人的研究工作指出,放射性物质放射出三种不同的射线。卢瑟福把它们命名为α射线、β射线和γ射线。三种射线的不同点表现在磁场和电场对它们的作用不同:磁场和电场能改变α和β射线的轨迹。

β射线与阴极射线相似,其特性很像质量为氢原子1/2000的带负电粒子(电子)。居里夫人和我已经确定β射线带负电。α射线与哥尔德斯坦发现的射线相似,其特性很像β射线重1000倍的带正电的粒子。γ射线与伦琴射线相似。

当固体物质置于放射性物质周围有放射性的空气中时,它也会变成有放射性的。居里夫人和我发现的这个现象叫做“感生放射性”。这种感生放射性同有放射性的空气一样,也是不稳定的,各自按特定的指数规律自发地衰变。

看来,铀、钍、镭、锕的放射性在若干年内是不变的,但钋却按指数规律衰减着,140天衰减1/2,若干年后它将几乎完全消失。

这些都是极为重要的事实,是经过许多物理学家的努力而被证实了的。

这些事实的重要意义正在各门学科中显示出来。对于物理学来说意义是明显的。在实验室中镭成了研究工作的一种新的手段,是一个新的放射源。对于β射线的研究已取得了丰硕的成果。这项研究证明了J.J.汤姆逊和亥维赛关于运动中的带电粒子的质量的理论。如果假设物质是由带电粒子集合而成,那么看来力学的基本原则就要从根本上加以修正。

对化学来说,认识放射性物质的特性,意义或许更为重大,它使我们认识了一种维持着放射现象的能源。

在开始研究的时候,居里夫人和我就认为,此现象可用两种不同的一般假设来解释。关于这种假设,居里夫人在1899年和1900年作过阐述。

1.第一种假设:放射性物质从外界摄取能量并加以释放,因此这种放射是二次辐射。

2.第二种假设:放射性物质释放的能量出自物质本身,因此放射性物质处在变化当中,它们缓慢地逐渐衰变,尽管某些物质的状态在表面上是不变的。镭在数年中释放出的热量如果与相同重量的物质在化学反应中释放的热量,如果与相同重量的物质在化学反应中释放的热量相比,那是非常巨大的。然而,释放出的这些热量只不过是少量的镭在衰变中放出的能量,这些镭少得甚至衰变数年后还察觉不出。这就使我们得出一种假设:放射性物质的衰变要比普通的化学变化深刻得多,原子的存在可能要成为问题,因为放射性衰变是元素的转化。

放射性现象对地质学也有意想不到的重大意义。例如,人们发现在矿物中镭总是与铀伴生,甚至还发现,在所有的矿物中镭和铀的比例是一个常数(鲍特伍德的发现)。这就证实了镭是从铀产生的想法。这一理论也可以推广去解释在矿物中经常存在的其他元素共存的现象。可以想象到,某些元素是在地球表面的一定区域形成的,它们是在一定时间内由其他元素产生的,这个时间可能就是地质年代的标志。这是一个新的观点,地质学家们将会加以考虑。

最后,在生物科学方面,镭射线和镭射气产生了令人感兴趣的效应,目前正在被人们研究着。镭的射线已用于治疗某些疾病(狼疮、癌症和神经方面的疾病)。在某些情况下射线的作用可能会有危险性。如果一个人把装有数十毫克镭盐的小玻璃瓶放在一个木盒或纸盒中放在口袋里几个小时,这个人决不会有任何的感觉,但是经过15天以后,他的皮肤就会发红,然后就是疼痛,再想治愈是很困难的。如果受放射作用的时间再长,人就会瘫痪而死去。镭必须封在厚的铅盒中传送。

可以想象到,如果镭落在恶人的手中,它就会变成非常危险的东西。这里可能会产生这样一个问题:知晓了大自然的奥秘是否有益于人类?从新发现中得到的是裨益呢,还是它将有害于人类?诺贝尔的发明就是一个典型的事例。烈性炸药可以使人们创造奇迹,然而它在那些把人民推向战争的罪魁们的手中就成了可怕的破坏手段。我是信仰诺贝尔的人们当中的一个,我相信人类从新的发现中获得的将是更美好的东西,而不是危害。

同类推荐
  • 灵感火花,打造智慧人生

    灵感火花,打造智慧人生

    本书内容既有一些古今中外著名的发明创造的小故事,也有一些新观念、新方法的思维创新的故事。它们个个寓意深远,文学气息浓厚,让孩子在阅读的过程中了解创新的重要意义,体会创新的无限乐趣,激发孩子们的创造热情。
  • 元素与光

    元素与光

    《元素与光》分上下篇分别介绍了我们一些常见的元素和光,以及我们日常生活中哪些东西用到了它们。主要内容包括:古今元素趣谈;太空中元素的合成;门捷列夫与元素周期律;第一号元素——氢;火焰空气——氧等。
  • 英语诵读文萃Ⅰ

    英语诵读文萃Ⅰ

    每个人心目中的英雄不尽相同。在每个孩子的眼里,父亲则是永远的英雄。父爱如山,托起孩子的一生;父爱如灯,照亮孩子的一生。
  • 编织人际交往纽带(培养学生心灵成长的经典故事)

    编织人际交往纽带(培养学生心灵成长的经典故事)

    在这套丛书里,我们针对青少年的心理特点,专门选择了一些特殊的故事,分别对他们在这一时期将会遭遇的情感问题、生活问题、学习问题、交友问题以及各种心理健康问题,从心理学的角度进行剖析和讲解,并提出了解决问题的方法和措施,以供同学们参考借鉴。
  • 模拟导游

