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《1900:游走在欧洲的物理学霸》第639章 科学贤伉俪!幸运降临!人工放射性

    第639章科学贤伉俪!幸运降临!人工放射性!布鲁斯叔叔,我做到了!

    法国,镭学研究所。

    伊蕾娜目前的研究课题就是放射性。

    而她研究的放射性,其深度远远超越了居里夫人时代所研究的内容。

    比如,她经常喜欢问别人一个看起来很简单的问题。

    “在元素周期表中,什么样的元素能称为【放射性元素】呢?”

    很多人听完都觉得不可思议。

    这个问题还用问吗?

    “当然是能放出射线的元素就是放射性元素。”

    每当这个时候,伊蕾娜就会耐心解释道:

    “错!”

    “在同位素概念没有出现时,这样说还有道理。”

    “但现在,这种说法是不对的。”

    “我们知道,在元素周期表中,几乎每一种元素都有其同位素。”

    “所谓同位素,就是指同一个位置的元素。”

    “因为同位素之间,只是中子数不同,但质子数相同,所以在周期表占据同一个位置。”

    “比如,6号元素【碳】,就有c12、c13、c14等几个同位素。”

    “88号元素【镭】则有更多数量的同位素。”

    “有趣的是,碳的同位素c14同样具有放射性,但我们却不把碳称为放射性元素。”

    “这是为什么呢?”

    “因为只有没有稳定同位素的元素,才会被称为放射性元素。”

    “比如镭,它的所有同位素都不稳定,都具有放射性,所以它是放射性元素。”

    “而碳虽然有c14这个放射性同位素,但是c12、c14是稳定存在的同位素,因此它不是放射性元素。”

    众人听完解释,恍然大悟。

    在后世的元素周期表中,一共有118号元素。

    其中,43号元素【锝】、【61】号元素【钷】、以及所有83号【铋】以上的元素,都是放射性元素。

    而从95号元素【镅】开始,全部都是【人造元素】,自然界中没有。

    注意,人造元素和人造同位素不是一个概念。

    95号之前的元素虽然都是自然界天然存在,但是其某些同位素并不天然存在,是人造出来的。

    在现在这个时间点,虽然元素周期表还不完整,但物理学家已经发现:所有放射性都是天然自发的放射行为。

    因此,很多人就认为,放射性是元素固有的性质,无法干预。

    然而,李奇维却提出了人工放射性的可能。

    这对伊蕾娜造成的震惊可想而知。

    当居里夫人第一次听到这个猜想后,郑重地说道:

    “这是一个冒险但值得用心的课题!”

    不过,约里奥对此曾经有过怀疑。

    “虽然布鲁斯教授提出的质子-中子模型能够从理论上解释放射性的本质。”

    “但是这并不能证明可以通过人工方式产生放射性。”

    “毕竟,该理论只能解释放射性的本质,却无法描述放射性的过程细节。”

    核物理领域所说的放射性,是特指放射出α射线、β射线、γ射线三种射线的现象。

    按照原子核的质子-中子模型,可以解释三种射线的来源。

    α射线是原子核放出两个质子和两个中子形成的氦原子核。

    β射线是原子核里中子转变成质子时放出的电子形成的电子流。

    γ射线是原子核内部发生某种特殊的跃迁,产生的电磁辐射。

    很明显,这三种射线是【如何】具体产生的,目前没有任何理论和实验能证明。

    然而,伊蕾娜却对人工放射性深信不疑,她提出自己的见解。

    “我认为探索人工放射性的本质,就是制造人工同位素。”

    “如今发现的天然放射性元素主要都是原子序数较高的重元素:比如镭、铀、钍等。”

    “像c14这样的轻元素放射性,只有在宇宙射线中能发现一点。”

    “大部分的轻元素目前都没有发现天然放射性。”

    “那么,如果通过人工的手段,制造出某些轻元素的同位素,或许就能得到具有放射性的同位素。”

    约里奥瞬间被说服了。

    伊蕾娜的逻辑简直无懈可击。

    既然宇宙射线中存在c14这样的天然放射性同位素。

    那么他们若是制造出氮元素的某个同位素,是不是也可能具有放射性呢?

    从那时起,他就坚定了信念,一定要帮助伊蕾娜完成这个壮举!

