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16　放射能の発見

　レントゲンが幸運な観察からあの重要な発見をしてから数ヵ月たって、もう一人の科学者が、Ｘ線がどうして生まれるのかを考察した後、一つの実験を行なった。
　この実験は思いがけない結果を生みだし、それが放射能の発見をもたらした。

　1 螢光を研究したベクレル一家 top

　前章でのべたとおり、Ｘ線がつくりだされているときには、クルックス管のガラス壁に陰極線がぶつかったところが、緑がかった薄い光を発する。
　しかしこの光は、陰極線をさえぎればすぐ消えてしまう。
　科学の言葉では、管の光っている部分は、螢光を発しているという。
　螢光はそんなにめずらしいものではない。
　いくつかの物質に日光があたると生じ、物質は青っぽい色に光る。
　しかしそれらを暗いところに入れると光はすぐにきえる。
　ほかのいくつかの物質は、日光にさらすとやはり同じように光るが、螢光物質とちがって、暗いところに入れてからも短時間光りつづける。
　これらはリン光物質といわれる。けれども螢光と燐光（りんこう）は、多くの点で大変よく似ている。
　フランスの著名な科学者エドモン・ベクレル（一八二〇〜一八九一）と息子のアンリ・ベクレル（一八五二〜一九〇八）は、十九世紀の後半に、ウランとよばれる当時めずらしい金属を含む物質を専門に研究した。
　父はいくつかのウラン塩の螢光について詳細な論文を書いた。
　だが子のアンリは時おりこの発光を燐光とよんだ。
　この章では、混乱を防ぐために、どちらの現象に対しても螢光という言葉を使うことにしよう。

　2 ウラン塩を使って実験 top

　一八九六年の一月、アンリ・ベクレルは、大勢の人にまじって、パリではじめて行なわれたＸ線写真の展示を見物した。
　彼がＸ線にとくに興味をいだいたのは、別の科学者が、Ｘ線はクルックス管のガラスの螢光を発している部分からつくられるのだといったことがあったからだ。�@
　そこでベクレルは、もしも蛍光を発するガラスがＸ線を生みだすものなら、ほかの螢光物質もＸ線を出すのではないかと考えた。�A
　もちろん彼は、ベクレル家代々の関心のまとだったウラン塩のことを思いえがいていた。
　そこで自分のアイディアをテストするために、硫酸カリウムウランとよばれる塩を使って簡単な実験をすることにきめた。
　彼がこの塩をはじめて作ったのは、一八九六年よりずっと前で、父の螢光実験に役立てるためだった。
　その実験は、黒い厚紙につつんだ写真乾板が日光には感じないがＸ線には感光するという事実をもとにしていた。
　彼は乾板をつつむ黒紙にウラン塩の結晶を一つはりつけた。
　それの近くに銀貨を一枚はりつけ、その上にも同じ結晶をおいた。
　つぎにこの乾板を日のあたるところに出し、螢光を放たせた。
　彼は螢光を出している結晶がＸ線をも生みだすだろうと予想した。
　第一の結晶から放出されたＸ線は、乾板上にはっきりした結晶の痕跡を写し出すだろう。
　また第二の結晶から放出されたＸ線は、銀貨でくいとめられて、乾板上に銀貨の形をした影をつくるだろう。
　ベクレルが乾板を現像してみると、まさに予想したとおりの結果が生じていた。
　第一の結晶のあとがあり、また銀貨のあったところに輪郭のはっきりした黒い影ができていた。
　だから、螢光を発しているウラン塩はＸ線を放出すると思われた。
　一八九六年の二月二十六日に彼は実験を繰り返した。前と同じように、黒紙につつんだ写真乾板に、ウラン塩と銀貨をはりつけて、戸外においた。
　その日は曇っていた。そこで、あくる日まで結晶を光にさらしたままおいた。
　あくる日もまたどんより曇っていた――実際、二日間の日光の量を合計しても、結晶にほんのわずかの螢光を放たせるほどにしかならなかった。
　そこで彼は、その乾板に結晶と銀貨をくっつけたまま、暗い戸棚にしまった。
　もっと晴れた日を待ってまた結晶を日にさらすつもりだった。
　たまたまそのあとの二日間も、同じように曇ったので、彼はその乾板を現像することにきめた。
　結晶に日光を少ししかあてなかったのだから、うすい映像しか出てこないだろうと思った。
　ところがひどくびっくりしたことに、乾板上の結晶のあとと銀貨の影は、前の実験のときと同じくらい明るく、輪郭も同じくらいはっきりしていた。
　前の実験では結晶を長時間、明るい日光にさらしたのだったが。

