1. 人工放射性元素的发现
在小居里夫妇， 即约里奥・居里夫妇痛失发现中子的机会时， 卢瑟福曾评价说， 他们俩还会因其他发现而获诺贝尔奖。这一预言很快就被证实了。
在中子被发现之后， 小居里夫妇立刻想到一个问题： 在卢瑟福所做的用α粒子轰击元素的实验中， 没有放射出质子的元素， 会放射出中子； 而那些放射出质子的元素， 会不会也同时发射出中子呢？ 小居里夫妇重复了卢瑟福所做的用α粒子轰击铝的实验， 他们使用了新的探测仪器， 结果正如他们所设想的那样， α粒子轰击铝后， 发射出的不仅有质子而且也的确有中子。在他们进一步的实验中， 发现放射出的不仅有质子和中子， 而且还有电子被放射出来。只不过， 这种电子是带正电荷的， 也就是正电子。当初， 卢瑟福在实验时没能发现中子和电子， 一个主要的原因是他所使用的探测器与小居里夫妇的不同。
实验仪器的探测能力和分辨能力对于物理学的发展来说， 是太重要了。许多新的现象是伴随着新的仪器设备而被发现的。不过， 小居里夫妇的工作算不上新发现。因为中子是查德威克先发现的， 正电子也是安德逊的发现在先。而科学上只承认第一个发现者拥有科学发现权， 第二个发现者以及其他后来人的工作则不过是对新发现的一种验证而已。
导致小居里夫妇作出新发现的还是这个实验， 只不过他们在这个实验中又作了一些新的变化。他们用一块铅板插在α粒子源和铝片之间。结果， 铝片停止了放射质子和中子， 这是很正常的情况， 它表明α粒子被铅板挡住了， α粒子与铅原子核的核反应过程自然也就停止了。可是实验中也出现了意想不到的现象。铝片虽然停止放射质子和中子， 但它仍然有放射性， 它在继续放射出电子。这种发射随时间增加而逐渐衰减， 持续了半个小时， 才最后消失。
小居里夫妇把他们的实验结果做了报告， 由于这是一个新的现象， 以前还没有科学家观测到， 所以引起了很大的争论。大多数物理学家对他们的实验结果持怀疑态度， 认为他们的实验不可靠。这对小居里夫妇是一个打击， 好在还有一些物理学家认为这个发现很重要， 支持小居里夫妇进一步研究。
1934 年初， 小居里夫妇通过化学分析的方法， 证明了α粒子轰击铝原子核后， 放出中子变成了磷的同位素， 而且是一种天然中不存在的磷的同位素。它会放射出正电子而自发转变成稳定的元素硅。当他们把铝片换成硼和镁时， 再继续实验， 结果同铝的情况相似， 硼和镁受到α粒子的轰击也会放出中子和正电子， 也就是说， 它们也产生了放射性， 而分别转变成放射性氮和放射性硅。随后， 小居里夫妇又分别用α粒子轰击了氢、锂、铍、碳、氮、氧、氟、钠、硅、磷等元素， 也都观察到了类似的现象。
1934 年11 月， 在法国科学院会议上， 小居里夫妇详细介绍了他们这一系列的实验结果。由于实验的充分和确切， 原有的怀疑被消除了。大家以热烈掌声通过了他们的报告， 这次人工放射性元素的发现被承认了。恰巧， 36 年前， 即1898 年， 老居里夫妇也是在这个讲台向世人宣布他们发现了放射性元素钋和镭。36 年后， 小居里夫妇又在这个地方向世人宣布他们发现了人工放射性元素。1903 年， 老居里夫妇因钋和镭的发现而荣获诺贝尔物理学奖； 1935 年， 小居里夫妇因人工放射性元素的发现和研究， 获得了诺贝尔化学奖。这种巧合， 在科学史上是不多见的。
