一个适合做博士论文的新现象

贝可勒尔发现铀盐会自行使感光板变黑后,玛丽·斯克沃多夫斯卡·居里选择这种神秘射线作为研究题目。她用皮埃尔与兄长雅克研制的灵敏静电测量方法,不靠照片深浅,而是测空气被电离后导电的程度。

结果显示,辐射强弱只跟样品中铀的含量有关,不受化合物形式影响。玛丽由此判断,辐射来自原子本身。更奇怪的是,沥青铀矿比纯铀还强,矿石里应当藏着未知元素。

从反常读数到成吨矿渣

1898 年,玛丽和皮埃尔宣布发现钋与镭。元素名字写在论文上很快,真正分离却需要在条件简陋的棚屋里处理成吨矿渣:粉碎、溶解、搅拌、结晶,再反复测量活性。玛丽后来回忆,大锅里沸腾的物料和寒冷、漏雨的屋顶。

他们把这种原子自发放射的性质称为放射性。它动摇了原子不可改变的旧图景:原子内部能够转变并释放巨大能量。研究者当时也不了解长期辐射暴露的危险,发光的镭盐甚至一度被当作新奇商品。

活度测量 科学模型图 electrometer electrometer uranium uranium A A pitchblende pitchblende > A > A
图示说明

静态物理图:curie_activity_measurement。

1903 年,贝可勒尔与居里夫妇分享诺贝尔物理学奖;1911 年,玛丽又因镭和钋获得化学奖。奖章容易让故事看似通往荣耀,真正推动发现的却是一个不肯被忽略的测量异常:矿石为什么比它所含的铀更活跃?

史料与延伸阅读