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星期五, 2011年 2月 25日

居里及輻射

今年是國際化學年,科學界將會有慶祝活動。2011 年也標誌瑪莉.居里因發現釙及鐳兩種新化學元素,獲頒諾貝爾化學獎一百周年。

記得多年前高中科學課,是用「居里」作為輻射單位,以紀念居里夫人。1975 年國際採納了新的單位,名為「貝克勒爾」,紀念 1903 年與居里夫婦二人分享諾貝爾物理獎的法國科學家貝克勒爾。

居里夫人(1867 至 1934 年)在多方面成就卓越,首屈一指。她是獲得諾貝爾獎的首位女性。亦是獲得兩項諾貝爾獎的第一人 – 1903 年物理及 1911 年的化學獎。直至現在,她仍是在兩個不同領域獲獎的唯一女性。她創立輻射學的理論,「輻射」一詞亦是由她冠名,並開發抽取輻射同位素的技術。她亦是巴黎大學首位女教授。

居里夫人在華沙出生及成長。直至 1891 年她廿四歲時才到巴黎,在那裏取得高等學位,終身進行研究。作為該處公民,她效忠法國,但始終沒有忘記其波蘭背景。她將發現的第一種新化學元素命名為「釙」意思指波蘭。1932 年,她在華沙成立了一所研究鐳的學院。

我們現在知道,鈾礦石內的釙與鐳含量十分低,一噸礦石內只含 0.7 克的鐳。可以想像,當時的研究人員如何艱苦經營,才能抽取到這兩元素。那時人們並未認識到輻射有害,而居里夫人的死,幾乎可斷言是因攝取過量輻射所致。

釙本身極富毒性,質量上比普遍山埃毒性強 25 萬倍。大家可能還記得,2006 年有一位前蘇聯國安局官員在倫敦被下釙毒致死,牽涉劑量極微。

鐳的命名,出自元素本身發出的強輻射。它發出弱藍光,以前人們還未知曉其有害,普遍用於對夜光手錶、時鐘、輻射防護錶、飛機上的開關、以及儀表針等。

鐳的發現,令紐西蘭出生的英國科學家勞德福特於 1909 年用之作為輻射源,探索原子的結構。結果是他發表的原子結構模型,徹底改變了核子物理這門科學。

圖一     居里夫人利用流動 X 光車,支援第一次大戰傷兵。
圖一      居里夫人利用流動 X 光車,支援第一次大戰傷兵。


除輻射本身有害之外,居里夫人的研究工作對後世亦有意料不到影響,包括原子彈做成的巨大傷亡以及切爾諾貝爾核電廠的嚴重事故等,在在都令我們要警醒,核能需要應用於安全和有益的用途上。

對天文台來說,今年亦標誌一個里程碑。天文台自 1961 年開始監測大氣內的輻射,當時正值多國在大氣測試核爆的年代,至今剛好半個世紀。監測工作在九龍京士柏山上進行。幾十年間,值得一提的是 1986 年烏克蘭切爾諾貝爾核電廠發生意外,在京士柏竟然可以收集及量度到極微量的原子塵。不過,大家不用擔心,飄塵內的輻射量極低,相等於臨界應急水平的百分之 0.00001 至 0.0001。

圖二     在京士柏輻射實驗室工作的政府化驗所及天文台同事。
圖二      在京士柏輻射實驗室工作的政府化驗所及天文台同事。


由於深圳大亞灣核電廠的設立,1980 年代後期天文台擴大了監測範圍,涵蓋大氣、水、土壤及食物等樣本。政府化驗所於京士柏站內增設了「輻射化學小組」,抽取樣本中的輻射成分,以方便進行量度。自 1990 年代初大亞灣核電廠投產以來,天文台並未量度到輻射水平有任何特別變化。政府化驗所和天文台均已獲得認證,分別符合香港實驗所認可計劃及國際標準化組織的標準,標誌著其輻射監測工作的質量和專業。



李本瀅


參考 :
(a) “1986 年切爾諾貝爾意外中,核飄塵抵港的事後分析”,天文台環境輻射監測技術報告 6 號,李本瀅及徐傑志著,1991 年(以英文發表)。

(b) 維基百科



最近修訂日期: <2013年9月27日>