　3 新しい放射線を発見 top

　この実験の結果はウラン塩の結晶が、かすかな螢光しか出していないときでさえ、Ｘ線を放出することを証明しているようにみえた。
　ここで彼はすばらしい着想をえた。
　この塩の結晶は、（光にあたって）螢光を発しているときでなくても、Ｘ線を放出するのではないか。
　このアイディアをためすにはさらに実験が必要だった。
　そこで彼は、前と同じように、結晶と銀貨をはりつけた写真乾板を用意した。
　しかし今度は光にあてないで、暗い戸棚の中に数日間しまっておいた。
　乾板を現像したところ、またしてもはっきりした結晶のあとと、銀貨の影があらわれた。
　この事実は、ウラン塩の結晶が、螢光を発しなかったにもかかわらずＸ線を放出したことを示すものと思われた。
　ひきつづき実験をすすめた結果、この結論はたしかな裏づけをえたばかりでなく、ウランの他の化合物や、ウラン金属そのものさえ、螢光を発するかどうかにかかわりなく、Ｘ線を放出するらしいことがわかった。
　つづいてもう一つのおどろくべき発見がやってきた。
　ウランとその化合物が放出する線は、写真乾板に対する作用はＸ線に似ているものの、けっしてＸ線ではなかったというのは、実験の結果が、一かけらの疑いも残さず、それが今まで知られていない種類の線だということを示したからだ。
　この線は、発見者をたたえて「ベクレル線」と名づけられた。

　4 放射能は原子の秘密をあぱく top

　ベクレルの偶然の発見は、オリバー・ロッジもいったように、科学の新しい章を開いた。
　一八九七年にキューリー夫人（一八六七〜一九三四）は、同様な放射線を放出する物質がほかにもあるかどうかさぐりだそうとして、実験をはじめた。
　彼女はほとんどすべての既知の物質をしらべて、少数のものが放射線を出すことをつきとめ、それらを放射性物質とよんだ。
　けれども彼女の最も重要な発見は、ウランを含む鉱石ピッチブレンドが、その中に存在するウランの量から予想されるよりも強い放射線を放出していることだった。
　このことから彼女は、ピッチフレンドがウランのほかにまだ放射性物質をふくんでいるにちがいないと考えた。
　長いたいくつな処理を繰返したあと、彼女は一トンあまりの鉱石から、ほんの爪のあかほどの新しい、未知の元素を手に入れた。
　彼女はそれをラジウムと名づけた。
　ベクレルの発見以前には、科学者たちは、原子こそ物質の最も小さな粒子で、どんな方法でもこれを分割することはできないとかたく信じていた。
　元素が何かを放出するというベクレルのニュースは科学者たちを困惑させた。
　彼らは、この線が何からできているのかと首をひねった。
　一九〇二年までに研究は次の答えを出した。
　これらの線は、ごく小さい物質粒子をふくんでおり、それは元素の原子から割れて出たものにちがいなかった。
　こうして、歴史上はじめて、原子よりも小さい粒子があること、放射性原子はひとりでに割れる（科学者はこれを放射性の崩壊または壊変（かいへん）といい、これをおこす性質を自然放射能という）ことが確認された。
　原子――たとえばウラン原子――がこのようにこわれて粒子を放出するときに、莫大なエネルギーが解放されることが明らかになった。
　ある見積もりによれば、一グラムのラジウムは、一トンの石炭がゆっくりもえるときと同じくらいのエネルギーを放出する。
　けれども――そしてこれはきわめて重要なことなのだが――計算によればこのエネルギーが全部解放されるまで二千年から三千年もかかる。
　しかし、たとえ長い時間がかかるにしても、物質がエネルギーにかえられつつあることは明らかだった。
　この変化も、何百年も前から確立されていた考え方に反するものだった。
　ベクレルの発見かあたえた衝撃をヘンリー・テールはこうのべている。�B

　こうしてベクレルの発見は、ラジウム――これは医学に大きな利益をもたらした――や、原子の分裂――これは原子爆弾を生みだしたばかりでなく、平和目的に役立つ巨大なエネルギー源を人間にプレゼントすることになった――の発見へ導く研究をスタートさせたのだった。

　　5 誤りが真理へ導く top

　これらの重要な発見が、もとはといえば、一八九六年二月末の数日間に日が明るく照らなかったという事実からスタートしたということは、考えてみると肝をつぶすような話である。
　もっと肝をつぶす話は、ストラット教授もいったことだが、ベクレルの研究が実行されたのは三つの間違った仮定を立てた結果だったということである。
　第一は、Ｘ線が螢光を発するガラスによってつくられるということだった――これは本当ではない。
　二番目は、螢光を発するガラスがたぶんＸ線を放出するのだから、ほかの螢光物質もＸ線を出すだろうということ――これも間違いだった。
　三番目は、ウランの塩は、螢光を発しなくてもＸ線を放出するということだった――これもそうでない（ウラン塩が放出するのはＸ線ではなかった）。
　ストラット教授はこう評する。
　「これほどすばらしい発見が、一連の間違った手がかりを追いかけたおかげで生まれたことは、本当に異様なほどの偶然の一致と思われる。科学史の上で、これに匹敵する例があるかどうか疑わしい。」

出典　
　　　�@　Ｏ・ロッジ『ベクレル』（『化学会記念講演集一九〇八〜一三』（一九一四）所収。
　　　�A　Ｒ・Ｊ・ストラット『ベクレル線とラジウムの性質』（一九〇四）。
　　　�B　Ｈ・デール『偶然と機会主義』（『イギース医学雑誌』一九四八年九月四日号所収）。