每年10月，诺贝尔奖都会表彰一些突破性的科学成就。虽然许多获奖的发现给科学领域带来了革命性的变化，但也有一些发现来自非常规的领域。对于发现放射性示踪剂的1943年诺贝尔化学奖得主乔治·德·赫维斯(George de Hevesy)来说，那个地方是1911年英国曼彻斯特的一家寄宿公寓食堂。

　　德·赫弗西暗自怀疑，他每天吃饭的寄宿公寓自助餐厅的工作人员在重复使用餐盘里的剩菜——每天的汤似乎都包含了前一天的所有食材。所以他想出了一个计划来验证他的理论。

　　当时，德·赫弗西正在研究放射性物质。他在剩下的肉上撒了少量放射性物质。几天后，他带着一个验电器到厨房，测量了准备好的食物中的放射性。

　　当德·赫韦西向他的女房东展示他的实验结果时，他的女房东被指责为回收食物的罪魁祸首，她惊呼“这太神奇了”，但实际上，这只是第一次成功的放射性示踪剂实验。

　　我们是一个由化学家和物理学家组成的团队，在位于密歇根州立大学的稀有同位素束设施工作。De Hevesy在该领域的早期研究彻底改变了像我们这样的现代科学家使用放射性物质的方式，并导致了各种科学和医学的进步。

　　在进行回收原料实验的前一年，出生于匈牙利的德·赫维斯前往英国，开始与两年前刚刚获得诺贝尔奖的核科学家欧内斯特·卢瑟福(Ernest Rutherford)一起工作。

　　卢瑟福当时正在研究一种叫做镭D的放射性物质，这是镭的一种有价值的副产品，因为它的半衰期很长(22年)。然而，卢瑟福不能使用他的镭D样品，因为它含有大量的铅。

　　当德·赫弗西到达时，卢瑟福请他把镭D从令人讨厌的铅中分离出来。令人讨厌的铅是由铅的稳定同位素组合而成的。每种同位素的质子数相同(铅为82个)，但中子数不同。

　　De Hevesy花了将近两年的时间用化学分离技术从天然铅中分离镭D，但没有成功。他失败的原因是，当时没有人知道，镭D实际上是铅的另一种形式——即放射性同位素，或放射性同位素Pb-210。

　　然而，德赫韦西的失败导致了一个更大的发现。这位富有创造力的科学家发现，如果他不能从天然铅中分离镭D，他可以用它作为铅的示踪剂。

　　放射性同位素，如Pb-210，是不稳定的同位素，这意味着随着时间的推移，它们会转变成不同的元素。在这种被称为放射性衰变的转变过程中，它们通常会释放出粒子或光，这可以被检测到放射性。

　　这种放射性作为一种标志，表明放射性同位素的存在。放射性同位素的这一关键特性使它们可以用作示踪剂。

　　镭D作为示踪剂

　　示踪剂是一种在众多类似材料中脱颖而出的物质，因为它具有独特的品质，使其易于跟踪。

　　例如，如果你有一群幼儿园的孩子去郊游，其中一个孩子戴着智能手表，你可以通过跟踪智能手表上的GPS信号来判断他们是否去了操场。在de Hevesy的案例中，幼儿园的孩子们是铅原子，智能手表是镭D, GPS信号是放射出的放射性物质。

　　在20世纪10年代，维也纳镭研究所的镭及其副产品的收藏比任何其他机构都要多。为了继续镭D的实验，赫维西于1912年搬到了维也纳。

　　他与弗里茨·帕内斯合作，后者也曾尝试过从铅中分离镭D的不可能任务，但没有成功。这两位科学家在不同的化合物样本中加入了少量的放射性示踪剂。通过这种方式，他们可以通过跟踪放射性在不同化学反应中的运动来研究化学过程

　　De Hevesy继续他的工作，使用不同的同位素标记多年来研究化学过程。他甚至是第一个引入非放射性示踪剂的人。他研究的一种非放射性示踪剂是氢的一种较重的同位素，称为氘。氘的含量是普通氢的1万分之一，但重量是普通氢的两倍，这使得分离两者更容易。

　　De Hevesy和他的合作者使用氘来追踪它们体内的水。在他们的调查中，他们轮流摄取样本并测量尿液中的氘，以研究人体对水的排除。

　　1943年，德·赫韦西因“在化学过程研究中使用同位素作为示踪剂”而获得诺贝尔化学奖。

　　在Hevesy的实验一个多世纪之后，从医学到材料科学和生物学，许多领域现在都经常使用放射性示踪剂。

　　这些示踪剂可以监测医疗程序中的疾病进展，植物生物学中营养物质的吸收，含水层中水的年龄和流量，以及测量材料的磨损和腐蚀等应用。放射性同位素使研究人员能够在不侵入性地切割组织的情况下追踪生命系统中营养物质和药物的路径。

　　在现代研究中，科学家们专注于生产新的同位素和开发更有效地使用放射性示踪剂的程序。我们三人工作的稀有同位素光束设施(简称FRIB)有一个专门生产和收集独特放射性同位素的项目。然后将这些放射性同位素用于医疗和其他应用。

　　FRIB为其基础科学项目生产放射性光束。在生产过程中，大量未使用的同位素被收集在一个水箱中，在那里它们可以被分离和研究。

　　最近的一项研究涉及从受辐照的水中分离放射性同位素Zn-62。考虑到水分子比Zn-62原子多100万亿倍，这是一项具有挑战性的任务。锌-62是一种重要的放射性示踪剂，用于跟踪植物锌的代谢和核医学研究。

　　80年前，德·赫维西成功地完成了一个没有出路的分离项目，并把它变成了一个发现，创造了一个新的科学领域。放射性示踪剂已经在很多方面改变了人类的生活。尽管如此，科学家们仍在继续开发新的放射性示踪剂，并寻找创新的方法来使用它们。

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