中外科学家发明家丛书:居里-第3节
按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页，按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页，按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部！
————未阅读完？加入书签已便下次继续阅读！
确测定了中子的质量，并且证明它是大于质子的质量的。
1933年10月在布鲁塞尔召开的的国际科学会议上，约里奥·居里夫妇
就他们最近的工作提出了一份详细的报告，他们的实验结果，引起到会的科
学家们激烈争论。奥地利女物理学家莉泽·迈特纳也做过同样的实验，她连
珠炮似地提问，甚至直截了当地对他们说：“情况并不是这样。”“除了中
子外，什么也没有发现，如果有一个正电子，那么它是从哪里来的呢？”这
对年青的法国夫妇虽然对自己工作的正确性很有信心，但对别人的怀疑也免
不了有些困惑。关于会上的反应，约里奥后来是这样说的：“我们的报告引
起了激烈的争论。迈特纳小姐声称她也进行了同样的实验，但没有得到类似
的结果。最后，出席会议的绝大数物理学家作出结论说，我们的实验是不准
确的。会后，我们很不痛快。玻尔教授却认为我们的材料是非常重要的，泡
利博士后来也同样地支持了我们的工作。”
他们夫妇俩回到巴黎后，决定如果要证明他们的假设是正确的，那就必
须证明不管进行轰击的α射线能量多大，中子和负电子总是同时放出的。他
们用α射线照射铝，并逐渐减少它的能量。他们注意到这时没有中子放出来
… Page 9…
了，但是将α射线移走后正电子仍然继续出现了一段时间，这就证明他们原
先的假设是错误的，他们的重大发现却向前推进步了一步。
约里奥说：“我们感到惊奇的是，当我们逐渐减少α射线的能量达到最
低速度时，中子就完全停止放出来了，但正电子仍继续放出来，和天然放射
性元素放出电子的情况一样，必需经过一段时间以后数量才减少。我们用简
单的方式重新进行实验：用α射线以最高速度轰击铝，经过照射一段时间后，
移走α射线源，这时我们观察到铝片在几分钟内仍然继续放出正电子。现在
一切都清楚了！”接着约里奥让工作人员对盖革计数管进行检查。当他得知
盖革计数管工作正常，没有问题时，他深信他们夫妇发现了一种新现象——
人工放射性。尔后他到附近的实验室把伊雷娜找来参加他们需要进行的实
验，以便取得这项发现的物理和化学证据。
作为一个物理学家，他可以认为一切都没有问题了。但是对于一个化学
家来说，恐怕还需要有其他的证据。化学家就要有这个新放射性元素存在的
证据；即他要看到它能在试管中分离出来。于是约里奥·居里夫妇开始干起
来。他们很快地轰击了铝，获得放射性磷。它的半衰期是3分15秒。约里奥
在3分钟内就能在化学上予以确定，这是任何化学家连做梦也没有想到的记
录。他说他充满了“孩童的喜悦。我在当时空着的宽敞的地下室里又跑又跳。
我想到这项发现可能带来的各种结果。”
约里奥·居里夫妇的实验表明，用α粒子轰击铝，不但会发出中子和正
电子，而且也产生了人工放射性，形成了一种放射性元素，这种放射性元素
又发生蜕变。例如：
27 4 30 1
Al
… Page 10…
令人非常感动的一件事，就是约里奥·居里夫妇把第一个经过化学分离
的人造放射性元素赠送给玛丽·居里。约里奥在回忆中说：“玛丽·居里曾
经是我们研究工作的见证人。当伊雷娜和我把装在小试管里的第一个人造放
射性元素给她看时，我永远忘不了她当时那种极其高兴的表情。我现在仍然
可以看见她用那被镭烧伤后结了疤的手指夹起装有微弱放射性物质的小试
