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第15章 从拿破仑死亡之谜说开去

拿破仑是18~19世纪法国杰出的资产阶级政治家和军事家。他以一介平民出身,通过自己的奋斗成为法兰西帝国的缔造者。他在有生之年四处征战,先后多次打垮了欧洲各个封建君主国组织的“反法同盟”,削弱了整个欧洲大陆的封建势力。然而,这位叱咤风云的人物,最后却莫名其妙地死去,有人说是死于胃癌,有人说是死于砒霜中毒,众多历史学家对此无法给出一个准确的答案。还好,拿破仑的一个仆人保留了他死后的几根头发,对破解这个谜团起了重要的作用。科学家采用“中子活化分析法”对头发进行了处理,结果发现头发中砷超过了正常含景的5~33倍,而砷的化合物——三氧化二砷正是砒霜。虽然这并不能够最终准确地确定拿破仑的死因,但对史学家的研究却起到了重要的指导作用。

在这一过程中,发挥重要作用的“中子活化分析法”的原理是这样的:让头发接受中子的照射,头发里的某些元素会把中子“吃掉”,变成放射性同位素,比如砷-75吸收一个中子就变成了具有放射性的砷-76。而不同的同位素放射出射线的能量不同,比如砷-76,它会放出能量确定的三四种β射线和三四种γ射线。通过测定头发放出射线的种类和能量,就可以推断出头发中含有什么元素,以及含量是多少。这种“中子活化分析法”又快又灵敏,甚至百亿分之一克的元它都能够测量出来。

“中子活化分析法”是人们对元素的放射性进行利用的例子之一,人们对于放射性元素的研究最早可以追溯到19世纪末贝克勒耳无意当中发现铀的放射性。1896年,贝克勒耳进行了一项实验,试图研究一种叫做硫酸钾铀的物质所发出的荧光是否含有X射线。他的想法是这样的:在白天用太阳照射铀盐,它会放出荧光;如果荧光里面含有X射线,那么它就可以使包在黑纸里面的底片感光,结果,底片的确感光了。由于当时人们不知道除了X射线还有什么别的东西可以穿越黑的障碍物使底片感光,所以贝克勒耳觉得,荧光里面的确含确X射线。可是,在他做实验的后几天,天总是阴沉沉的,没有太阳,让他无法按照原计划完成实验。于是他就将铀盐和用黑纸包好的底片一起放进了暗橱,打算等太阳出来之后,再来继续他的实验,无意之中,他还把一把钥匙留在了暗橱里。等到天气好了之后,贝克勒耳取出一张底片,企图检查底片被感光了没有。可是冲洗的结果却意外地发现,底片已强烈地感光了,在底片上出现了硫酸钾铀的影像,还留有钥匙的影子。可这次照相底片并没有离开过暗橱,没有外来光线;硫酸钾铀未曾受光线照射,也谈不上荧光,更谈不到含有X射线了。

那么,到底是什么东西使照相底片感光的呢?原来,硫酸钾铀里面含有很多的铀正是铀的放射性产生的射线让底片感光。因为这个发现,贝克勒耳和居里夫妇共同获得了1903年的诺贝尔物理奖。

贝克勒耳的发现拉开了近代核工业的序幕,其间,各种放射性金属元素不断被发现,比如居里夫人于1898年在寻找比铀的放射性更强的元素时,发现了钋、镭。同时这些放射性重金属元素被应用到军事、民用的各个领域,对我们的世界产生了重大的影响。

比如铀-235、铀-233、钚-239成为核武器的主要原料。以铀-235为例,当一个铀-235原子核受到一个中子的轰击而分裂时,会放出3个中子,这些中子再轰击其他原子核,从而发生链式反应,释放出巨大的能量。1千克铀-235产生的热能大约等于两百万千克好煤燃烧时所产生的热能。据有关文献记载,1945年8月二战快结束时,美国投到日本的一颗名为“小男孩”的原子弹,重约4吨,长约3米,其形状像普通炸弹,但是由于使用铀-235,其爆炸力相当于两万吨TNT烈性炸药。

科学总是向我们显示它双刃剑的特性,在核武器给人类带来巨大恐惧的同时,对放射性重金属元素的和平利用,如核电站的建立,也对人类做出了巨大的贡献。我国现在已经建立了秦山、秦山二期、秦山三期、大亚湾、岭澳等核电站,截止2003年的数据,这些核电站总发电量超过1500亿千瓦时,为广东、深圳、香港等地的电力保障做出了巨大贡献。