П и м кюри: Открытия П. и М. Кюри. Курс истории физики

Содержание

Открытия П. и М. Кюри. Курс истории физики

Открытия П. и М. Кюри

Вернемся к радиоактивности. Беккерель продолжал исследование открытого им явления. Он считал его свойством урана, аналогичным фосфоресценции. Уран, по мнению Беккереля, «представляет первый пример металла, обнаруживающего свойство, подобное невидимой фосфоресценции». Он считает свойства излучения урана подобными свойствам световых волн. Природа нового явления, таким образом, была еще не понята, не существовало и слова «радиоактивность».

Беккерель обнаружил и тщательно исследовал свойство урановых лучей делать электропроводящим воздух Его заметка 23 ноября 1896 г. появилась почти одновременно с заметкой Д. Томсона и Э. Резерфорда, показавших, что рентгеновские лучи делают электропроводящим воздух благодаря ионизирующему действию. Так был открыт важный метод исследования радиоактивности. Сообщения Беккере-ля 1 марта и 12 апреля 1897 г., излагавшего результаты наблюдений разряда наэлектризованных тел под действием уранового излучения, содержали важное указание, что активность препаратов урана оставалась неизменной более года.

Вскоре в исследование нового загадочного явления включились другие исследователи, и прежде всего супруги Пьер и Мария Кюри. Мария Склодовская-Кюри начала исследования радиоактивных явлений в конце 1897 г., избрав изучение этих явлений темой своей докторской диссертации. В апреле 1898 г. была опубликована ее первая статья по радиоактивности Позднее в своей докторской диссертации она писала: «Я измеряла напряженность урановых лучей, пользуясь их свойством сообщать воздуху электропроводность… При этих измерениях употреблялась металлическая пластинка, покрытая слоем уранового порошка».

Уже в этой первой работе М. Склодовская-Кюри исследовала, нет ли других веществ, обладающих свойством, аналогичным урану. Она нашла, что «торий и его соединения имеют то же свойство». Одновременно аналогичный результат был опубликован в Германии Шмидтом.

Далее она пишет: «Таким образом, уран, торий и их соединения испускают беккерелевы лучи. Вещества, обладающие этим свойством, я назвала радиоактивными. С тех пор это имя стало общепринятым». Итак, с июля 1898 г., когда был опубликован новый термин в физике, начало жить важное понятие «радиоактивность». Заметим, что эта июльская статья была подписана уже супругами Пьером и Марией Кюри.

Пьер оставил свою тематику и активно включился в работу жены. В заброшенном сарае Школы промышленной физики и химии, превращенном супругами в лабораторию, началась титаническая работа с отбросами урановой руды, полученной из Иоахимсталя (ныне Иоахимов). В своей книге «Пьер Кюри» Мария Кюри описывает, в каких условиях велась эта работа: «Мне доводилось обрабатывать зараз до двадцати килограммов первичного материала и в результате уставлять сарай большими сосудами с химическими осадками и жидкостями.

Это был изнурительный труд—переносить мешки в сосуды, переливать жидкости из одного сосуда в другой, несколько часов подряд мешать кипящий материал в чугунном сосуде».

Это был не только изнурительный, но и опасный труд: исследователи еще не знали вредного действия радиоактивных излучений, которые в конце концов привели Марию Склодовскую-Кюри к безвременной кончине.

Напряженный труд принес щедрые плоды. В том же, 1898 г. появляются одна за другой статьи, сообщающие о получении новых радиоактивных веществ. В июльском выпуске докладов Парижской Академии наук появилась статья П. и М. Кюри «О новом радиоактивном веществе, содержащемся в смоляной руде». Описав метод химического выделения нового вещества, положившего начало радиохимии, они писали далее: «Мы… полагали, что то вещество, которое мы извлекли из смоляной руды, содержит какой-то металл, до сих пор еще не замеченный, по своим аналитическим свойствам близкий к висмуту. Если существование этого нового металла подтвердится, мы предлагаем назвать его полонием, по названию страны, из которой один из нас родом»