在人工放射性同位素被发现之前， 人们只知道钍、铀镭、钋等少数天然存在的放射性元素， 而且都是位于元素周期表末尾的一些重元素。小居里夫妇的发现， 一下子打开了人们的眼界， 位于元素周期表上前面的轻核元素也可以有放射性的同位素， 这些放射性的同位素是人为产生的， 运用粒子轰击稳定元素， 就可以人工地制造出新的放射性同位素， 这些放射性同位素会再放射出某种粒子而衰变成另一种稳定的元素。
这一发现看起来是很容易的， 其实不然。当时使用的仪器都很简陋， 一般都是自制的。小居里夫妇实验室里使用的盖革计数管在当时还是一种新奇的仪器， 市场上买不到， 约里奥・居里就自己动手做了一个。这种情况下， 在取得实验结果， 特别是新颖的结果之后， 还必须核实， 明确是真的发现了新现象， 还是计数管出现了什么毛病。显然， 这里对一个研究者的实验技能要求是非常之高的。小居里夫妇用α粒子轰击铝片， 得到具有放射性的磷的同位素。作为物理学家认为这个实验过程应该说没有什么问题， 但是作为化学家还要拿到这个新放射性元素存在的证明， 也就是把新元素分离出来。这更是一件不容易的事情， 但小居里夫妇做到了这一点。人工产生的磷的放射性同位素的半衰期是3 分15 秒， 相对于当时的实验条件来讲， 分离半衰期这么短的元素是比较难的。不过， 不用担心， 约里奥・居里是一个相当出色的物理实验家， 他在3 分钟内就能在化学上予以确定， 这是连化学家都难以达到的记录。具备这样的能力绝非一日之功。约里奥・居里从小就热衷于各种实验。他的“小化学实验室”实际上是他父母的浴室， 里面总是留下他做实验留下的痕迹。约里奥・居里生于1900 年5 月， 他的爱称是弗雷迪。他的母亲曾在日记里写道： “1911 年11 月19 日： 弗雷迪像疯了似的。他发明了几种油灯， 把地板都弄脏了。”“1914 年4 月7 日： 他做了些化学实验， 把所有的东西都弄脏了。”
“1914 年4 月23 日： 弗雷迪要了些化学物品和三个法郎， 并进行了短时间的讨论。”“1914 年5 月1 日： 弗雷迪把所有的东西都弄坏了， 然后跑出去买了一些玻璃杯、蒸馏器和其他东西。”如果说， 在他少年时期更多的是兴趣， 支配他做一些小实验， 那么他进入青年， 则已显露出他在实验方面的出色才能。他的母亲也记录下他在家里做的一些工作。“1920 年1 月1 日： 弗雷迪发明了一种在烤箱中蒸馏水的装置， 还打碎了一个盘子。”“1922 年6 月6 日： 他没有去学校， 他在搞实验， 能在自己安装的收音机里收听到巴黎铁塔的电讯声音。”“1922 年6 月11 日： 弗雷迪不停顿地搞他物理学方面的工作。”。。浓厚的兴趣、不懈的努力、执著的追求， 必然会结出丰硕的果实。小居里夫妇获得成功的确不 是偶然的， 卢瑟福还真是慧眼识英雄啊！ 小居里夫妇做出了新发现之后， 十分兴奋。他们把经过 化学分离的人工放射性元素赠送给居里夫人。居里夫人极其 高兴， 用她那被镭烧伤后结了疤的手指夹起装着微弱放射性 的元素的试管， 放在盖革计数器的旁边， 听到了计数器发出 的卡？、卡？的声音。这是居里夫人一生中最后一次感到满 意的美 好时 刻。几 个月 后， 1935 年 7 月4 日， 居里 夫人 终 因放射性射线引起的白血病而与世长辞了。不过， 令她欣慰 的是， 她献身的科学事业后继有人。小居里夫妇也同样热爱 科学， 他们感到科学使人精神高尚， 克服实验中的困难会给 人带来乐趣， 发现新现象、掌握新知识是一种收获。他们也 体会到科学的神秘， 单凭知识和聪明是不够的。