    模拟导游

    在四川省灾后恢复重建中,旅游业以其综合性、关联性和较高的乘数效应,展现了极强的产业优势并积极发挥先导作用。两年来,四川旅游业总体发展水平已恢复到震前水平,成为海内外游客心中美丽而优质的旅游目的地。作为“民间大使”,四川导游肩负着传播四川特色文化、展示四川旅游形象的重任,为此,培养知识面宽、业务能力强、综合素质高的优秀导游人才已成为川内旅游院校的重要任务之一,也是我们编写本教材的初衷。
热门推荐
  • 影神

    影神

    在超古代文明的末期,他是一个普通的学生却意外地得到神祗,他已逝的哥哥竟然还活着,这一切一切的背后都隐藏着什么.....
  • 本色做人出色做事

    本色做人出色做事

    本色做人,还有如下诸多好处:第一,胸无机智,可免去勾心斗角可能导致的不测之祸;第二,不动心计,自然神怡体舒,活得坦然自在,此乃修身之福;第三,把心思花在学业上,一旦学有所长,便可受用终身。总之,以本色做人,无欺无诈,时间长了,会赢得别人的尊重。如果一个人能得人心之顺,就可以风波浪里自由自在的行舟了。做人示以本色,做事一定要全力以赴,不可太过低调。本色做人与出色做事并不冲突、并不矛盾,而是相辅相成、相互补充。做事出色的人善于创新,因循守旧不能创新的人很难成就大事;出色做事要善于把握机会、创造机遇。
  • 青春花

    青春花

    青春是打开了就合不上的书;人生是踏上了就回不了头的路;爱情是扔出了就收不回的赌注。青春终会逝去,年华终将老去,绚烂之极,归与平淡;偶遇的星光;让我们有遗憾,亦有温暖,青春是一场兵荒马乱的痛!唯一庆幸的是有你们在!青春无悔!---致我们终将逝去的青春!
  • 绾君心绾情丝

    绾君心绾情丝

    幼时,他们便是两小无猜,青梅竹马。奈何朝中争斗,她一家成为了权利的牺牲品。他是先帝最为中意的太子人选,本可以独善其身,却终究为她淌了那滩浑水。却未曾料,臣子功高盖主,动了杀意的又怎么会是旁人。一招以命相拼,最终却只换回了她一人性命。(本文纯属虚构,请勿模仿。)
  • 萌蠢配腹黑:过来一起么么哒

    萌蠢配腹黑:过来一起么么哒

    萌蠢小呆货和腹黑霸道男婚后生活:某日。某萌蠢呆货:“我可以在你办公室里睡觉吗?”腹黑男微微一瞥呆货:“不行…”某呆货蹭到他身上一阵狂亲:“那我怎么样才能去你办公室呢?”腹黑男面上一喜,鱼儿上钩了!不动声色:“嗯…每天和我么么哒”小呆货嘴角一歪,“可是…嘴巴会很肿诶…”腹黑男脸色一黑,吼:“那你去不去?”“去去去!”小呆货被坑……【此文一对一,男女主角身心干净,此文主要是婚后生活】
  • 聪明女人一定要学会的心理操控术

    聪明女人一定要学会的心理操控术

    《聪明女人一定要学会的心理操控术》内容简介:作为女人,懂得一点心理操纵之术,不仅可以让自己拥有良好的心态,从容地面对一切,更可以驾驭人心,让他人为你所用。如果你希望改变自己的不良心情或者不利处境,如果你想知道那些成功者是如何运用他人的能力的,可以看看《聪明女人一定要学会的心理操控术》。了解对方想听和不想听的、想要和不想要的、喜欢和不喜欢的以及对方担心的、顾虑的等,如此便打开了人与人之间沟通的大门。人的一生中有很大一部分时间是在参与社交活动,练就读心术,才能成为交际中的王者;在社交中运用心理操纵术,能够让你读懂人心,掌控人际交往主动权,成为人际博弈大赢家。
  • 网游之剑行江湖

    网游之剑行江湖

    游戏新作《剑刺春秋》已开始上传,请继续支持!谢谢!
  • 穿越奇情

    穿越奇情

    自己只不过是摔了一跤,再睁开眼睛居然来到一个自己完全不了解的时空朝代。不过还好,有疼爱自己父亲与母亲也算是弥补了自己那空白的童年了!好吧,对于自己的那个“神经质”的哥哥,潇洒的师傅!自己都可以接受!但是,别把我拉进皇家的斗争好不?所以开溜后的果断选择从军!还是很不幸!被阴霾的瑞王发现自己的女儿身!还“强迫”自己嫁给他!怎么可能!对于这个十六岁的身体,二十四岁的大脑!怎么也不接受多女共仕一夫!在自己纠结的时候,那个谪仙的太子也进来插一脚!哎!师傅居然也进来插一脚!什么叫带着我到天涯海角?总归,很闹心的三个人,也许,我还应该跑~~
  • 剑霸虚空

    剑霸虚空

    末法时代的剑道天才携《独孤剑典》穿越到神话世界,以手中之剑斩尽各路仙魔,让独孤剑术在神话世界中绽放出最璀璨的光芒。以手中剑,一剑斩尽各路仙魔一剑破之仙法道术一剑荡尽阴谋诡计
  • 人一生不可不知的中外名著

    人一生不可不知的中外名著

    本书采用分类编排的方式,系统地介绍了各个时期、各个国家的名家著作,让你在一本书中了解百余部名著,跨时代、跨地域地感受一次心灵震撼。书中收录名著涉及文学、哲学、自然科学、社会科学、历史、宗教六个大类,是迄今为止市场上收录名著最多、最全的一部全集。不论你是少年、青年、中年,还是老年;不管你是读书、工作,还是创业。你都可以从这些伟人的著作中受益,开阔视野,提升自身素养,汲取心灵智慧,享受一次愉快的名著之旅!