Активность полония оказалась в 400 раз выше активности урана. В декабре того же года появилась статья супругов Кюри и Бемона «Об одном новом, сильно радиоактивном веществе, содержащемся в смоляной руде». Здесь сообщалось об открытии нового, сильно радиоактивного вещества, по химическим свойствам близкого барию. Согласно точке зрения, высказанной М Склодовской в ее первой работе, радиоактивность является свойством чтомов, сохраняющимся во всех химических и физических состояниях вещества». «При такой точке зрения, — писали авторы, — радиоактивность нашего вещества, не будучи обусловлена барием (барий не радиоактивен,— Я. К.), должна быть приписана какому-то другому элементу».

Было получено хлористое соединение нового элемента, активность которого в 900 раз превышает активность урана. В спектре соединения была обнаружена линия, не принадлежащая ни одному из известных элементов. «Перечисленные нами доводы, —писали в заключение авторы статьи,— заставляют нас думать, что это новое радиоактивное вещество содержит какой-то новый элемент, который мы предлагаем назвать радием».

Открытия полония и радия завершили новый этап в истории радиоактивности. В декабре 1903 г. А. Бек-керель, Пьер и Мария Кюри были награждены Нобелевской премией. Приведем краткие биографические справки о Нобелевских лауреатах 1903 г.

Анри Беккерель родился 15 декабря 1852 г. в семье известного физика Александра Эдмонда Беккереля, прославившегося своими исследованиями фосфоресценции. Крупным ученым был и отец Александра Эдмонда— дед Анри — Антуан Сезар Беккерель. Беккерели: дед, сын, внук—жили в доме французского естествоиспытателя Кювье, принадлежащем Национальному музею естественной истории. В этом доме Анри и сделал свое великое открытие, и мемориальная доска на фасаде гласит: «В лаборатории прикладной физики Анри Беккерель открыл радиоактивность 1 марта 1896 г.».

Анри учился в лицее, затем в Политехнической школе, по окончании которой работал инженером в Институте путей сообщения. Но вскоре его постигло горе: умерла его молодая жена, и молодой вдовец с сыном Жаном, будущим четвертым физиком Беккерелем, переезжает к отцу в Музей естественной истории. Сначала он работает репетитором Политехнической школы, а с 1878 г., после смерти деда, становится ассистентом своего отца.

В 1888 г. Анри защищает докторскую диссертацию и ведет вместе с отцом разностороннюю научную работу. Через год его избирают в Академию наук. С 1892 г. он становится профессором Национального музея естественной истории. Открытие радиоактивности круто повернуло судьбу Беккереля. Он — Нобелевский лауреат, обладатель всех знаков отличия Парижской Академии наук, член Лондонского Королевского общества. Летом 1908 г. академия избирает его непременным секретарем физического отделения. Умер Беккерель 25 августа 1908 г.

Пьер Кюри родился 15 мая 1859 г. в Париже в семье врача. Эжен Кюри, отец Пьера, во время революции 1848 г., в дни Парижской Коммуны был на боевом посту, оказывая помощь раненым революционерам и коммунарам. Человек высокого гражданского долга и мужества, он привил эти качества своим сыновьям Жаку и Пьеру. Мальчики — шестнадцатилетний Жак и двенадцатилетний Пьер помогали отцу в дни баррикадных боев Коммуны.

Пьер получил домашнее образование. Незаурядные способности и прилежание помогли ему выдержать в шестнадцать лет экзамен на звание бакалавра. Юный бакалавр слушал лекции в Сорбонне, работал в лаборатории профессора Леру в фармацевтическом институте и уже в восемнадцать лет стал лиценциатом физики. С 1878 г. он работал ассистентом Парижского университета. С этого же времени он вместе с братом Жаком занимается исследованием кристаллов. Вместе с Жаком они открывают пьезоэлектричество. В 1880 г. публикуется статья Пьера и Жака Кюри «Образование полярного электричества под действием давления в гемиэдрических кристаллах с косыми гранями». Основной вывод работы они формулируют следующим образом: «Какова бы ни была причина, всякий раз, когда гемиэдрический кристалл с косыми гранями сжимается, возникает электрическая поляризация определенного направления; всякий раз, когда этот кристалл растягивается, выделение электричества происходит в противоположном направлении».