管。为了核实我们给她介绍的情况，她把试管放在盖革计数管的附近，听到
了计数器发出的卡嗒、卡嗒的声音，这无疑是她一生中最后一次感到满意的
美好时刻。遗憾的是，几个月后（7月4日），她终于因患白血病与世长辞。”
1935年，约里奥·居里被聘为巴黎大学的讲师，并被授予拿破仑所创制
的法国荣誉勋位。同年11月14日，约里奥收到了来自斯德哥尔摩的一份电
报，电文如下：
“我荣幸地通知您，瑞典科学院已将1935年度的诺贝尔化学奖金授给您
和约里奥·居里夫人。公函随后发出。”
约里奥·居里夫妇“因合成新的放射性元素”而共同获奖，12月12日
他们在斯德哥尔摩每年一度的隆重典礼上接受了授予他们的诺贝尔奖金。这
次获奖说明他们重大发现的国际意义。人工放射性元素的发现，是人类历史
上的一件大事，它使人类认识深入到原子核的内部，帮助我们打开原子宝库
的大门，促进了近代物理学的发展。
从另一方面说，诺贝尔奖金也来得正好，它使两位青年物理学家可以付
清一笔费用，因为他们在巴黎附近索公园勒诺特大街建了一所新居。
诺贝尔奖金委员会每年发行一本册子，记载那一年所颁发的奖项。凡是
在世的诺贝尔奖金获奖人，都有权利收存此项为他们准备而印发量很有限的
刊物。在约里奥·居里夫妇的藏书室，陈列着一部有历史价值的集子。这部
集子是从1903年居里夫妇一同获得诺贝尔奖金那年开始的。1903—1905年
有二本：皮埃尔和玛丽每人一本。从1906年皮埃尔·居里逝世那年起，就只
有一本了。唯一缺少的是1934年的那一本：那是居里夫人逝世的一年。约里
奥·居里夫妇在第二年获得诺贝尔奖金，于是又重新继承了传统，每年都有
两本新册子按时增添到这部特殊的藏书里。
… Page 11…
四、探索原子能
人工放射性发现后，弗雷德里克·约里奥·居里就想到元素转变时可能
获得能。1935年，约里奥和伊雷娜接受诺贝尔奖金时，约里奥发表演讲说：
“在回顾过去的时候，我们看到科学发展越来越快。我们有理由认为科
学研究工作者，如能随意合成或分裂元素时就会知道将怎样引起具有爆炸性
质的转变，正像化学链式反应一样，由一种转变将引起更多的转变。如果物
质里发生这种转变，我们可以预期将有大量有用的能量释放出来。”
以上发言是经过字斟句酌的。字字重要。“链式反应”这个词用于这方
面还是第一次。整个发言是幻想，是预言，突出地表现了约里奥的高度的想
象力。9个月后，1936年9月29日，他在莫斯科宣布第一届门捷列夫会议开
幕时——他因人工放射性对元素的周期分类赋予了新意义而应邀主持开幕式
——重复了他在斯德哥尔摩所作的预言性讲话，他还补充说：“我们有理由
担心而提出这个问题：如果有一天我们创造了利用这种反应的必要条件，将
会产生什么样的后果？”在斯德哥尔摩他曾希望科学工作者将采取“必要措
施”，而在莫斯科他问道：“如果有一天科学工作者找到了正确的方法，他
会做这个实验吗？”他自己回答说：“我认为他会做的，因为科学工作者有
好奇心，爱冒险。”当时还不具备实施这个方法的物质基础，但不到3年这
个幻想——原子核裂变——就实现了。此外，他还预期在星体内部发生原子
核变化。不出10年，广岛、长崎遭受原子弹破坏，他所说的“担心的事”终
于成为事实。
1937年约里奥进入法兰西学院任物理学教授，还担任了该学院物理和核
化学实验室主任。这时，他和伊雷娜也埋头进行了核裂变现象的研究，以验
证意大利物理学家费米的有关结论。
1934年意大利物理学家费米从《报告》（C·R）上读到了约里奥·居里
夫妇宣布他们发现人工放射性的通讯。他抓住了最后一段中的这句话：“用
其它粒子轰击，无疑可以造成和我们已经发现的放射性相类似的、持续的放
射性。”费米和他的同事们决定用中子做实验。在实验中费米发现用中子轰
