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第45章 “捉”镭记

居里夫人对贝克勒尔的发现很重视,当时人们对新的射线知之甚少。为了揭开这一秘密,居里夫人积极探索,进行着卓有成效的工作。在实验设备非常简陋的条件下,她着手进行铀射线性质的研究工作。

居里夫人借助于一个简易的游离室、一个测电器和一个压电石英静电计,运用电学测量手段,测定铀的辐射强度。经过几个星期的紧张工作,取得了初步成果。她在实验中发现,铀的辐射强度与所用铀的数量成正比,与铀所处的状态没有关系,不因铀与其他元素相结合而受到影响;另外,这种辐射也不受光照和温度变化的影响,与周围环境无关。

除了铀盐以外,居里夫人在研究中还发现,钍的化合物也能够自发地向外放射出像铀盐辐射的射线。在当时人们已知的元素中,钍元素是仅次于铀的最重的元素之一。除铀和钍元素以外,在已经生产或在实验中使用的诸多元素当中,还尚未发现任何其他天然元素能够放射出这种射线来。

有一天,居里夫人在检查沥青铀矿的样品时,她测量到有些混合物的放射性强度比铀和钍强很多倍,这使她感到很奇怪。这种强有力的放射性来自何处呢?经过深入思考,她认为只有一种可能的解释:在这些矿物的样品中,一定还含有某种数量很少的、然而其放射性非常强的物质。由此,居里夫人预感到,在这些混合物里,存在着尚未被人们认识到的新的放射性元素。居里夫人的这一想法,对居里也是一个鼓舞,进而居里决定放下手边的工作,与夫人一起从事新元素的探索工作。他们试图从放射性最强的沥青铀矿中提取这种物质。

然而,要从沥青铀矿中把这种元素分离出来,可不是一件容易的事情。他们做过预测,在以往最严密的化学分析中,总是从化学家眼皮底下溜过去的这种元素,其含量最多也只是占沥青铀矿的百分之一。对于居里夫妇来说,他们做的预测实在是太乐观了。他们哪里会想到,他们需要寻找的这种新元素占沥青铀矿竟然还不到百万分之一,这项工作简直犹如大海捞针。

为了分离出这微量的元素,需要大量的沥青铀矿石。为了解决原料问题,他们想方设法争取支持。铀盐是制造玻璃的原料,而沥青铀矿是从奥地利的约希姆斯塔尔开采出来的,但价格昂贵。不过提取了铀之后的矿渣是很便宜的。居里夫妇从矿山得到废渣的样品之后,经测定果然如他们所猜测,其放射性如同原铀矿石一模一样。这样他们去询问奥地利的有关方面,能不能以较低的价格购进。矿山董事会的回答是令人鼓舞的,他们决定免费送给居里夫妇矿石的废渣,但要他们自己付运费。

下面的问题就是要找一个简易的实验室,可到哪里去找呢?他们想来想去,只有把一个破木棚做临时实验室。这个木棚很简陋,玻璃棚顶连雨都挡不住,地面铺着沥青,家具只有两张厨房用的旧桌子,还有一块黑板,一个生了锈的旧炉子。冬天,这间木棚简直就是一个大冰箱;可到了夏天,玻璃顶棚使这间木棚又变成了一个闷热的大暖房。这对年轻的夫妇就是在这样艰苦的条件下,开始了他们的伟大事业。

最初,他们对废矿渣的成分进行了仔细的分析。他们以其惊人的毅力,按照化学分析的程序,把组成沥青的各种元素分开,然后对各种元素的放射性进行精确的测定。在这些过程中,他们观察到了那种放射性很强的物质,它隐藏在矿石的某几个部分中,而且不只一种,是两种不同的元素。居里夫人把第一种确认的元素命名为钋,用以纪念她的祖国--波兰。把后来确定的另一种放射性更强的新元素取名为镭(Ra),这是用拉丁文中“放射”(BAdsahon)一词命名的。

当时人们认为,原子是不可分的,是构成万物的最基本单位。钋和镭的发现,动摇了长期以来学者们所信守的基本理论和已经建立起来的概念。但是,许多物理学家和化学家对这一重要的发现却保持着非常谨慎的态度。居里夫妇为了让人们亲眼目睹钋和镭的真相,他们决心要把这两种新元素从废矿渣中分离出来。为此,他们又开始了新的征程。他们知道自己的路走对了,至于还有多少路程要走,他们还很难预料。

为了加快工作的进程,他们进行了分工。居里负责计算和精密的测量,力求尽可能多地了解有关镭的情况;居里夫人则担负着从矿渣中提炼新物质的繁重劳动。她围着一件又脏又旧、上面布满了酸痕的围裙,整天守着火炉上的那只大铁锅,不停地搅拌着。每天她都不断地进行分离、熬煮、蒸发和调制,工作非常辛苦而又单调。居里夫人后来曾这样描述道:

“木棚里堆满了各种各样的沉渣和液体。搬动着很重的大铁桶,滤出液体,一连几个小时搅拌锅里沸腾着的原料,这些都是使人累得精疲力竭的工作。”由于居里夫人担负的任务过于繁重,有时候都忘记了吃饭,夜里也只勉强睡上几个小时。她太劳累了,因此她变得消瘦了,腰弓背弯,还常常一阵阵的头昏眼花,健康状态越来越差。

在这间熏黑了的木棚里,面对着重重的困难,他们含辛茹苦,凭借着无穷无尽的耐心和钢铁般的意志,表现出不干则已,一干到底的决心。居里夫人曾写道:“我们没有钱,没有实验室,得不到任何帮助……在这间蹩脚破旧的小屋里,我度过了自己一生中最美好、最幸福的岁月,把一切完全献给了这项工作。”

经过整整4年的拼搏、奋斗,他们终于在1902年,从8吨重的沥青铀矿的残渣中,提炼出100毫克非常珍贵的氯化镭,并初步测量出镭的原子量为225。这一杰出的研究成果,渗透着他们多少艰苦的劳动和辛勤的汗水啊!但同时也给他们带来了无限的欣慰,他们终于成功了。居里夫妇在放射性这一新的领域,为人类做出了卓越的贡献,并奉献了最可贵的礼物。

镭是地球上一种最奇妙的物质,它不经燃烧就能自发地释放热。比起同样质量的优质煤燃烧时,镭所放出的热量要高出25万倍;镭的放射性强度相当于铀的200万倍。居里夫妇这一研究成果,使那些持怀疑态度的化学家和物理学家不得不心悦诚服,并向他们投送去了钦佩和敬仰的目光。

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