回眸｜1898年镭元素被发现，居里夫人身边的中国学者开启了中国镭学研究

1898年12月26日，玛丽·居里（Marie Sklodowska-Curie）与皮埃尔·居里（Pierre Curie）向法国科学院（l'Académie des sciences）宣布，他们发现了镭元素（radium）。

镭（radium）是个法语词汇，来自现代拉丁语中“射线radius (ray)”，表现了镭能以射线的形式辐射能量。“居里”（Curie）曾经作为表示放射性活度的通用单位，它的基准相当于一克的镭226放射性活度。

放射性研究的先驱：居里夫人

居里夫人

居里夫人（玛丽·居里），本名玛丽亚·斯克沃多夫斯卡·居里，法国籍波兰裔物理学家、放射化学家。她是巴黎大学第一位女教授，也是获得两次诺贝尔奖的第一人。她开创了放射性理论，发明了分离放射性同位素的技术，发现了钋（Po）和镭（Ra）两种新元素，造福于人类。正是在她的指导下，人们第一次将放射性同位素用于治疗癌症。她是一位将自己的一切都无私地奉献给科学事业的伟大科学家。

神秘的“铀射线”

1895年末，科学家发现了X射线和放射性，玛丽决定深入研究神秘的“铀射线”。

幸运的是，皮埃尔和他的兄弟发明了一种可以测量电荷的灵敏设备——静电计。玛丽发现铀射线能让周围的空气导电，所以她可以利用静电计来探测这种射线。

刚开始，玛丽研究了各种各样的铀盐，最终发现，射线的强度只跟铀的数量有关。于是她猜测铀射线并非出于分子的相互作用，而是来自铀原子本身的某种特性。

沥青铀矿是一种常见的含铀矿石。玛丽发现，这种矿石产生的射线是金属铀的四倍，所以她推测，沥青铀矿中一定含有某种活性远大于铀的物质。于是她开始寻找其他放射性材料。1898年，玛丽发现钍也会释放射线。

发现新元素

居里夫妇用硫酸溶解沥青铀矿来提取铀，实验中，他们发现，提取后的铀矿残渣依然具有放射性。由此他们设法分离出了一种类似铋的新元素——它在元素周期表中位于铋的后面，它的化合物性质也和铋的化合物十分相似。这是一种前所未见的新元素，为了纪念自己的祖国，玛丽将它命名为“钋”（“钋”全名Poliuonm，来自“波兰”的Po）。1898年7月，居里夫妇对外公布了这一发现。

然后他们试着进一步分离剩余的残渣，于是又发现了另一种高放射性物质。它的性质和钡十分相似，而且它的化合物和钡的化合物混合在一起，很难分开，但钡燃烧时会产生明亮的绿色火焰，光谱中也有绿线，而这种新物质却会释放出神秘的红线，它一定是另一种新元素。

分离新元素和钡是一件非常困难的工作，玛丽和皮埃尔只能将它们转化为氯化盐，然后让它们慢慢结晶。新物质的氯化盐溶解度比氯化钡低一点点，所以它结晶的速度也比氯化钡要快一点点。居里夫妇必须用静电计测试搜集到的每一份样品，检验它是否具有放射性。也就是在这个过程中，他们创造了“放射性”这个词语。

1898年12月21日，居里夫妇基本确定，这的确是一种新的元素。新元素的放射性极强，所以居里夫妇将它命名为“镭”。12月26日，他们向法国科学院报告了这一发现，虽然这时候他们尚未分离出纯净的镭。直到12年后，玛丽才终于分离出了纯净的镭。

严济慈开启中国的镭学研究

1923年，正值居里夫人发现镭二十五周年。也正是在这一年，遥远的东方，一个青年学生漂洋过海，来到巴黎求学，日后走进了居里夫人实验室，这个东方青年就是严济慈。

1925年10月，严济慈进入法布里教授的实验室。当时年仅25岁的严济慈担起了“石英在电场下的形变”这个与居里夫妇有关的课题。

于是严济慈走进居里夫人主持的镭学研究所，想向她请教并借用皮埃尔·居里早年用过的石英晶体片。当时居里夫人正在做实验，见这位中国青年到来，她立刻放下手中的实验，热情地招待了他。

严济慈向居里夫人提出了许多问题，居里夫人一一详尽解答，而后郑重地把自己丈夫皮埃尔·居里使用过的石英晶体样品交给这个中国青年，用作研究材料。此后，居里夫人多次询问课题实验的进度，并提供了一些必要的帮助。

1927年6月18日，严济慈通过论文答辩，获得了法国国家科学博士学位，继而登上了回国的轮船。

1928年11月，严济慈获得中华教育文化基金甲种补助金资助，再次前往法国。

次年3月26日，他给居里夫人实验室投寄了求职自荐信。居里夫人亲笔复信邀他面谈，后如愿进入居里夫人的镭学实验室工作。在法国历时两年的访问研究中，严济慈不仅有向居里夫人当面请教、切磋的时间，也有与居里夫人书面交流的通信。在巨人的指引下，严济慈掌握了当时世界上最为前沿的现代物理学发展潮流，从而明确地选定了自己今后的研究方向。

1930年12月，严济慈从巴黎回到北平（今北京），应北平研究院院长李石曾邀请，筹建物理研究所。离开巴黎前，居里夫人向严济慈表示，愿意送给他一些放射性氯化铅，以支持他在中国开展放射学研究工作。因而，严济慈按照居里夫人的意见，向北平研究院提出建议，希望创立镭学研究所。这个提议得到了李石曾的支持。于是严济慈在北平研究院担任了物理研究所和镭学研究所的所长。

1981年11月27日，严济慈出席中国科学技术大学研究生院首届研究生毕业典礼并颁发毕业证书。（中国科学院大学供图）

为筹建镭学研究所，严济慈与居里夫人有了更多的书信往来。这是1931年3月31日给居里夫人的信：“亲爱的老师：……我请求您答应给我们提供一种含镭的盐（含镭的氧化钡碳酸盐）的样品……在我回国前，老师曾表示愿给我们提供少量放射铅，现在能否给我寄来，同时还有含镭的氧化钡碳酸盐……国立北平研究院本着科学的和人道主义的宗旨，重视镭和放射性研究，我们打算稍后建立一个致力于这一目标的镭研究所……”在这封信中，严济慈还就如何开展镭和放射性研究工作向居里夫人进行了详细的咨询和汇报。

1931年7月27日，居里夫人回信说：“亲爱的严先生：我相信您已经收到了6月1日我给您寄去的那种含镭的盐的样品和放射性氯化铅。这是您3月31日来信中所要求的……收到国立北平研究院放射性实验室成立的好消息，我感到很高兴。我祝愿贵实验室的工作有个成功的开端，并在不久的将来成为一所重要的镭研究所……”在这封信中，居里夫人还就镭的使用条件和计量等问题作了具体的说明和指导。

居里夫人不仅热情地指导严济慈在中国创建物理学、镭学事业，更是帮助严济慈为中国培养了一批青年科学人才。1929年秋，严济慈写信向居里夫人推荐正在法国留学的郑大章到居里夫人实验室。居里夫人欣然接受并悉心指导。在居里夫人的指导下，郑大章于1933年获得法国国家科学博士学位。回国后，郑大章成为北平研究院镭学研究所的主要科学家之一，是中国放射化学的创始人。居里夫人去世后，严济慈与她的女儿保持了更多的联系和交往。之后，严济慈还推荐了钱三强等学子成为居里实验室的研究生，钱三强日后为中国创立了原子能科学事业。