在中子被发现之后， 小居里夫妇立刻想到一个问题： 在卢瑟福所做的用α粒子轰击元素的实验中， 没有放射出质子的元素， 会放射出中子； 而那些放射出质子的元素， 会不会也同时发射出中子呢？ 小居里夫妇重复了卢瑟福所做的用α粒子轰击铝的实验， 他们使用了新的探测仪器， 结果正如他们所设想的那样， α粒子轰击铝后， 发射出的不仅有质子而且也的确有中子。在他们进一步的实验中， 发现放射出的不仅有质子和中子， 而且还有电子被放射出来。只不过， 这种电子是带正电荷的， 也就是正电子。当初， 卢瑟福在实验时没能发现中子和电子， 一个主要的原因是他所使用的探测器与小居里夫妇的不同。
实验仪器的探测能力和分辨能力对于物理学的发展来说， 是太重要了。许多新的现象是伴随着新的仪器设备而被发现的。不过， 小居里夫妇的工作算不上新发现。因为中子是查德威克先发现的， 正电子也是安德逊的发现在先。而科学上只承认第一个发现者拥有科学发现权， 第二个发现者以及其他后来人的工作则不过是对新发现的一种验证而已。
导致小居里夫妇作出新发现的还是这个实验， 只不过他们在这个实验中又作了一些新的变化。他们用一块铅板插在α粒子源和铝片之间。结果， 铝片停止了放射质子和中子， 这是很正常的情况， 它表明α粒子被铅板挡住了， α粒子与铅原子核的核反应过程自然也就停止了。可是实验中也出现了意想不到的现象。铝片虽然停止放射质子和中子， 但它仍然有放射性， 它在继续放射出电子。这种发射随时间增加而逐渐衰减， 持续了半个小时， 才最后消失。
小居里夫妇把他们的实验结果做了报告， 由于这是一个新的现象， 以前还没有科学家观测到， 所以引起了很大的争论。大多数物理学家对他们的实验结果持怀疑态度， 认为他们的实验不可靠。这对小居里夫妇是一个打击， 好在还有一些物理学家认为这个发现很重要， 支持小居里夫妇进一步研究。
1934 年初， 小居里夫妇通过化学分析的方法， 证明了α粒子轰击铝原子核后， 放出中子变成了磷的同位素， 而且是一种天然中不存在的磷的同位素。它会放射出正电子而自发转变成稳定的元素硅。当他们把铝片换成硼和镁时， 再继续实验， 结果同铝的情况相似， 硼和镁受到α粒子的轰击也会放出中子和正电子， 也就是说， 它们也产生了放射性， 而分别转变成放射性氮和放射性硅。随后， 小居里夫妇又分别用α粒子轰击了氢、锂、铍、碳、氮、氧、氟、钠、硅、磷等元素， 也都观察到了类似的现象。
1934 年11 月， 在法国科学院会议上， 小居里夫妇详细介绍了他们这一系列的实验结果。由于实验的充分和确切， 原有的怀疑被消除了。大家以热烈掌声通过了他们的报告， 这次人工放射性元素的发现被承认了。恰巧， 36 年前， 即1898 年， 老居里夫妇也是在这个讲台向世人宣布他们发现了放射性元素钋和镭。36 年后， 小居里夫妇又在这个地方向世人宣布他们发现了人工放射性元素。1903 年， 老居里夫妇因钋和镭的发现而荣获诺贝尔物理学奖； 1935 年， 小居里夫妇因人工放射性元素的发现和研究， 获得了诺贝尔化学奖。这种巧合， 在科学史上是不多见的。
