發(fā)現(xiàn)氘的科學(xué)家尤里

1、發(fā)現(xiàn)氘的科學(xué)家尤里同位素這個(gè)名詞的西文isotope是英國人索迪(F.Soddy，18771956)于1911年開始使用的。后來，另一位英國人阿斯頓(，18771945)，在1919年制成了質(zhì)譜儀，可以用來分離不同質(zhì)量的粒子，并且測定它們的質(zhì)量。這就把研究同位素的方法提高了一大步。阿斯頓先后利用質(zhì)譜儀發(fā)現(xiàn)了很多元素的同位素，他在71種元素之中，陸續(xù)找到了202種同位素之多，這為我們認(rèn)識同位素，開始積累了大量資料。最引人關(guān)注的是，氫有沒有同位素的問題。為了尋找氫的同位素，人們前后用了十幾年的時(shí)間，而沒有得出肯定的結(jié)果。1931年初，有人從理論上推導(dǎo)，認(rèn)為應(yīng)該有質(zhì)量數(shù)為2的氫同位素存在，并且估算出

2、2H:1H=1:4500的比例。1931年年底，美國哥倫比亞大學(xué)的尤里教授和他的助手們，把四升液態(tài)氫在三相點(diǎn)14K下緩慢蒸發(fā)，最后只剩下幾立方毫米液氫，然后用光譜分析。結(jié)果在氫原子光譜的譜線中，得到一些新譜線，它們的位置正好與預(yù)期的質(zhì)量為2的氫譜線一致，從而發(fā)現(xiàn)了重氫。尤里對它定了一個(gè)專門名，稱deuterium，中文譯氘，符號D。后來英、美的科學(xué)家們又發(fā)現(xiàn)了質(zhì)量為3的tritium，中文譯為氚，符號T,是具有放射性的另一重要?dú)渫凰?。氖的發(fā)現(xiàn)是科學(xué)界在本世紀(jì)三十年代初的一件大事。尤里因此在1934年榮獲了諾貝爾化學(xué)獎金。他的聲譽(yù)從此飛躍，可是他并未停止不前，后來還繼續(xù)完成了很多重要研憲工作。

3、現(xiàn)在最常見的是氧化氘（又名重水），它的主要特性：氧化氘最大密度的溫度是11.22C（普通水是4.08C），熔點(diǎn)是3.82C,沸點(diǎn)是101.42C,這些特性與普通水都大不相同。重水易于用電解水而取得，所以電費(fèi)低廉的北歐能大量生產(chǎn)。后來重水成為制造原子彈的重要材料之一。以上簡單地?cái)⑹隽艘幌码椭厮窍胗纱艘鹑藗儗@位化學(xué)家尤里的重視。他是去年一月六日才以八十六歲的高齡病故的。下面（此文發(fā)表于1982年編者注）扼要地介紹他的生平和業(yè)績，表示我們對他的敬念。哈羅德克萊頓尤里（HaroldClaytonUrey）于1893年4月29日生在美國西北部印第安納州的一個(gè)農(nóng)民家庭里。中學(xué)畢業(yè)之后，他先在一個(gè)

4、農(nóng)村的小學(xué)里教了三年書。后來才進(jìn)了蒙大拿州立大學(xué)，他當(dāng)時(shí)的主修課是生物學(xué)，以化學(xué)作為副系?？墒撬簧闹饕删?，卻由副系化學(xué)提供了基礎(chǔ)。他畢業(yè)后得到了獎學(xué)金，從1921年到1923年在美國加州大學(xué)進(jìn)修。成績優(yōu)異，三十歲時(shí)，取得了博士學(xué)位。1923年他又得了出國進(jìn)修的獎學(xué)金，去丹麥跟波爾教授專門研究原子結(jié)構(gòu)理論。尤里回國以后，先在約翰霍普金斯大學(xué)擔(dān)任講師。1929年到哥倫比亞大學(xué)擔(dān)任化學(xué)系副教授，他在這里和別人合作，寫了一本專著，書名是原子、分子和量子(Atoms、MoleculesandQuanta)。這是用英文寫的關(guān)于量子力學(xué)的名著之一。這說明了尤里對于量子力學(xué)和熱力學(xué)，以及核結(jié)構(gòu)的成就，本

