淺談居里夫人的科研成果「居里夫人發明了什麼技術」

1898年7月18日，法國波蘭裔女科學家居里夫人（瑪麗亞·斯克沃多夫斯卡·居里）和丈夫法國科學家皮埃爾·居里宣布發現了新的放射性元素——鈈。

1895年，威廉·康拉德·倫琴(Wilhelm Conrad Rontgen)發現了X射線，當時X射線仍是一個熱門話題，但已失去了新奇的魅力。另一方面，亨利·貝克勒爾(Henri Becquerel)於1896年發現的鈾射線提出了一個令人費解的問題。鈾化合物和礦物質似乎在幾個月的時間裏保持着使照相底片變黑的能力。這種取之不盡用之不竭的能量的來源是什麼?它顯然違反了卡諾原理，即能量可以轉化，但不能被創造或毀滅。

當時，皮埃爾·居里已經是一位著名的物理學家，他在磁性和晶體對稱性方面的研究而聞名。居里夫人在皮埃爾·居里的傳記中證實，「我們覺得對這一現象的研究非常有吸引力，甚至更有吸引力的是，這個話題相當新穎，沒有書目可以研究。」

在最初的興奮之後，對這種新射線的興趣迅速消退了。其中一個原因是在各種物質中對類似於鈾射線的輻射的錯誤或可疑觀測的擴散。當瑪麗·居里出現時，這個話題已經沒什麼熱度了。

然而，在1898年的8個月內，她發現了釙和鐳兩種元素，建立了一個新的放射性科學領域。這段關於這些發現的簡短歷史可以追溯到三個實驗室筆記。

除了使照相底片變黑，鈾射線還使空氣導電。後者的性質更適於定量測量。貝克勒爾曾使用過驗電器，但測量結果並不可靠。在這一點上，如果沒有皮埃爾·居里，就不會有什麼進展。1880年，皮埃爾和他的兄弟雅克一起發現了壓電(即壓電)。當壓力作用於象石英這樣的半面體晶體時產生的電荷。皮埃爾發明了一種裝置，使鈾在電離室中產生的電荷，通過施加一個重物到一片石英上所產生的已知數量的相反電荷得到補償。補償之後是第二項發明，象限靜電計。現在可以從電離室中產生的電荷的補償所需的重量和時間來量化鈾射線的發射。

瑪麗·居里的策略在1898年4月12日發表在《倫道斯科學院院報》上的第一篇文章中得到了明確的表述:「我已經研究過除鈾化合物以外的物質是否能使空氣導電」。

從1898年2月11日開始，她以金屬鈾的活性為參照，對手頭的所有樣品進行檢測，或借來各種收藏品檢測，包括大量的岩石和礦物。她發現，所有含有鈾的化合物和礦物都是活性的，而瀝青鈾礦石(pitchblende)，一種來自奧地利約阿奇馬斯塔爾(Joachimasthal)礦的鈾礦石，以及一種天然磷酸鈾——黃銅礦，都比金屬鈾本身更為活躍。

居里夫人指出:「這一事實相當引人注目，表明這些礦物可能含有一種比鈾更活躍的元素。她的假設立刻得到了證實，銅礦並不比其他鈾鹽更活躍。然後她得出結論，一種未知的元素只存在於比鈾更活躍的含鈾礦物中。

在這個階段，尋找所謂的元素成為一件極其重要和緊迫的事情。皮埃爾·居里被瑪麗的發現所吸引，3月18日，他放棄了自己的研究項目，和妻子一起參與了這個項目。

在對貝克勒爾射線進行系統研究的過程中，居里夫人也於2月24日發現釷化合物也具有活性。然而，德國物理學家葛哈德·施密特(Gerhardt Schmidt)幾周前就觀測到了這種輻射。

於是，對鈾射線的研究現在從物理學轉向了化學。有必要分離和鑒定一種化學性質未知的物質。瑪麗和皮埃爾都不是化學家，所以他們得到了古斯塔夫·博蒙特的幫助。

4月14日，三人開始研究瀝青鈾礦，其活性是鈾的2.5倍。6月27日，瑪麗·居里從含有鉛、鉍和活性物質的溶液中析出硫化物。她在筆記本上強調了結果：這種固體的活性是鈾的300倍。

7月18日，皮埃爾·居里獲得了比鈾活躍400倍的沉澱物。居里夫婦仔細地證實了「所有元素的化合物，包括那些最稀有的物質都不活躍。」

於是，皮埃爾·居里和瑪麗·居里寫信公開這一發現，「關於瀝青鈾礦中所含的一種新的放射性物質。「我們相信，我們從瀝青鈾礦中提取的物質含有一種迄今未知的元素，其分析性質與鉍相似。如果這種新金屬的存在得到證實，我們建議將它命名為釙，以紀念我的祖國。」而皮埃爾·居里7月13日創作的符號Po出現在這本筆記本上。

釙這個名字具有挑釁性的意義，因為波蘭在1795年作為一個國家消失了，被普魯士、俄羅斯和奧地利帝國瓜分。

1903年，居里夫婦和貝克勒爾由於對放射性的研究而共同獲得諾貝爾物理學獎，1911年，因發現元素釙和鐳再次獲得諾貝爾化學獎，因而成為世界上第一個兩獲諾貝爾獎的人。

居里夫人的成就包括開創了放射性理論、發明分離放射性同位素技術、發現兩種新元素釙和鐳。在她的指導下，人們第一次將放射性同位素用於治療癌症。遺憾的是，由於長期接觸放射性物質，居里夫人於1934年7月3日因惡性白血病逝世