Cum Marie și Pierre Curie au dat lumea peste cap: Povestea radiului, un element periculos care a fost mult timp considerat un leac
În data de 26 decembrie 1898, în urmă cu mai mult de 100 de ani, soții Marie și Pierre Curie publicau „Despre o nouă substanță radioactivă” – spunând că ei au descoperit și izolat un nou element, diferit de poloniu.
Ei descoperiseră radiul, marele element înșelător. Acesta promitea mari beneficii omenirii și a devenit „un ucigaș celebru”, deoarece era un element periculos.
Soții Curie au descoperit și izolat radiul
wikipedia.org
Istoria radiului a început în data de 7 noiembrie 1867, cu doi ani înainte de descoperirea legii periodicităţii de către Dmitri Mendeleev. În acea zi, în Polonia, în familia profesorului Wladyslaw Skłodowski s-a născut o fetiță. Familia nu era bogată: mama ei era bolnavă de tuberculoză, iar tatăl ei era profesor.
Maria, prima elevă din clasa ei, visa să devină om de știință. A fost o decizie îndrăzneață pentru sfârșitul secolului al XIX-lea: știința era treaba bărbaților și numai a bărbaților. Și ce să mai vorbim de o fată săracă care nu provenea deloc din cele mai înalte cercuri ale societății? Familia sa nici măcar nu avea bani pentru ca ea să își continue studiile.
Așa că cele două surori Skłodowski, Maria și Bronisława, au hotărât ca, în timp ce una dintre ele studia, cealaltă să muncească pentru a le întreține pe amândouă, și așa mai departe. Bronisława a mers la institutul de medicină, în timp ce Maria a lucrat ca guvernantă și visa să predea științe copiilor. În 1891, a venit rândul Mariei, în vârstă de 24 de ani, să meargă la Paris, la Sorbona. Trăia o viață săracă și viața ei nu era ușoară. Dar nu s-a lăsat doborâtă de greutăți, a învățat și a sfârșit prin a obține două diplome – în fizică și matematică.
În 1894, Maria l-a întâlnit pe Pierre Curie, șeful laboratorului de fizică și chimie industrială, un om de știință promițător. Maria a fost impresionată de inteligența lui Pierre, dar când acesta a cerut-o în căsătorie, ea a refuzat.
Fiind fată, a decis să-și dedice viața științei mai degrabă decât familiei și avea de gând să-și continue activitatea în Polonia. Prietenii și familia au convins-o pe Maria să se răzgândească: Pierre era perechea perfectă pentru o femeie pasionată de știință, așa că a acceptat cererea în căsătorie, în cele din urmă.
Smithsonian Institution from United States
În toamna anului 1897, a venit pe lume fetița lor Irene. Dar Curie nu a devenit o casnică și a continuat să-și urmeze pasiunea: știința.
CC BY 4.0
În 1896, Maria a devenit interesată de cercetarea unui fenomen descoperit de fizicianul francez Antoine Henri Becquerel. În experimentele lui Becquerel, sarea de uraniu era plasată pe o placă fotografică învelită în hârtie neagră groasă, iar radiațiile care treceau prin ea luminau placa. Așa a fost descoperit fenomenul radiației penetrante, care a fost numit „razele lui Becquerel”.
Marie Curie a descoperit că, pe lângă uraniu, și toriul și compușii săi emit radiații. Ea a introdus conceptul de „radioactivitate” în știință.
Este un cuvânt destul de familiar pentru noi astăzi și a fost inventat astfel: Marie Curie îl admira pe poetul Adam Mickiewicz. Unul dintre prietenii lui Mickiewicz organizase o „Societate Radiantă” în Vilna. El credea că din fiecare persoană virtuoasă emană raze, care au un efect benefic asupra celor din jur. Curie, bineînțeles, auzise despre raze și despre „Societatea Radiantă”. Cuvântul „radium” provine din latinescul radius, „rază”.