击某些元素几乎全都可以变为放射性元素，而且用某些元素还可产生两种或
两种以上不同的放射性物质。于是他决定用慢中子轰击铀，铀是当时已知的
最重、最复杂的原子，他想看看能否产生在周期表上排列在铀以后的人造元
素。经过一系列的实验，他相信确实造出了铀以后的新元素，即超铀元素。
但他只是部分地对了，而找到这个问题的正确答案差不多花了5年的时间。
关于这个新元素的争论，需要由第一流的化学家和物理学家组成的小组来解
决。
这期间，德国的放射化学家奥托·哈恩和他的同事莉莎·迈特纳重复了
费米的实验，并进一步证实了他确实发现了一种新元素，原子序数为93。另
一个德国化学家伊达·诺达克提出，她和她的丈夫曾在1925年发现了铼这个
元素，铀可能是分裂了，而不一定是衰变了。可是那时的物理学家们没能接
受这一观点。德国的一个小组重复了费米的实验，到1937年末，发现了用中
子轰击铀而形成大约9种不同的放射性物质。但对这一点，他们提不出可以
被接受的解释。在巴黎，伊雷娜和南斯拉夫物理学家保罗·萨维奇合作，经
过轰击后，发现了一种比铀轻的，类似于锕的物质，其化学性质与稀土元素
相似。谁也没有想到在探索对铀所产生的大量放射性元素的理解时会有这么
… Page 12…
多的困难。哈恩又重复了法国人的实验，不仅发现他们是正确的，还发现由
铀所形成的3种放射性物质都少了4个质子。1938年12月，哈恩在一篇论
文中提出了一个非常不成熟的看法，认为铀核很可能在中子轰击下分裂成了
两半。
约里奥·居里夫妇1939年1月16日读到了哈恩的这篇论文，立即开始
考虑可能造成这一现象的机理。与此同时，哈恩和他的学生也在进一步研究，
提出三种放射性物质是钡，而不是镭的同位素的见解，并写信和迈特纳讨论。
物理学家奥托·弗里施请教了一位美国生物学家，决定把这一现象称之为“核
裂变”。他还进行了一些证明铀裂变的实验。两个星期之后，约里奥在法兰
西学院通过检查裂变碎片验证了这一现象。
约里奥在 1931年造的低压威尔逊云室中观察到：衰变辐射在穿过物质
时，其强度要减低。现在他又用这个原理设计了一个简单的试验方法，以提
供铀和钍裂变的物理证明，提供一个实用的能把铀造成的裂变碎片从铀分离
出来的方法。他还从理论上做了推理。
1939年1月26日，约里奥进行了一次简单而又出色的实验来证明这一
点。他用一个700毫克的中子源（氡＋铍），放在一个直径为2厘米、高5
厘米的铜圆柱内，在离其外表3毫米的地方放了一个同心的电木圆柱体。圆
柱体的外表涂了一层薄薄的氧化铀。实验证明，在只有中子而没有铀，或只
有铀而没有中子源时，都不能使电木产生放射性。当铀和中子源都存在时，
电木圆柱体的内壁接受了一种复杂的放射性原子的混合体。由计数器记下的
这种混合体随着时间而起的变化，类似铀形成的人工放射性元素的变化。他
发现原子射线在空气中走过了3厘米。他的实验是成功的，证实了释放出来
的能量大约为2万兆电子伏。这一出色的实验只花了不到半个小时。
1月30日，约里奥向科学院提出了《铀和钍核在中子轰击下发生爆炸性
碎裂的实验证明》的论文。2月份，他用自己心爱的云室重复了他的实验。
他破天荒地获得了裂变碎片径迹的照片；它是这一现象的又一客观证明。在
早先的一篇论文中，他曾说明发生这种分裂时，有中子同时放射出来。
1939年3月，约里奥、哈尔班以及考瓦尔斯基在法兰西学院演示了由一
个中子引起的铀原子分裂结果会放出不止一个中子。紧接着，他们又计算出
用热中子照射铀而释放出来的中子的能量至少有11兆电子伏。这样大的能量
一定能引起链式反应吗？约里奥的小组能够造成一个次临界的链式反应，而
不是自持链式反应。他们
