原子核中的質(zhì)子和中子按一定比例結(jié)合，原子核是穩(wěn)定的涌献，如果原子核里的中子偏多了,同質(zhì)子不成比例了,中子在原子核里也會(huì)變成質(zhì)子,同時(shí)放出一個(gè)電子。這個(gè)電子不能在核里呆下去,立刻以極大的速度從原子核里射了出來(lái),這就是β射線(xiàn)。反過(guò)來(lái),如果原子核里面的質(zhì)子偏多了,又會(huì)發(fā)生什么情況呢?
1934年11月15日,法國(guó)科學(xué)院召開(kāi)會(huì)議,一位名叫約里奧-居里的年輕科學(xué)家在會(huì)議上提出科學(xué)報(bào)告,宣布他和他的夫人伊倫·居里一起得到的重要發(fā)現(xiàn)酌壕。
大家還記得在36年前,正是在這個(gè)講臺(tái)上,居里夫婦宣布他們發(fā)現(xiàn)了放射性元素釙和鐳。那時(shí)候,小伊倫還只有一歲歇由。如今青年一代科學(xué)家成長(zhǎng)起來(lái)了,小居里夫婦發(fā)現(xiàn)了人工放射性現(xiàn)象卵牍。
1930年德國(guó)的青年物理學(xué)家貝克和玻特懷疑盧瑟福的實(shí)驗(yàn)丟掉些什么而沒(méi)有被探測(cè)到,他們用新的探測(cè)放射性的儀器發(fā)現(xiàn)了新的放射線(xiàn)，英國(guó)科學(xué)家查德威克根據(jù)彈性碰撞的物理學(xué)公式算出該微粒的質(zhì)量比質(zhì)子略大一點(diǎn)沦泌，由此發(fā)現(xiàn)了中子糊昙。
小居里夫婦當(dāng)時(shí)也做過(guò)相同的實(shí)驗(yàn)，當(dāng)獲知那是原子核里的中子以后谢谦，小居里夫婦是這么想的:在盧瑟福的實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有放射出質(zhì)子的鋰释牺、鈹和硼等元素,受到α粒子轟擊后\會(huì)放射出中子,為什么那些放射出質(zhì)子的元素,不會(huì)同時(shí)放射出中子呢?
他們仔細(xì)地重復(fù)了盧瑟福作過(guò)的實(shí)驗(yàn),想看看有沒(méi)有什么遺漏。
盧瑟福曾經(jīng)發(fā)現(xiàn),用α粒子轟擊鋁,就會(huì)放射出質(zhì)子回挽。這個(gè)核反應(yīng)是:
小居里夫婦重復(fù)了這個(gè)實(shí)驗(yàn),他們使用了新的探測(cè)儀器,結(jié)果發(fā)現(xiàn):放射出來(lái)的不但有質(zhì)子,還有中子没咙。
盧瑟福當(dāng)時(shí)由于使用的儀器不同,沒(méi)有發(fā)現(xiàn)中子。他們進(jìn)一步仔細(xì)研究,發(fā)現(xiàn)在用α粒子轟擊鋁的時(shí)候,不僅放射出質(zhì)子和中子,還會(huì)放射出電子千劈。不過(guò)這種電子帶陽(yáng)電荷,是正電子祭刚。他們用一塊鉛板插在α粒子源和鋁片之間,鋁片就停止放射質(zhì)子和中子了。這說(shuō)明α粒子被鉛板擋住了,它和鋁原子核的核反應(yīng)也就停止了墙牌。
奇怪的是這時(shí)候鋁片仍然有放射性,繼續(xù)放射出正電子,不過(guò)放出的正電子不斷減少,持續(xù)半小時(shí)左右,才最后消失涡驮。
1933年10月,在布魯塞爾的國(guó)際科學(xué)會(huì)上,小居里夫婦報(bào)告了他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
這些結(jié)果引起了到會(huì)的物理學(xué)家激烈的爭(zhēng)論,大多數(shù)物理學(xué)家都說(shuō)他們的實(shí)驗(yàn)不可靠喜滨。但是一些老科學(xué)家,如玻爾,認(rèn)為這個(gè)發(fā)現(xiàn)很重要,他們對(duì)這一對(duì)年輕人給以支持和鼓勵(lì)捉捅。
小居里夫婦沒(méi)有灰心,他們回到實(shí)驗(yàn)室繼續(xù)研究。他們認(rèn)為a粒子轟擊鋁原子核以后放出中子變成了磷的同位素,也就是:
而磷的同位素P-30是放射性的,它會(huì)放射出正電子面變成穩(wěn)定的硅同位素:
為了檢驗(yàn)這種想法是否正確,他們把經(jīng)過(guò)α粒子強(qiáng)烈轟擊的鋁箔迅速溶解在鹽酸里鸿市。鋁和鹽酸反應(yīng)冒出了氫氣,如果真有放射性磷的話(huà),那就會(huì)生成磷化氫锯梁。磷化氫也是氣體,所以冒出來(lái)的氣體就會(huì)有放射性――放射正電子。
實(shí)驗(yàn)證實(shí)了他們的看法,氣體真的有放射性焰情。同鋁的情形相似,小居里夫婦發(fā)現(xiàn),硼和鎂受到α粒子的轟擊也會(huì)放出中子和正電子,也發(fā)生了人工放射性陌凳。
1934年11月15日,在法國(guó)科學(xué)院的會(huì)議上,他們?cè)敿?xì)地介紹了他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這一回誰(shuí)也不懷疑了,大家以熱烈的掌聲通過(guò)了他們的科學(xué)報(bào)告内舟。
以前人們只知道有鈾合敦、釷、鐳验游、釙等天然存在的放射性元素,這些元素都是位于元素周期表末尾的重核元素〕涞海現(xiàn)在,小居里夫婦發(fā)現(xiàn)了列在周期表前面的輕核元素也可以有放射性的同位素保檐。它們?cè)谧匀唤绮⒉淮嬖?而是人工制造的,是人工放射性元素。
盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)堪稱(chēng)二十世紀(jì)最美的實(shí)驗(yàn)崔梗，在他當(dāng)時(shí)的條件下,發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子夜只、人工的核反應(yīng)。但是科學(xué)并沒(méi)有停步不前,不過(guò)十多年的時(shí)間,就在他盧瑟福實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,又發(fā)現(xiàn)了中子,發(fā)現(xiàn)了人工放射性,科學(xué)又向前進(jìn)了一大步蒜魄。
1935年底,小居里夫婦由于發(fā)現(xiàn)了人工放射性而得到了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)金扔亥。同年諾貝爾物理獎(jiǎng)金頒給發(fā)現(xiàn)中子的查德威克。