    然而,实验物理想要成功太难了!

    他们俩遇到了和考克饶夫一样的问题。

    那就是只有方向,却没有具体的方法。

    于是,只能一个一个实验去试。

    和考克饶夫不同,伊蕾娜选择用α射线去轰击。

    因为它含有2个质子和两个中子,更容易形成同位素。

    在约里奥的安慰下,伊蕾娜从焦虑中走出来。

    考克饶夫的成功是人家应得的,她应该为对方感到开心。

    伊蕾娜见过对方,那是一个非常有礼貌的绅士。

    因此,她很快就把全部的精力再次投入到工作中。

    这一天,实验室内。

    伊蕾娜翻开今天的实验计划书,说道:

    “哦,今天要做α射线轰击铝箔的实验。”

    “亲爱的,我觉得我们俩可能要白费一天时间了。”

    约里奥一边摆弄仪器,一边笑着说道:

    “这是什么道理?”

    “实验还没开始呢,你怎么知道会失败?”

    在约里奥的心中,伊蕾娜有点神经大条,经常给人一种傻乎乎直愣愣的感觉。

    再配上她的才华,就产生了强烈的反差的呆萌感。

    比如现在,刚进实验室没多久,就开始胡言乱语了。

    然而,伊蕾娜解释道:

    “因为这个实验已经被很多人做过了啊。”

    “轰击铝箔的实验,恐怕是原子物理领域最经典的实验了。”

    “难道还能有什么新的发现啊?”

    约里奥摇摇头,不认同她的观点。

    “我不这样想。”

    “你看考克饶夫,仅仅是把质子的能量提高,就成功实现了人工核裂变。”

    “这说明任何一个微小因素的改变,都会影响实验结果。”

    “以往大家做α射线轰击铝箔的实验,一般都是用镭或者铀元素的放射性产生α射线源。”

    “那么我们能不能换一种源头呢?”

    “比如用钋元素或者氡元素产生α射线?”

    伊蕾娜闻言,眼睛明亮。

    “咦?”

    “我还真很少看过类似的研究和论文呢?”

    “约里奥,你还挺有想法的。”

    约里奥嘿嘿傻笑。

    “这些都是我从居里夫人身上学到的经验。”

    他不着痕迹地拍了一个马屁。

    二人说干就干。

    镭学研究所确实强大,外面千金难寻的放射性物质,在这里种类齐全。

    伊蕾娜很快就找来了钋、氡、锕、钍、镤等放射性元素,准备给这个实验来个豪华升级版。

    他们首先用钋做放射源。

    实验设置很简单:

    一个容器中装有钋元素,通过电磁场控制其放射出的α射线。

    在容器前方一定距离处,摆放一张铝箔,调整铝箔的厚度,使得α射线能正好被全部吸收。

    铝箔的后面有荧光屏,一旦有粒子撞击,便能通过显微镜观察到荧光。

    很明显,在正常情况下,荧光屏是不会亮的。

    因为钋产生的α射线无法穿透铝箔,抵达不了荧光屏。

    当初卢瑟福发现质子就是用的这套装置。

    只不过他在容器中充了氮气,α射线与氮原子核撞击后,产生了质子,质子又是可以穿透铝箔的。

    所以他通过显微镜看到了荧光。

    但是现在,伊蕾娜要做的实验,是想看能不能通过撞击,直接让铝元素本身产生放射性。

    要是在核反应概念没有提出之前,这种想法绝对会被当成天方夜谭。

    “疯了,绝对疯了!”

    但是现在,伊蕾娜对此很有信心。

    铝箔不行,那就换铁箔、金箔,照着元素周期表一个一个去试。

    此刻,她和约里奥全身穿着防护服,避免射线造成的辐射。

    这也是布鲁斯教授最先提出的一种保护方法。

    如今科学界越来越意识到射线的辐射危害作用。

    以前那种以放射性为尊的潮流也开始得到遏制。

    啪!

    实验开始!

    伊蕾娜首先将铝箔移去,很快就观察到荧光屏上的荧光。

    这说明钋元素正在稳定地放射出α射线。

    接着,她又将铝箔放入,显示屏上的荧光顿时消失。

    很明显,α射线被铝箔挡住了。

    伊蕾娜心中一阵叹气,实验看来注定是失败了。

    然而,一旁的约里奥却依然在默默观察。

    “别急,再等一会儿。”

    伊蕾娜便也安静地观察实验。

    毕竟用钋做放射源很少见过,也确实需要完整的记录。

    很快,伊蕾娜的神色突然一变!