În 1897, Maria a descoperit că pehblenda (uraninitul) din mina Joachimstal din Boemia radiază de câteva ori mai mult decât uraniul în sine.
Un an mai târziu, în data de 26 decembrie 1898, Marie și Pierre Curie au făcut o prezentare la Academia Franceză de Științe, anunțând descoperirea teoretică a două noi elemente radioactive. Acum era necesar să le obțină, ceea ce presupunea prelucrarea a tone de minereu. Cuplul a lucrat într-un șopron și a efectuat reacții chimice în cuve. Substanțele erau analizate într-un laborator micuț și slab echipat al școlii municipale.
Radiul este al 88-lea element din sistemul periodic al elementelor, având simbol chimic Ra. Radiul în stare pură este alb argintiu, dar datorită reactivității sale ridicate, se oxidează rapid devenind negru cu irizații colorate.
Unitatea de radiație (Ci), bazată pe activitatea unui gram de radiu-226, poartă numele de Curies. Radiul este rar: la fiecare trei milioane de atomi de uraniu, în natură există un singur atom de radiu.
În mod tradițional, având în vedere că ei au descoperit existența acestor elemente, soții Curie aveau dreptul de a le denumi. Elementele au devenit o senzație (la urma urmei, descoperitorul lor era o femeie, ceea ce era deja surprinzător pentru acea vreme).
Maria a numit primul element poloniu – după numele Poloniei sale natale, care era absentă de pe harta lumii. Niciun element nu mai fusese numit până atunci cu conotații politice, iar Maria spera ca alegerea ei să atragă atenția la nivel internațional asupra independenței țării. Acest lucru nu s-a întâmplat.
Al doilea element, radiul, a devenit foarte cunoscut. Obținerea radiului pur la începutul secolului XX a reprezentat o provocare uriașă. Pe parcursul a patru ani de muncă grea, Pierre și Maria au suferit regulat arsuri. Pentru chimiști, era ceva obișnuit. Abia mai târziu a devenit clar că arsurile erau direct legate de fenomenul radioactivității în sine.
Elementul izolat a fost ceea ce este cunoscut în prezent ca fiind izotopul radium-226, produsul de dezintegrare al uraniului-238. Pentru a obține doar 1 gram de radiu pur, au fost necesare mai multe vagoane de minereu de uraniu, 100 de vagoane de cărbune, 100 de cisterne de apă și cinci vagoane de diverse substanțe chimice. Prin urmare, la începutul secolului al XX-lea, nu exista un metal mai scump în lume.
În 1912, radiul era evaluat la 180.000 de dolari pe gram, echivalentul a 160 de kilograme de aur.
Vitold Muratov, CC BY-SA 3.0
Elementul chimic a devenit celebru, într-un fel chiar la modă; familia Curie a devenit celebră. Dar ei nu voiau să facă profit. Conform Mariei, soții au decis altfel: „Pierre Curie a adoptat cea mai dezinteresată și mai generoasă poziție. În acord cu mine, a refuzat să profite material de pe urma descoperirii noastre. Așa că nu am luat niciun brevet și am publicat, fără să ascundem nimic, toate rezultatele cercetărilor noastre, precum și metoda de extracție a radiului…”.
Acest lucru a determinat cercetarea în domeniul radioactivității. Oamenii de știință din diferite țări au început să studieze preparatele de radiu și produsele sale de dezintegrare. Au urmat descoperiri. În 1899, tânărul fizician francez André Debierne a descoperit noul element actiniu. În ianuarie 1900, savantul englez A. Dorn a descris o substanță radioactivă gazoasă – noul element radon. Radiația de două tipuri – α și β – a fost descoperită în 1899 de Rutherford. În mai 1900 au fost descoperite razele gamma. A început o reacție în lanț de descoperiri remarcabile în fizica nucleară, care s-a dezvoltat rapid.
