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不久前,诺贝尔奖官方推特账号发布的一条科普公告中提到,玛丽·居里(Marie Curie)自1899年至1902年在其实验室中所使用的的笔记本,至今仍具有放射性,并将持续1500年。居里夫人于1943年7月4日死于再生障碍性贫血,她曾于多年在高辐射的环境中工作。

图片来源:诺贝尔奖官方推特账号

诺贝尔奖官网还提到,居里夫人患病去世,大概率是因为长年暴露在辐射下所致。直到今天,居里夫人的一些书籍和论文仍具有较强的放射性,必须放在铅盒中保存。这也说明,居里夫人留下的科学遗产实际上是无法触碰的。诺贝尔奖官网称她为“现代科学界的偶像”。

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图片来源:诺贝尔奖官网

居里夫人生平科普

玛丽·居里出生于波兰华沙,曾获得巴黎大学物理及数学两个硕士学位,并成为该校第一名女性讲师。

她在索邦结识了另一名讲师,皮埃尔·居里,就是她后来的丈夫。他们经常在一起进行放射性物质的研究,以沥青铀矿石为主,因为这种矿石的总放射性比其所含有的铀的放射性还要强。1898年,居里夫妇对这种现象提出了一个逻辑的推断:沥青铀矿石中必定含有某种未知的放射成分,其放射性远远大于铀的放射性。12月26日,居里夫人公布了这种新物质存在的设想。

在此之后的几年中,居里夫妇不断地提炼沥青铀矿石中的放射成分。经过不懈努力,他们终于成功地分离出了氯化镭并发现了两种新的化学元素:钋(Po)和镭(Ra)。因为他们在放射性上的发现和研究,居里夫妇和亨利·贝克勒尔共同获得了1903年的诺贝尔物理学奖,居里夫人也因此成为了历史上第一个获得诺贝尔奖的女性。

八年之后的1911年,居里夫人又因为成功分离了镭元素而获得诺贝尔化学奖。她成为了历史上第一个获得两项诺贝尔奖的人,而且是仅有的两个在不同的领域获得诺贝尔奖的人之一。出乎意外的是,在居里夫人获得诺贝尔奖之后,她并没有为提炼纯净镭的方法申请专利,而将之公布于众,这种做法有效地推动了放射化学的发展。

1918年,居里夫人组装了一批移动式X光机,并培训了一群妇女使用它们。据估计,这批机器拯救了约90万人的性命。可以说,多亏了有玛丽·居里,现在的人们才能接受X光检查。

实际上,人们具有关于放射性的知识只有约120年时间。1896年法国物理学家贝克勒尔发现了放射性,有一次他无意中将一种矿物放在封装着的感光板附近,结果感光板变黑,像曝光了一样,于是他意识到这种矿物发射出了一种非同寻常的辐射。

居里夫人开展了进一步的研究,揭示出这种射线源自矿物中的一种组分——铀元素。1899年,居里夫人采用术语“放射性”指代这种元素的自发辐射现象。随后,卢瑟福分辨出两种主要类型的辐射,并用希腊字母的前两个——α和β分别命名。

核辐射的危害可以说是致命的,居里夫人就死于辐射诱发的血液病,许多地下铀矿工人罹患肺癌,其他一些不慎吸入放射性物质的人也会很快发病或死于辐射病。

但其实值得我们注意的是:核辐射只是微弱致癌的。当它损坏细胞或组织时,人体有一系列的机制修复一定水平的辐射损伤。

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那么是什么东西造成细胞或组织损伤的呢?答案是放射性同位素放出的α粒子、β粒子和γ射线。这些射线均具有足够的能量使其撞击的分子发生电离,即它们从这些分子成键或非键的电子对中击出电子。X射线和核辐射被称为“致电离辐射”。当电离辐射穿过人的皮肤,它会引发一系列的连锁反应。例如,电离辐射照到一个水分子上,会打出一个电子。人的身体大约60%是水,这使得电离辐射很可能是水分子作用。

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自由基在X射线和核辐射作用下可产生另一个自由基,另一个羟基自由基会与附近的其他分子包括DNA起反应。由于自由基损坏DNA分子的方式不同,包含此DNA的细胞也许死亡,也许修复,也许发生变异。快速分裂的细胞,包括有些肿瘤,对致电离辐射特别敏感。因此,X射线和核辐射可用于治疗某些类型的癌症和其他疾病。

当然,辐射也是会致病的。所有快速分裂的细胞都会致电离辐射特别敏感,不只是癌细胞。一些健康的细胞例如骨髓、皮肤、毛囊、胃和肠道中的细胞分裂也很快。接受放射疗法的癌症患者常常需忍受因这些健康细胞受损而引起的各种副作用,这些副作用统称“辐射病”。