《中外科学家发明家丛书:居里》

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中外科学家发明家丛书:居里- 第2节


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学研究所,那里需要一个助手。从此,约里奥便开始了人生征途上的重大转 

折,踏上新的不平凡的征程。 


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                            二、在居里实验室 



     从事科学研究工作,这是约里奥童年的理想,经过自己不懈的努力,这 

个理想终于实现了。1924年11月21日上午,弗雷德里克·约里奥第一次见 

到了他所崇拜的人——玛丽·居里。会见的地点是镭学研究所的居里实验室。 

居里夫人全身着黑色衣服,个子很矮,灰白的头发,晶莹的眼睛。早在约里 

奥进来之前,她已决定根据朗之万的推荐要任用他了。她很注意地听身着军 

服的约里奥讲话,然后很痛快地问他是否愿意并能马上上班,当她的实验室 

里的实验员。约里奥当即表示乐意,只是目前还没复员,要请求获准提前复 

员。长官见到居里夫人的聘书,同意了他的请求。原来聘书就是居里夫人12 

月5日写给约里奥的一封信,这封信希望他在元旦前就开始到实验室工作, 

因为要在其前任离职之前,熟悉一切工作。12月17日约里奥身着便服来到 

实验室,开始了他第一天的工作。 

     约里奥很清楚他能进镭学研究所的居里实验室工作是极其幸运的事:它 

是20年代世界上仅有的几个专门从事研究放射性的实验室之一。和玛丽·居 

里一起工作的有几位是法国和国外最有名的物理学家和化学家。 

     约里奥开始工作的最初阶段,生活是不宽裕的。他每月挣540法朗 (约 

合22英磅),而且他也不能立即像别人那样从事教学工作来增加收入。首先 

他对放射性一无所知,同时他还需要取得必要的学历。作为工业理化学校的 

一个高材生,他本可以像工业企业中的工程师那样,请求高于目前三四倍的 

待遇的。但是在镭学研究所里,他心甘情愿低待遇而又天天忙得不可开交。 

他回忆说:“我从来没有打算过于别的工作,我唯一关心的就是我现在的工 

作。我的计划是学一门新的业务,每天多学一点,在我现在的工作岗位上尽 

量多学。”经过努力,约里奥终于在1925年获得学士学位,成绩优秀。 

     在实验室里和约里奥一起工作的还有居里夫妇的长女伊雷娜。 

     伊雷娜很早就开始帮助她母亲了。第一次世界大战期间,她学完了护士 

课程,跟随居里夫人到前线,在硝烟弥漫的战地进行救护。她当一名x射线 

技术员,为伤员进行x光透视,以确定子弹、弹片在体内的位置。1918年她 

转到镭学研究所的居里实验室,任居里夫人的实验员和助手,开始从事放射 

学研究。1925年她获得博士学位。不久,她认识了约里奥。从外表来看,她 

沉默寡言,不善于与别人交往,有时还忘了对人说一声早安。实验室里不少 

工作人员说她是“一块冰”,但透过这位年轻女性冷漠的外表,约里奥发现 

了“一种极敏感的诗人气质”。他还相信她和皮埃尔·居里具有“同样的纯 

洁、同样的善良和荣辱不惊的品质”。她给他的印象是“她是父亲活的影像”。 

伊雷娜的学识和动人的容貌,都给约里奥留下了非常好的印象。约里奥心地 

善良,感觉敏锐,善于交际,非常喜欢运动,爱科学、爱艺术,伊雷娜在约 

里奥身上找到了她求之已久的期盼。 

     伊雷娜是滑雪和游泳的好手,也爱散步。于是,他们经常在一起滑雪、 

游泳或在枫丹白露的森林里散步。一年共同的科学研究,他们结下了深厚的 

情谊。共同的科学理想和崇高的事业心,把他俩紧紧结合在一起。1926年10 

月9日约里奥和伊雷娜终于结成终身的伴侣。按照法国的风俗,婚后约里奥 

用了居里的姓,改名为弗雷德里克·约里奥·居里。这样,约里奥夫妇就变 

成约里奥·居里夫妇。人们又称他们为小居里夫妇。对于一个初出茅庐的科 

学工作者来说,这意味着他们必须在科学攀登的道路上努力,为这个伟大的 


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名字,争取更大的荣誉。 

     约里奥在镭学研究所开始了他的科学研究工作。起初,他主要进行电化 

学研究。后来,他和伊雷娜继续了居里夫妇关于放射性元素的研究,尤其是 

对放射性元素盐类的稀溶液的分解研究。1927年他获得理科硕士学位,从而 

取得讲课教学的资格,在夏利亚电工学校担任电子测量这门课的教学工作。 

1930年约里奥以《放射性元素的化学研究及其运用》论文获得了科学博士学 

位。同年,他被任命为国家科学基金委员会 (后改为国家科学研究中心)的 

研究员,辞去电工学校的工作,把全部时间投入到科学研究中去。 

     当时不少知名的物理学家喋喋不休,说物理学作为一门学科已到了尽 

头,并且由于所有重大发现已经完成,不值得再搞了。然而事实上,它完全 

是一个新的世界——它的大门一直为富有想象力和喜欢冒险的人们敞开着。 

     当约里奥·居里夫妇开始研究放射性时,就有人对他们说:“你们现在 

才来研究放射性,未免太晚了吧。这些元素和衰变系列到现在都已知道,除 

了把它们的各种特性算到小数点后三位和四位以外,没有剩下什么可做的 

了。”然而,约里奥并不改变主意,他们认为刚开始的工作领域完全是一个 

