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元素“钋”的发现

2021-08-10 09:12     来源:中科院高能所     核物理X射线

钋,化学符号Po,原子序数为84,在地壳中含量约为100万亿分之一。它的单质是一种银白色金属,能在黑暗中发光。俗话说“人不可貌相”,“钋”也是如此。如此稀有的元素却具有剧毒,那么“钋”到底是如何被发现的呢?

核物理和放射化学这两门孪生学科的诞生可追溯到19世纪末叶。1895年德国物理学家伦琴发现了X射线。当时人们对这种现象产生了浓厚的兴趣。1896年法国物理学家贝克勒尔发现了另外一种完全不同的现象:铀及其化合物能使包裹在黑纸里的照相底片感光。这种神秘的“铀射线”引起了法国物理学家、化学家玛丽·居里极大的兴趣,她随即选定这一课题作为她的研究方向,踏入了一个别人未曾开垦过的处女地。

当时居里夫人利用静电计和电离室对含铀量不同的各种物质进行测定、比较,结果显示它们的电离能力不受外界环境的影响,仅和物质的含铀量有关。接着她又检验了几百种物质的电离能力,结果发现钍及其化合物也能自发地放出这种看不见的射线,强度与铀射线相似。

强烈的好奇心驱使她又继续检查了很多含铀和含钍的矿物,结果观察到一个惊人的事实:沥青铀矿、铜铀云母的放射性强度要比按矿物中铀和钍的含量所预计的大得多。试验重复多次,结果均无偏差。于是她敏锐地觉察到可能存在一种比铀的放射性还要强的元素,是未知的一种新的化学元素!

这一重大判断促使皮埃尔·居里暂时中断自己的研究,而与他的妻子共同从事分离新元素的工作。他们耐心而细致地一步步跟踪追迹,依照化学元素全分析的常规程序,把组成沥青铀矿的各种元素按组份逐一分开测量。经过几次淘汰后,在铋组份里一种含有高放射性的硫化物比硫化铋更易挥发,最后他们获得了一种放射性比铀大400倍的物质。

1898年7月18日,居里夫妇向法国科学院提出了一份工作报告,肯定地指出他们已经发现了一种新元素,其同铋相似,却能够自发的放射出一种强大的不可见射线,为了纪念居里夫人的祖国波兰,他们将此元素命名为“钋”(Polonium)。


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