    “咦?”

    “约里奥,你看到了吗?”

    “荧光屏刚刚好像闪烁了!”

    “铝箔真的出现放射性了吗?”

    “天啊!”

    “该不会真的成功了吧!”

    伊蕾娜已经兴奋的不知所以了。

    隔着防护服都能想象出她的喜悦表情。

    约里奥还始终保持着冷静。

    “不一定。”

    “有可能是铝箔的厚度不够精确。”

    “长时间的轰击下,部分α射线透过了铝箔,所以产生荧光。”

    伊蕾娜闻言,点点头。

    这个猜想不无道理。

    她立刻就想到了验证方案!

    “把α射线源关掉,看看荧光还在不在。”

    说罢,她就便将钋元素用罩子盖了起来,这样其放射的α射线就出不来了。

    神奇的事情发生了!

    移去α射线后,伊蕾娜和约里奥惊讶地发现:荧光还存在!

    这太不可思议了!

    哪怕是冷静的约里奥也兴奋了。

    “荧光是因为铝箔自己的变化导致的。”

    “此刻的铝箔正在发射某种物质,撞击到荧光屏上,所以产生荧光。”

    “天啊!”

    “铝箔真的产生了放射性!”

    这一下,二人彻底疯狂了!

    他们相视一眼,都从对方眼中看到了无尽的情愫。

    但是现在还不是庆祝的时候。

    二人立刻拿出实验物理学家的基本素质:

    一丝不苟地记录任何实验现象。

    他们发现,荧光的强度是随着时间递减的,直至完全消失。

    这说明铝箔产生的某种放射性,其半衰期应该很短,所以很快就衰变成某种稳定的元素。

    接着,他们又重复了几次实验,发现了同样的现象。

    至此,二人可以肯定,他们真的发现了人工放射性。

    约里奥激动地不知道该说什么。

    他之前说的改变射线源也只是为了安慰鼓励伊蕾娜,心中并不看好。

    但是伊蕾娜就好像幸运女神一般。

    把一个平平无奇的实验变成了惊天动地的实验!

    毫无疑问,这是一个妥妥诺奖级的成果。

    约里奥很清楚,这个结果将会给物理学界带去何等的轰动。

    伊蕾娜喜极而泣,她一把抱住约里奥,想要发泄心中的各种委屈、喜悦等杂糅在一起的情绪。

    约里奥轻轻地拍动她的后背,脸上笑开了,心中想的却是:这下能开开心心地举行婚礼了。

    要是没有他的突发奇想,用钋作为放射源,伊蕾娜还真不一定能发现人工放射性。

    他完全有资格说:

    “我是伊蕾娜背后的男人。”

    后来别人问他:

    “约里奥,你给伊蕾娜送的什么新婚礼物?”

    约里奥风轻云淡地说道:没什么,区区一个诺奖而已。

    伊蕾娜二人整理好实验数据后,接着就去找居里夫人。

    她要第一时间向母亲分享这份喜悦。

    居里夫人在看完实验资料后,惊讶的合不拢嘴。

    “恭喜你们。”

    “这是核物理领域了不起的成就!”

    居里夫人毕竟是大佬中的大佬,她提醒道:

    “我认为你们下一步要继续研究铝箔放射性的机理,以及它放射出的射线是什么。”

    伊蕾娜一把搂住母亲,说道:

    “哎呀,我等不及了,我要立刻发表论文!”

    居里夫人宠溺地笑着。

    以这个成果的重要性,也确实值得先发表论文了。

    约里奥看着母女二人,心中非常敬佩。

    母亲发现并研究了天然放射性,女儿又发现了人工放射性。

    这对母女简直就是科学界的传奇。

    而他自己又是何等幸运,能够娶伊蕾娜为妻。

    约里奥脸上带着笑意,心中发誓道:

    “我会默默守护你,为你实现一切愿望!”

    然而,此刻的伊蕾娜,心思早已飞到了远方。

    “布鲁斯叔叔,我终于没有让你失望。”

    “我做到了!”

    (本章完)

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