Затем они открывают противоположный эффект: деформацию кристаллов под действием электрического напряжения. Они впервые изучили электрические деформации кварца, создали пьезокварц и использовали его для измерения слабых электрических зарядов и токов. Ланжевен при менял пьезокварц для генерации ультразвука. Пьезокварц используется также и для стабилизации электриче ских колебаний.

После пятилетней плодотворной работы пути братьев разошлись. Жак Кюри (1855—1941) уехал в Монпелье и занимался минералогией, Пьер был назначен в 1883 г. руководителем практических работ по физике в только что открытой Парижским муниципалитетом Школе промышленной физики и химии. Здесь Кюри выполнил свои исследования по кристаллографии и симметрии, часть которых он провел с Жаком, время от времени приезжавшим в Париж.

В 1891 г. Пьер Кюри обратился к опытам по магнетизму. В результате этих опытов он четко разделил диамагнитные и парамагнитные явления по их зависимости от температуры. Изучая зависимость ферромагнитных свойств от температуры, он нашел «точку Кюри», при которой исчезают ферромагнитные свойства, и открыл закон зависимости восприимчивости парамагнитных тел от температуры (закон Кюри).

В 1895 г. Пьер Кюри женился на Марии Склодовской.

Рис. 59. Лаборатория П. и М. Кюри

С момента открытия радиоактивности новая область исследования захватила молодых супругов, и с 1897 г. они совместно работают над ее изучением. Это творческое содружество продолжалось до дня трагической гибели Пьера. 19 апреля 1906 г., возвратившись из деревни, где он с семьей проводил пасхальные каникулы, Пьер Кюри участвовал на собрании Ассоциации преподавателей точных наук. Возвращаясь с собрания, он, переходя улицу, попал под ломовую телегу и был убит ударом в голову.

«Угас один из тех, кто был истинной славой франции», — писала в биографии Пьера Кюри Мария Кюри.

Мария Склодовская-Кюри. Мария Склодовская родилась в Варшаве 7 ноября 1867 г. в семье преподавателя варшавской гимназии. Мария получила хорошую домашнюю подготовку и закончила гимназию с золотой медалью.

В 1883 г. после гимназии она работала воспитательницей в семьях богатых поляков. Потом она некоторое время жила дома и работала в лаборатории своего двоюродного брата, сотрудника А.И.Менделеева Иосифа Богусского.

В 1891 г. она уезжает в Париж и поступает на физико-математический факультет Сорбонны. В 1893 г. она получает степень лиценциата физических наук, а через год становится лиценциатом математических наук.

В это же время она выполняет первую научную работу по теме «Магнитные свойства закаленной стали», предложенной известным изобретателем цветной фотографии Липпманом. Работая над темой, она перешла в Школу промышленной физики и химии, где встретилась с Пьером Кюри.

Вместе они открыли новые радиоактивные элементы, вместе были удостоены в 1903 г. Нобелевской премии, и после гибели Пьера Мария Кюри стала его преемницей в Парижском университете, где Пьер Кюри был в 1900 г. избран профессором. 13 мая 1906 г первая женщина—лауреат Нобелевской премии становится первой женщиной-профессором знаменитой Сорбонны Она же впервые в мире начала читать курс лекций по радиоактивности. Наконец, в 1911 г. она становится первым ученым дважды лауреатом Нобелевской премии. В этом году она получила Нобелевскую премию по химии.

Во время первой мировой войны Мария Кюри создала рентгеновские установки для военных госпиталей. Перед самой войной в Париже был открыт Институт радия, ставший местом работы самой Кюри, ее дочери Ирен и зятя Фредерика Жолио. В 1926 г. Мария Склодовская-Кюри избирается почетным членом Академии наук СССР.