Două premii Nobel și prima femeie profesor la Sorbona
Henri Manuel
Radiul este destul de rar. De la descoperirea sa au fost produse doar 1,5 kilograme de radiu pur în întreaga lume. În septembrie 1902, soții Curie au extras o zecime de gram de clorură de radiu din câteva tone de mineral.
În 1903, Maria Curie și-a susținut teza la Sorbona. În cadrul dezbaterii, lucrarea ei a fost numită cea mai mare contribuție adusă vreodată științei, prin intermediul unei teze de doctorat. În același an, soții Curie și Henri Becquerel au primit Premiul Nobel pentru Fizică „pentru studiul fenomenului de radioactivitate”. Astfel, Marie Curie a devenit prima femeie care a primit Premiul Nobel. Însă nici Marie și nici Pierre nu au participat la ceremonie, deoarece erau bolnavi. Cuplul a atribuit afecțiunile lor unei odihne și alimentații precare.
Descoperirea soților Curie a dat lumea științifică peste cap. Oameni de știință de renume au început să cerceteze elementele radioactive, ceea ce, în anii ’40, va duce la crearea primei bombe atomice și a primei centrale nucleare. Pierre a devenit profesor de fizică la Sorbona, iar Marie a preluat postul de șef al Laboratorului de fizică și chimie industrială.
Dar, în data de 19 aprilie 1906, Pierre a alunecat, a fost lovit de o trăsură și a murit pe loc. A fost o lovitură puternică pentru Marie Curie. Pierre nu era doar soțul ei, tatăl copiilor lor, ci și un om cu aceleași viziuni, prietenul și sprijinul său. Consiliul Facultății de la Sorbona a numit-o la catedra de fizică, Marie Curie devenind astfel prima femeie profesor la Sorbona.
În 1910, Marie Curie împreună cu André Debierne au izolat radiul metalic pur și nu compușii acestuia. Aceștia au demonstrat că acesta este un element chimic independent. Marie a fost nominalizată pentru a fi aleasă în Academia Franceză de Științe, dar academicienii conservatori nu au votat-o. Candidatura Mariei Curie a fost respinsă. Cu toate acestea, în 1911 a primit un al doilea premiu Nobel – pentru chimie. Astfel, a devenit primul om de știință care a primit Premiul Nobel de două ori, în două domenii diferite.
În 1918, Marie Curie a devenit director științific al Institutului de Radium din Paris. Starea ei de sănătate a continuat să se înrăutățească rapid. Efectele nocive ale radioactivității au devenit vizibile pentru prima dată pentru oamenii de știință care o supravegheau. Marie Curie a murit în data de 4 iulie 1934, din cauza anemiei aplastice, boală provocată de radiațiile cu care a lucrat.
Au trecut zeci de ani, dar chiar și în prezent, bunurile Mariei Curie sunt păstrate în condiții speciale și nu sunt accesibile vizitatorilor. Notițele sale științifice și jurnalele sale încă au niveluri de radioactivitate care sunt periculoase pentru ceilalți.
Irene Joliot-Curie
wikipedia.org
Fiica lui Pierre și a Mariei, Irene, a devenit și ea om de știință. A lucrat la Institutul de Radiu, din 1921 a început să facă cercetări independente, iar în 1926 s-a căsătorit cu un coleg, omul de știință Frédéric Joliot. Frederic a devenit pentru Irene ceea ce Pierre a fost pentru Marie.
Irene nu a căutat doar elemente noi, ci a descoperit o modalitate de a transforma elementele obișnuite în elemente artificiale prin bombardarea lor cu particule subatomice. Pentru acest lucru, ea a primit Premiul Nobel în 1935.
Din nefericire, ea a folosit poloniu ca „proiectile atomice”. În timpul unuia dintre experimentele sale din 1946, o capsulă care conținea poloniu a explodat în laboratorul lui Irene, iar aceasta a inhalat elementul, pe care mama sa îl descoperise. Irene a murit de leucemie în 1956. Nimeni nu știa atunci cât de otrăvitor era poloniul.