在人工放射性同位素被发现之前， 人们只知道钍、铀镭、钋等少数天然存在的放射性元素， 而且都是位于元素周期表末尾的一些重元素。小居里夫妇的发现， 一下子打开了人们的眼界， 位于元素周期表上前面的轻核元素也可以有放射性的同位素， 这些放射性的同位素是人为产生的， 运用粒子轰击稳定元素， 就可以人工地制造出新的放射性同位素， 这些放射性同位素会再放射出某种粒子而衰变成另一种稳定的元素。
这一发现看起来是很容易的， 其实不然。当时使用的仪器都很简陋， 一般都是自制的。小居里夫妇实验室里使用的盖革计数管在当时还是一种新奇的仪器， 市场上买不到， 约里奥・居里就自己动手做了一个。这种情况下， 在取得实验结果， 特别是新颖的结果之后， 还必须核实， 明确是真的发现了新现象， 还是计数管出现了什么毛病。显然， 这里对一个研究者的实验技能要求是非常之高的。小居里夫妇用α粒子轰击铝片， 得到具有放射性的磷的同位素。作为物理学家认为这个实验过程应该说没有什么问题， 但是作为化学家还要拿到这个新放射性元素存在的证明， 也就是把新元素分离出来。这更是一件不容易的事情， 但小居里夫妇做到了这一点。人工产生的磷的放射性同位素的半衰期是3 分15 秒， 相对于当时的实验条件来讲， 分离半衰期这么短的元素是比较难的。不过， 不用担心， 约里奥・居里是一个相当出色的物理实验家， 他在3 分钟内就能在化学上予以确定， 这是连化学家都难以达到的记录。具备这样的能力绝非一日之功。约里奥・居里从小就热衷于各种实验。他的“小化学实验室”实际上是他父母的浴室， 里面总是留下他做实验留下的痕迹。约里奥・居里生于1900 年5 月， 他的爱称是弗雷迪。他的母亲曾在日记里写道： “1911 年11 月19 日： 弗雷迪像疯了似的。他发明了几种油灯， 把地板都弄脏了。”“1914 年4 月7 日： 他做了些化学实验， 把所有的东西都弄脏了。”
“1914 年4 月23 日： 弗雷迪要了些化学物品和三个法郎， 并进行了短时间的讨论。”“1914 年5 月1 日： 弗雷迪把所有的东西都弄坏了， 然后跑出去买了一些玻璃杯、蒸馏器和其他东西。”如果说， 在他少年时期更多的是兴趣， 支配他做一些小实验， 那么他进入青年， 则已显露出他在实验方面的出色才能。他的母亲也记录下他在家里做的一些工作。“1920 年1 月1 日： 弗雷迪发明了一种在烤箱中蒸馏水的装置， 还打碎了一个盘子。”“1922 年6 月6 日： 他没有去学校， 他在搞实验， 能在自己安装的收音机里收听到巴黎铁塔的电讯声音。”“1922 年6 月11 日： 弗雷迪不停顿地搞他物理学方面的工作。”。。浓厚的兴趣、不懈的努力、执著的追求， 必然会结出丰硕的果实。小居里夫妇获得成功的确不 是偶然的， 卢瑟福还真是慧眼识英雄啊！ 小居里夫妇做出了新发现之后， 十分兴奋。他们把经过 化学分离的人工放射性元素赠送给居里夫人。居里夫人极其 高兴， 用她那被镭烧伤后结了疤的手指夹起装着微弱放射性 的元素的试管， 放在盖革计数器的旁边， 听到了计数器发出 的卡？、卡？的声音。这是居里夫人一生中最后一次感到满 意的美 好时 刻。几 个月 后， 1935 年 7 月4 日， 居里 夫人 终 因放射性射线引起的白血病而与世长辞了。不过， 令她欣慰 的是， 她献身的科学事业后继有人。小居里夫妇也同样热爱 科学， 他们感到科学使人精神高尚， 克服实验中的困难会给 人带来乐趣， 发现新现象、掌握新知识是一种收获。他们也 体会到科学的神秘， 单凭知识和聪明是不够的。