Тяжелое заболевание крови, развившееся в результате длительного действия радиоактивного излучения, привело ее к смерти 4 июля 1934 г. В год ее смерти Ирен и Фредерик Жолио-Кюри открыли искусственную радиоактивность. Славный путь династии Кюри блистательно продолжался.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

Открытия Кюри — Знаешь как

Мария Кюри-СклодовскаяВернемся к радиоактивности. Беккерель продолжал исследование открытого им явления. Он считал его свойством урана, аналогичным фосфоресценции. Уран, по мнению Беккереля, «представляет первый пример металла, обнаруживающего свойство, подобное невидимой фосфоресценции». Он считает свойства излучения урана подобными свойствам световых волн. Природа нового явления, таким образом, была еще не понята, не существовало и слова «радиоактивность».

М. Склодовская-Кюри

Беккерель обнаружил и тщательно исследовал свойство урановых лучей делать электропроводящим воздух. Его заметка 23 ноября 1896 г. появилась почти одновременно с заметкой Д. Томсона и Э. Резерфорда, показавших, что рентгеновские лучи делают электропроводящим воздух благодаря ионизирующему действию. Так был открыт важный метод исследования радиоактивности. Сообщения Беккереля 1 марта и 12 апреля 1897 г., излагавшего результаты наблюдений разряда наэлектризованных тел под действием уранового излучения, содержали важное указание, что активность препаратов урана оставалась неизменной со времени первых опытов, т. е. более года.

Вскоре в исследование нового загадочного явления включились новые исследователи, и прежде всего супруги Пьер и Мария Кюри. Мария Склодовская-Кюри начала исследования радиоактивных явлений в конце 1897 г., избрав изучение этих явлений темой своей докторской диссертации. В апреле 1898 г. была опубликована ее первая статья по радиоактивности. Позднее в своей докторской диссертации она писала: «Я измеряла напряженность урановых лучей, пользуясь их свойством сообщать воздуху электропроводность… При этих измерениях употреблялась металлическая пластинка, покрытая слоем уранового порошка».

Уже в этой первой работе М. Склодовская-Кюри исследовала, нет ли других веществ, обладающих свойством, аналогичным урану. Она нашла, что «торий и его соединения имеют то же свойство». Одновременно аналогичный результат был опубликован в Германии Шмидтом.

П. КюриРис. П. Кюри

Далее она пишет: «Таким образом, уран, торий и их соединения испускают беккерелевы лучи. Вещества, обладающие этим свойством, я назвала радиоактивными. С тех пор это имя стало общепринятым». Итак, с июля 1898 г., когда был опубликован новый термин в физике, начало жить важное понятие «радиоактивность». Заметим, что эта июльская статья была подписана уже супругами Пьером и Марией Кюри.

Пьер оставил свою тематику и активно включился в работу жены. В заброшенном сарае Школы промышленной физики и химии, превращенном супругами в лабораторию, началась титаническая работа с отбросами урановой руды, полученной из Иоахимсталя (ныне Иоахимов). В своей книге «Пьер Кюри» Мария Кюри описывает, в каких условиях велась эта работа: «Мне доводилось обрабатывать зараз до двадцати килограммов первичного материала и в результате уставлять сарай большими сосудами с химическими осадками и жидкостями.

Это был изнурительный труд — переносить мешки в сосуды, переливать жидкости из одного сосуда в другой, несколько часов подряд мешать кипящий материал в чугунном сосуде».

Это был не только изнурительный, но и опасный труд: исследователи еще не знали вредного действия радиоактивных излучений, которые в конце концов привели Марию Склодовскую-Кюри к безвременной кончине.