Moda radiațiilor
La începutul secolului al XX-lea, radiațiile au devenit la modă. Băile cu radiu și consumul de apă radioactivă erau considerate un remediu. Radiul a fost folosit în produse de consum din întreaga lume. Unii oameni au băut apă cu radiu, iar acest amestec a fost fost mult timp considerat un leac.
Compania Raditor vindea sticle cu dopuri de plută cu apă cu radiu și toriu, iar doza recomandată era de șase pahare de apă cu radiu și toriu pe zi.
Radiul a fost considerat util și a fost inclus în alimente și obiecte de uz casnic: pâine, ciocolată, apă potabilă, pastă de dinți, pudră și cremă de față, colorant pentru cadranul ceasurilor de mână sau tonic.
Dată fiind radioactivitate sa puternică, toți compușii de radiu strălucesc într-o lumină albăstruie, care este clar vizibilă în întuneric. Prin urmare, până în anii 1970, a fost adesea folosit pentru vopsele cu luminescență permanentă (în cadranele instrumentelor de aviație și marine, ceasuri speciale), acum este înlocuit cu izotopi de tritiu mai puțin periculoși.
Toriul și radiul, două elemente periculoase erau folosite în pudra cosmetică, în laptele demachiant, săpun, fond de ten sau pastă de dinți.
De exemplu, în câteva tonalităţi de roşu, rujul radioactiv pe bază de toriu şi radiu se spunea că ar fi conferit buzelor un colorit special şi o frumuseţe ieşită din comun, fiind și sănătos.
În timpul vieții, Marie Curie spunea: „Am fost deosebit de încântați când am descoperit că toate produsele noastre îmbogățite cu radiu străluceau în mod spontan. În ciuda condițiilor de lucru dificile, ne simțim foarte fericiți”.
„Fetele radiului”
În anii ’20 și ’30 au avut loc o succesiune de accidente legate de radiații. Cel mai cunoscut eveniment a fost povestea morții în masă a muncitoarelor dintr-o fabrică de ceasuri.
În anii 1920, a existat US Radium Corporation („American Radium”). La o fabrică de ceasuri din New Jersey, muncitoarele aplicau vopsea fluorescentă pe cadrane, lingând pensulele pentru a obține tușe precise.
Până în 1924, multe dintre ele au început să se îmbolnăvească, dinții le cădeau și la fel se întâmpla și cu părul. Multe dintre fete au murit.
Fabrica a demarat o anchetă cu ajutorul oamenilor de știință de la Universitatea Harvard și a ajuns la concluzia că moartea muncitorilor a fost legată de munca din fabrică. Deși conducerea a împiedicat publicarea raportului pentru a nu exista riscul ca fabrica să fie închisă, concluziile unui alt grup de oameni de știință, care analizau această întâmplare, au fost dezvăluite presei. S-a dovedit că radiul atacă oasele cu radiații, distruge măduva osoasă și transformă oasele în praf.
Un mic grup de muncitoare a dat în judecată corporația, dar câteva supraviețuitoare au murit la câțiva ani după proces, după ce au obținut o pensie și compensații bănești.
La începutul anilor 1930, Eben McBurney Byers, celebrul jucător de golf, a început să ia Radithor, un medicament făcut din dizolvarea radiului în apă, medicament prescris de doctorul său, pentru o rană suferită la braț. Byers a băut 1.400 de sticle și a avut o moarte dureroasă, din cauza radiațiilor care i-au afectat corpul.
După mai multe astfel de cazuri, producția de produse care conțineau radiu a fost oprită treptat. Dar, în ciuda numeroaselor cazuri care au dovedit cât de nociv este radiul pentru organismul uman, produsele cosmetice pe bază de radiu au fost fabricate în Europa până în anii 1960.
