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元素“釙”的發現 | 科學史小畫

編者按:中科院之聲不定期手繪一張“科學史小畫”,為大家介紹一段科學史和其背後的故事。

釙,化學符號Po,原子序數為84,在地殼中含量約為100萬億分之一。它的單質是一種銀白色金屬,能在黑暗中發光。俗話說“人不可貌相”,“釙”也是如此。如此稀有的元素卻具有劇毒,那麼“釙”到底是如何被發現的呢?

核物理和放射化學這兩門孿生學科的誕生可追溯到19世紀末葉。1895年德國物理學家倫琴發現了X射線。當時人們對這種現象產生了濃厚的興趣。1896年法國物理學家貝克勒爾發現了另外一種完全不同的現象:鈾及其化合物能使包裹在黑紙裡的照相底片感光。這種神秘的“鈾射線”引起了法國物理學家、化學家瑪麗·居里極大的興趣,她隨即選定這一課題作為她的研究方向,踏入了一個別人未曾開墾過的處女地。

當時居里夫人利用靜電計和電離室對含鈾量不同的各種物質進行測定、比較,結果顯示它們的電離能力不受外界環境的影響,僅和物質的含鈾量有關。接著她又檢驗了幾百種物質的電離能力,結果發現釷及其化合物也能自發地放出這種看不見的射線,強度與鈾射線相似。

強烈的好奇心驅使她又繼續檢查了很多含鈾和含釷的礦物,結果觀察到一個驚人的事實:瀝青鈾礦、銅鈾雲母的放射性強度要比按礦物中鈾和釷的含量所預計的大得多。試驗重複多次,結果均無偏差。於是她敏銳地覺察到可能存在一種比鈾的放射性還要強的元素,是未知的一種新的化學元素!

這一重大判斷促使皮埃爾·居里暫時中斷自己的研究,而與他的妻子共同從事分離新元素的工作。他們耐心而細緻地一步步跟蹤追跡,依照化學元素全分析的常規程式,把組成瀝青鈾礦的各種元素按組份逐一分開測量。經過幾次淘汰後,在鉍組份裡一種含有高放射性的硫化物比硫化鉍更易揮發,最後他們獲得了一種放射性比鈾大400倍的物質。

1898年7月18日,居里夫婦向法國科學院提出了一份工作報告,肯定地指出他們已經發現了一種新元素,其同鉍相似,卻能夠自發的放射出一種強大的不可見射線,為了紀念居里夫人的祖國波蘭,他們將此元素命名為“釙”(Polonium)。

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