Напряженный труд принес щедрые плоды. В том же 1898 г. появляются одна за другой статьи, сообщающие о получении новых радиоактивных веществ. В июльском выпуске докладов Парижской Академии наук появилась статья П. и М. Кюри «О новом радиоактивном веществе, содержащемся в смоляной руде». Описав метод химического выделения нового вещества, положившего начало радиохимии, они писали далее: «Мы… полагали, что то вещество, которое мы извлекли из смоляной руды, содержит какой-то металл, до сих пор еще не замеченный, по своим аналитическим свойствам близкий к висмуту. Если существование этого нового металла подтвердится, мы предлагаем назвать его полонием, по названию страны, из которой один из нас родом».

Активность полония оказалась в 400 раз выше активности урана. В декабре того же года появилась статья супругов Кюри и Бемона «Об одном новом, сильно радиоактивном веществе, содержащемся в смоляной руде». Здесь сообщалось об открытии нового, сильно радиоактивного вещества, по химическим свойствам близкого барию. Согласно точке зрения, высказанной М. Склодовской в ее первой работе, радиоактивность является свойством атомов, сохраняющимся во всех химических и физических состояниях вещества. «При такой точке зрения,— писали авторы,— радиоактивность нашего вещества, не будучи обусловлена барием (барий не радиоактивен.—П. К.), должна быть приписана какому-то другому элементу».

Было получено хлористое соединение нового элемента, активность которого в 900 раз превышает активность урана. В спектре соединения была обнаружена линия, не принадлежащая ни одному из известных элементов. «Перечисленные нами доводы,— писали в заключение авторы статьи,— заставляют нас думать, что это новое радиоактивное вещество содержит какой-то новый элемент, который мы предлагаем назвать радием».

Открытия полония и радия завершили новый этап в истории радиоактивности. В декабре 1903 г. А. Беккерель, Пьер и Мария Кюри были награждены Нобелевской премией. Приведем краткие биографические справки о Нобелевских лауреатах 1903 г.

Анри Беккерель родился 15 декабря 1852 г. в семье известного физика Александра Эдмон-да Беккереля, прославившегося своимиисследованиями фосфоресценции. Крупным /чеиым был и отец Александра Эдмонда — дед Анри-Антуан Сезар Беккерель. Беккерели: дед, сын, внук — жили в доме французского естествоиспытателя Кювье, принадлежащем Национальному музею естественной истории. В этом доме Анри и сделал свое великое открытие, и мемориальная доска на фасаде гласит: «В лаборатории прикладной физики Анри Беккерель открыл радиоактивность 1 марта 1896 г.».

Анри учился в лицее, затем в Политехнической школе, по окончании которой работал инженером в Институте путей сообщения. Но вскоре его постигло горе: умерла его молодая жена, и молодой вдовец с сыном Жаном, будущим четвертым физиком Беккерелем, переезжает к отцу в Музей естественной истории. Сначала он работает репетитором Политехнической школы, а с 1878 г., после смерти деда, становится ассистентом своего отца.

В 1888 г. Анри защищает докторскую диссертацию и ведет вместе с отцом разностороннюю научную работу. Через год его избирают в Академию наук. С 1892 г. он становится профессором Национального музея естественной истории. Открытие радиоактивности круто повернуло судьбу Беккереля. Он — Нобелевский лауреат, обладатель всех знаков отличия Парижской Академии наук, член Лондонского королевского общества. Летом 1908 г. академия избирает его непременным секретарем физического отделения. Умер Беккерель 25 августа 1908 г.

Статья на тему Открытия Кюри

Радий — элемент-убийца, который долгое время считали лекарством. История Марии и Пьера Кюри

Уходящий 2019 был назван ЮНЕСКО (по предложению российской делегации) Годом периодической таблицы химических элементов, одного из самых важных научных достижений человечества. 26 декабря 1898 года, 121 год назад, супруги Мария и Пьер Кюри опубликовали сообщение «О новом радиоактивном веществе». Они открыли радий — великий элемент-обманщик. Он сулил огромные выгоды, а стал знаменитым убийцей.