5、來早已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)高的水平了。在這期間，他用光譜法發(fā)現(xiàn)了驚人的氫同位素之一，氘。尤里從此以后，成為同位素化學(xué)方面公認(rèn)的權(quán)威。經(jīng)過他的研究，使同位素的分離開始有了化學(xué)方法。由于這種方法的成功，很多同位素才成為化學(xué)的、生物學(xué)的、地質(zhì)學(xué)等方面的示蹤物。在二次世界大戰(zhàn)時(shí)，他利用同位素化學(xué)的豐富知識對最后戰(zhàn)勝日本起了重大的作用。過去同位素的分離，只是在極小的范圍內(nèi)，用實(shí)驗(yàn)室的規(guī)模進(jìn)行的。二次大戰(zhàn)期間，尤里領(lǐng)導(dǎo)了一批助手，使重水分離和鈾同位素的大規(guī)模分離，得以實(shí)現(xiàn)，這一技術(shù)方面的成功，便第一批原子彈的生產(chǎn)，成為可能。戰(zhàn)后，尤里接受了芝加哥大學(xué)的聘請，擔(dān)任教授。在這里，他發(fā)表了一篇極重要的論文，這篇論文的題目

6、是同位素物質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì)。此后，尤里利用了高度精確的質(zhì)譜儀，來檢驗(yàn)地質(zhì)和海洋中的氧同位素的百分比。由于這項(xiàng)技術(shù)的成功，他能相當(dāng)準(zhǔn)確地計(jì)算出七千萬年前海洋的溫度。他在1952年發(fā)表了宇宙間元素豐度的數(shù)據(jù)，發(fā)展了元素起源和宇宙學(xué)理論。地的專著行星：其起源和發(fā)展(ThePlanets：TheirOriginandDevelopment)一書中，從化學(xué)過程來討論太陽系演化的學(xué)說，指出行星是由圍繞在原始太陽周圍的塵埃聚集成的。地球的原始大氣應(yīng)當(dāng)和現(xiàn)在的木星大氣相似，主要由甲烷、氨和氫所組成。地球現(xiàn)在的大氣是經(jīng)幾個(gè)長期階段的變化形成的。1953年尤里和學(xué)生米勒(StanleyL.Miller)設(shè)計(jì)了一套儀

7、器，模擬原始地球大氣的成份和條件，在甲烷、氨、氫和水蒸氣混合物中，連續(xù)進(jìn)行了一星期的火花放電后，形成了十多種氨基酸。這說明了原始大氣產(chǎn)生蛋白質(zhì)的可能。這為研究生命起源問題開展了重要途徑。1968年他六十五歲時(shí)，被加州大學(xué)聘為海洋研究所的高級研究員，他又提出了太陽系由隕石形成的理論，并認(rèn)為在別的行星上也可能產(chǎn)生生命。尤里還是研究月球表面的專家。阿波羅登月取回月巖的樣品，就是由尤里主持參加研究的。在海盜號火箭探索火星計(jì)劃中，尤里又擔(dān)任重要顧問。尤里在四十一歲時(shí)榮獲諾貝爾化學(xué)獎外，他還先后得到各國政府、學(xué)術(shù)團(tuán)體和科學(xué)組織授予的三十多種獎?wù)潞酮勂?，美國一些大學(xué)授給他十六個(gè)榮譽(yù)博士學(xué)位，其他國家的大學(xué)也曾授予他九個(gè)榮譽(yù)學(xué)位。這說明了世界上學(xué)術(shù)界對他的科學(xué)成就之重視。在尤里一生的最后十年中,他把很我精力放在反對原子武器的破壞作用上。他早就認(rèn)為美國不可能獨(dú)占核武器，他主張美國和蘇聯(lián)都應(yīng)當(dāng)減少原子武器，使世界長期和平可能達(dá)到。