氡是放射性气体元素,它不断地产生氦气。铀是不产生射气的,它会不会也不断地产生氦气呢?应该做一下试验。
索地把一些含铀的物质放在大烧瓶里,把烧瓶里的空气抽掉,把瓶口封死。过了一年,索地打开烧瓶,取出瓶内的气体作光谱分析。果然,气体的光谱中出现了氦的诺线。虽然氦气的量不多,但是证明了铀也在产生氦气。
原来,从放射性元素放出来的看不见的射线,可以分为α、β和γ三种射线。其中的α射线,实际上就是无数的失掉了电子的氦原子。
为什么铀矿和钍矿中会有氦气呢?这些氦气正是放射性元素铀和钍产生的。
索地又在大烧瓶中装了1000克铀。一年之后,他从烧瓶中得到了0.1立方毫米的氦气。这个气泡只有——0.00000002克重。铀产生氦气的速度是非常慢的,一吨铀每年也只能产生0.00002克的氦气。
为什么钇铀矿和其他的放射性矿物中,含有许多氦气呢?
卢瑟福研究了这个问题,产生了这样一个想法:钇铀矿里含的氦气多,说明这矿石的历史长久。每年只产生一点点氦气,经过几百万、几千万、甚至几亿年,积累起来就多了。只要我们分析一下铀矿中现在有多少氦气,还剩下多少铀,又知道铀生成氦气的速度,就可以算出这块矿石是多少年前生成的了。
这方法真是妙极了!氦成了地质学家研究矿石年龄的“时钟”。这是1904年卢瑟福提出来的。
在此以前,人们很难知道矿物和岩石的年龄有多大,因为岩石是不会自己说话的。虽然有各种各样的估计,但是都非常不可靠。利用了放射性方法,岩石自己说话了。
你要知道某一个地方的煤是什么时候生成的吗?那只要在生成那种煤的地层中找出一种放射性矿物就行了。英国物理学家斯特莱特选了一块赤铁矿,经过分析,这块赤铁矿中有铀,也有少量氦气,每1克铀就大约有20立方厘米的氦气。已经知道,每1克铀一年能产生0.0000001立方厘米的氦,那么要多少年才能生成20立方厘米的氦呢?这很容易算,要2亿年。
既然这块赤铁矿是2亿年前形成的,当然,那里的煤层也是2亿年前形成的。
斯特莱特用这个方法测定了许多种矿石的年龄,但是工作并不是没有困难的。
氦是气体,如果岩石不很致密,有裂缝,生成的氦气就会跑掉。在这种情况下,测定的数值就不会准确了。
卢瑟福的学生波特伍德发现,铀在连续放出氦以后,最后变成没有放射性的铅。铅不是气体,不会从岩石的裂缝中跑掉。已经知道,1000克铀在一年间能生成0.00000135克铅。只要测定铀矿中铀和铅的含量各是多少,同样可以算出铀矿的年龄。
这个新方法比测量氦气的方法要可靠多了。许多人用它来测量地球上各种矿物和岩石的年龄。
到了1935年,英国科学家霍姆斯测出来地球上最老的岩石大约是35亿年。也就是说,地球的年龄至少有35亿年(现代测定,地球的年龄是46亿年)。