三、放射性元素的发现

贝克勒尔对放射性的发现打开了一个新的领域，吸引了许多物理学家投身于这个领域的研究．法国科学家居里夫人和她的丈夫居里，在得知贝克勒尔的发现之后，对此产生了极大的兴趣，随 即投入了这一新领域的研究工作．1897 年 9 月，居里夫人的第一步工作是测量射线使空气电离时所引起的弱电流，并用静电计验证了贝克勒尔的发现，对铀发出的射线的电离性质进行精密的测量．她所用的设备只是一个简单的“电离室”，一个居里测电器和一个压电石英静电计．实验结果发现，铀的辐射强度跟它在化合物中的含量成正比，而与化合物中其它元素无关，并与铀所处的物理、化学条件无关．而且铀的辐射也不受光或温度变化的影响．1898 年居里夫人和德国的施密特发现钍也具有与铀类似的辐射．她第一个采用“放射性”这个词来描述这一现象．

居里夫人在对铀的放射性进行研究之后，又提出了一个新的问题，除了铀和钍具有放射性质外，其他元素是否也具有同样性质？

居里夫人不仅对盐化物和氧化物作了检查，她又从自然博物馆得到了许多矿石．在实验中，她发现沥青油矿石发射出的放射性比铀和钍的含量所预计的应有强度大得多．多次实验结果都是相同的，于是她提出了一个大胆的假定：在这些矿物中一定含有放射性更强而未被人们所知的一种新元素．为了实验，居里夫人的丈夫居里也暂时放弃了自己关于晶体的研究，与夫人一起共同致力于新放射性元素的探索．他们搞到了几吨沥青铀矿，在一个小木棚里，在原始的条件下以极大的毅力进行实验研究工作．居里夫人在《自传》中曾描述到：“对于达到这样的目的，设备是极其简陋的，而常常要对大量的矿物进行精细地化学处理．对于我们的重大且困难的事业来说，我们没有奖金，没有适宜的实验室，没有任何帮助．这就好象平地起家一样．”更困难的是对被研究的东西一无所知，她说：“开始时对于要分离的这种物质的化学性质我们一无所知，我们所知道的只是它放射一些辐射，必须借助于这些辐射去寻觅”．终过艰苦的努力，居里夫妇终于在 1898 年 7 月从铀矿里分离出极少量的黑色粉末，这些黑色粉末

含有一种新元素，其放射性比相同数量的铀强 400 倍，为了纪念居里夫人的祖国波兰，居里夫妇把这个元素命名为“钋”．

1898 年 12 月，居里夫妇又提炼出一种放射性新元素，其放射性比钋还要强，命名为镭．但消息公布后，物理学家和化学家都抱谨慎的态度， 由于当时镭的原子量还没有测定，甚至有人故意挑衅地提出：“没有原子量就没有镭，镭在哪里？拿出来看看嘛！”居里夫妇为了让人们能看到纯的钋和镭，并对它进行深入的研究，又在低矮的木棚里继续艰苦工作了四年的时间，终于在 1902 年从 8 吨铀沥青矿渣中提炼出微量的氯化镭，并初步测出镭的原子量为 225，镭的射线为铀的二百万倍，从而使科学家们确信这种新元素的存在．

居里夫妇不仅从实验中发现了新的放射性元素钋和镭，而且也从理论上对放射性元素的本质进行了探讨，他们认为，辐射过程是物质的一种自发发射过程，它伴随着放射性物质重量的减少和能量的递减，这个过程是与元素的演化相联系的．1903 年，居里夫人就她发现的结果，写出了博士论文．同年，贝克勒尔和居里夫妇因在发现天然放射性现象方面所做出的巨大贡献而分享 1903 年度的诺贝尔物理学奖．1911 年，居里夫人又因发现的新元素钋和镭而单独获得诺贝尔化学奖，由此她成为第一个在不同学科内两次荣获诺贝尔奖的科学家．1899 年，德比恩根据居里夫妇的建议，在沥青铀矿中探索新的放射性元素，而发现了新元素“钶”．1900 年，德国物理学家多恩指出，当镭发生衰变时，会产生一种气态元素，这个元素被命名为氡．后来，人们陆续发现了许多放射性元素．后人为纪念居里夫妇的贡献而将放射性强度的单位命名为“居里”．且 1 居里=3.7

×1010 贝克勒尔．