崭新的世界,只要加倍努力,是大有可为的。后来事实证明约里奥·居里夫 

妇是正确的。 

     多年来,伊雷娜对铀的衰变产物——钋进行了专门研究。针的主要同位 

素是镭—F。她和弗雷迪一道开展这项工作,他们两人对它产生的复杂辐射现 

象的分析非常内行。在所有技术先进的国家里,研究放射性的物理学家当时 

正在研究x射线通过物质时所产生的奇怪现象。如果要观察到这种现象必须 

具有强大的放出x射线的放射性元素源。在这方面钋特别有用。在这些年里, 

居里夫妇在他们开始收集和贮存的镭里已积累了大量这种元素。由于玛丽·居 

里努力的结果,镭学研究所已有1。5克镭,约里奥—居里夫妇得以使他们的 

科学装备不断完善。 

     他们一是继承了居里夫人的钋,二是在利用这项财富时需要发展必要技 

术,为完成这项任务花了整整3年时间,他们于1931年底才掌握了当时世界 

上最重要的200毫居里钋。这是一项危险的任务,因为钋的毒性很大,钋一 

旦进入人体就集中在肺、肝和脾等器官上,对人体的危害很大。这就是说他 

们必须谨慎,小心从事。他们不断改进技术,利用电解或蒸发来生产放射性 

很强的钋源。 

     同时,他们发展了一种方法用以探测运动迅速的α粒子和原于核相撞时 

所发生的情况,并在使用威尔逊云室时改进了摄影技术。在云室里可以看见 

 α粒子通过气体的径迹。他们还提高了使用盖革—弥勒计数管等工具的技 

术。在这种计数管里可以通过电来探测有无粒子通过气体。他们已经做好准 

备,为原子核研究的突破作出卓越贡献。 


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                              三、伟大的发现 



     对于约里奥·居里夫妇来说,1932-1935这几年是一个紧张的创造时 

期。他们紧密合作,几乎全部著作都是联名发表的。他们几乎每隔两三个星 

期就发表一篇论文,论述他们的研究成果。这些论文虽篇幅不多,但言简意 

赅。接着,他们发表长篇评论性文章,对所得的成果加以阐述。他们经常整 

天在实验室里紧张地工作,甚至日以继夜。他们感到时间的紧迫,因为时常 

有新的研究成果发表,这是各国原子核物理学家出成果的丰收时期。1932年 

4月2日约里奥在给他在莫斯科的好友D·斯科贝尔琴的信上说:“我们不得 

不加快我们的实验,因为被别的实验室赶上了不是很舒服的事。别人都是立 

即进行实验的。” 

     自1919年英国杰出的核物理学家卢瑟福证明α粒子通过氮时常把质子 

从原子核里击出,从而成功地进行了人工原子核嬗变后,在这方面再没有取 

得重大进展。人们对于原子核的内部结构还是不太了解,虽然有一种普遍看 

法,认为原子核可能由质子组成,但还没有被人们广泛接受。卢瑟福和丹麦 

物理学家玻尔已经说明原子核包括两部分: (一)中心部分,即原子核,体 

积非常小,具有原子的质量,它由质子和中子组成。 (二)在距原子核超过 

其直径约 10万倍的地方,有数目和核子所带正电量相等的电子围绕着它旋 

转,但卢瑟福没有能够为他在1919年所做的元素嬗变提供证明。原子核里有 

电子这点对于认识β放射性是必要的,但却引起一些很重要的疑问。 

     1931年奥地利理论物理学家泡利曾经预言了中微子的存在。在 30年代 

初期,人们发现在某些原子核反应 (例如 p衰变)中,能量似乎并不守恒, 

一部分能量消失了。当时包括玻尔在内的一些人,就认为这些实验表明能量 

并不是普遍守恒的,但是另一些人认为在这里能量也是守恒的。泡利提出, 

可能存在着一种当时并不知道的极其微小的粒子,所谓消失了的能量,就是 

被它们带走了。后来人们把这种粒子叫做中微子。 

     1930年,德国物理学家玻特和贝克尔,在用天然放射性元素钋放出的α 

射线轰击被时,发现从铍发出一种看不见的、穿透力很强的中性放射,当时 

他们错误地认为这是“γ射线”。 

     1932年,约里奥·居里夫妇利用他们自己的强大的α射线源开始研究这 

个神秘的放射性现象。他们用钋的α粒子轰击铍、锂和硼等元素,发现所放 

出的一种穿透力很强的射线碰到含氢的物质时,能射出速度极高的质子,它 

比γ射线强得多,他们用实验证明这种射线不可能是γ射线。于是,他们联 

名公布了这个发现,但没能进一步深入地探索。 

     仅一个月之后,这个谜就被英国物理学家查德威克解开了。他认为铍放 

出的不是电磁波,其质量几乎与质子相同,是不带电的中子。查德威克由于 

发现了中子而荣获1935年诺贝尔物理学奖。 

     约里奥·居里夫妇与中子的发现失之交臂,当然是十分可惜的事,但他 

们并不气馁,仍然继续研究放射性元素。1932年4月25日至5月8日,夫 

妇俩在瑞士容弗劳约赫山上海拔3500米的科学实验站进行关于宇宙射线对 

原子核影响的实验。他们“大干一场”,不几天就得出结论:中子不是宇宙 

射线的主要成分。 

     就在同一年里,美国人卡尔·安德森研究了被铅分为两部分的云室里数 

十条铅的径迹后,发现有一个奇特的粒子放出来:它具有弯度,说明它具有 


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和电子相同的质量,但弯曲的方向却相反。稍后不�
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