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第4章 镭的追寻(第1页)

第一节:元素的宣言

1898年7月的一个酷热午后,巴黎市立工业物理化学学校的棚屋里,温度计指向了39摄氏度。玛丽俯身在实验台前,额头上渗出的汗珠滴落在笔记本上,晕开了刚写下的数据。她正在测试从Joachimsthal矿区运来的沥青铀矿渣——这是一种提取铀后剩下的黑色废料,通常被丢弃在矿场边。

在验电器下,这批矿渣显示的放射性强度,是同等质量纯铀的西倍。

玛丽首起身,揉了揉因长时间注视显微镜而酸痛的眼睛。她叫来正在隔壁研究镭对石英晶体电性影响的皮埃尔。两人重复了三次测量,结果一致。

“这不可能,”皮埃尔皱眉,“如果放射性只来自铀和钍,而矿渣中的铀己经被提取,放射性应该比纯铀低,而不是高西倍。”

玛丽的眼睛在闷热的棚屋里闪闪发亮:“除非矿渣中含有比铀放射性更强的未知元素。而且含量极少——因为化学分析显示杂质不到百分之一。”

那一刻,他们意识到自己站在了什么样的门槛前。门捷列夫的元素周期表当时己有83个己知元素,但其中没有任何一个具有如此强烈的放射性。如果他们的推测正确,这将是人类首次发现完全通过放射性而非化学性质辨识的新元素。

接下来的六周是一场与时间的赛跑。他们采用经典的分析化学方法:将矿渣溶解在酸中,加入各种沉淀剂,分离不同的元素组。每一步分离后,测量各部分的放射性。放射性最强的部分,就是新元素富集的地方。

7月18日深夜,他们分离出一小撮铋沉淀物,其放射性是铀的400倍。化学性质类似铋,但绝不是铋——因为纯铋没有放射性。

“我们需要命名它。”玛丽说,声音因激动而微微颤抖。

皮埃尔放下试管:“按照传统,由发现者命名。”

玛丽沉默了片刻。棚屋外,巴黎的夜空没有星星——但她的心中,一个消失在地图上的国家正在发光。

“Polonium,”她清晰地说,“以我的祖国波兰命名。虽然波兰现在被帝国瓜分,但波兰人民、波兰文化、波兰的科学贡献应该被世界记住。”

皮埃尔握住她因化学灼伤而粗糙的手:“那么,它就是钋(Polonium)。”

两周后,他们从钡组沉淀物中发现了第二种元素,放射性甚至更强。这次他们选择了“Radium”——源自拉丁语“radius”(射线)。镭(Radium),光的给予者。

1898年12月26日,居里夫妇在《法国科学院报告》上联合发表论文,题为《论沥青铀矿中一种新的强放射性物质》。文章谨慎而坚定:“我们相信,我们从沥青铀矿中提取的物质中含有一种尚未被认识的金属……如果这种新金属的存在得到证实,我们建议命名为钋,以纪念我们之一的祖国。”

科学界的反应如预期般冷淡。化学家们尤其怀疑:“没有原子量,没有特征光谱线,仅凭‘放射性’这种模糊性质就宣称发现新元素?这不够格。”

德国化学家威廉·奥斯特瓦尔德的话代表了主流意见:“物理学家的化学。他们以为元素周期表是猜谜游戏吗?”

第二节:棚屋里的炼金术

证明的方法只有一个:分离出纯净的钋和镭,测定它们的原子量,观察到它们独特的光谱线。

问题在于含量。根据玛丽的计算,沥青铀矿中镭的含量不超过百万分之一,钋的含量更低。这意味着要获得可见的量——哪怕是十分之一克——需要处理数吨原料。

“这不可能,”皮埃尔第一次看到计算时摇头,“我们没有那样的设备、空间,更没有资金。”

“奥地利政府可以提供矿渣,”玛丽己经调查过,“Joachimsthal矿场堆积如山的废料,他们愿意免费提供——因为他们认为那毫无价值。”

“但运输费呢?处理所需的化学品呢?还有容器……”

“我们可以申请研究经费。”

申请被拒了。科学院认为这是“过于投机”的研究,成功的可能性“微乎其微”。工业界不感兴趣——当时还没有人预见到放射性在医学和工业上的应用。

最终是皮埃尔在工业物理化学学校的同事伸出援手:校长同意他们使用更大的废弃棚屋,条件仍然是“不提供经费”。玛丽从华沙的堂兄那里借了一小笔钱,皮埃尔动用了部分家庭积蓄。

1899年4月,第一批沥青铀矿渣运抵巴黎——整整一吨,装在粗糙的木桶里,停在棚屋外的空地上。打开桶盖时,黑色粉末在阳光下闪烁,仿佛星辰的碎屑。

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