Рассылка «Мела»

Мы отправляем нашу интересную и очень полезную рассылку два раза в неделю: во вторник и пятницу

Супруги Кюри — первооткрыватели радия

История радия началась 7 ноября 1867 года, за два года до открытия периодического закона Дмитрием Менделеевым. В этот день в Польше, в семье учителя Владислава Склодовского, родилась девочка. Семья была небогатой: мать болела чахоткой, отец работал и занимался воспитанием детей. Мария, первая ученица в классе, мечтала стать учёным. Для конца XIX века это было исключительно экстравагантным решением: наука была делом мужчин и только мужчин. А что говорить о небогатой девушке совсем не из высших кругов общества? Денег не было даже на то, чтобы получить образование.

Поэтому две сестры Склодовские, Мария и Бронислава, решили — пока одна учится, вторая работает, чтобы обеспечить двоих, и так по очереди. Бронислава поступила в медицинский институт, а Мария работала гувернанткой и мечтала о науке, преподавая детям. В 1891 году пришла очередь 24-летней Марии отправиться в Париж, в Сорбонну. Она жила впроголодь, и всё было непросто. Но Мария была счастлива и в итоге получила сразу два диплома — по физике и математике.

Владислав Склодовский с дочерьми Марией, Брониславой и Хеленой, 1890 год

В 1894 году Мария познакомилась с Пьером Кюри, руководителем лаборатории промышленной физики и химии, перспективным ученым. Мария поразила Пьера умом, но когда он сделал ей предложение, отказала. Ещё девочкой она решила посвятить жизнь науке, а не семье, и собиралась продолжить работу в Польше. Друзья и родные убеждали Марию передумать: наукой заниматься на родине было проблематично, а Пьер был идеальной партией для женщины, увлеченной наукой, так что она согласилась. Осенью 1897 года у них родилась девочка, Ирен. Но домохозяйкой Склодовская-Кюри не стала и продолжала заниматься наукой.

Мария с Пьером Кюри, 1895 год

Еще в 1896 году Мария заинтересовалась исследованием явления, которое открыл французский физик Антуан Анри Беккерель. В опытах Беккереля соль урана помещали на фотопластинку, завернутую в плотную черную бумагу, и излучение сквозь неё засвечивало пластинку. Так было открыто явление проникающей радиации, его назвали «лучами Беккереля».

Мария Кюри заинтересовалась и обнаружила, что излучают, помимо урана, торий и его соединения. Она ввела в научный обиход понятие «радиоактивности»

Сегодня для нас это довольно привычное слово, а придумали его так: Склодовская-Кюри была патриоткой Польши и поклонницей поэта Адама Мицкевича. Один из друзей Мицкевича организовал в Вильно «Общество лучистых». Он считал, что от каждого добродетельного человека исходят лучи, благотворно влияющие на окружающих. Видите, лучи здорово занимали тогда ум людей, и Кюри, конечно, о лучах и «Лучистом обществе» слышала. Слово «радий» происходит от латинского radius — «луч», так что название элемента — «излучающий», «лучистый».

В 1897 году Мария обнаружила, что смоляная обманка (настуран, минерал урана) из рудника Иоахимсталь в Чехии излучает в несколько раз сильнее, чем сам уран. При этом тория в смоляной обманке нет. А вдруг в минерале — неизвестный элемент, радиоактивность которого в тысячи раз сильнее урана? А если несколько элементов — и все они излучают?

26 декабря 1898 года Мария и Пьер Кюри сделали доклад во Французской академии наук, в котором объявили о теоретическом открытии двух новых радиоактивных элементов. Теперь нужно было получить их, а значит, переработать тонны руды. Супруги работали в сарае, а химические реакции проводили в чанах. Анализы веществ делали в крохотной, плохо оборудованной лаборатории муниципальной школы.

Радий — 88-й элемент главной подгруппы второй группы, седьмого периода периодической таблицы. Обозначается символом Ra. Блестящий металл серебристо-белого цвета, темнеющий на воздухе, он относится к щелочно-земельным металлам с высокой химической активностью. Радиоактивен; (период полураспада ± 1600 лет).

В честь супругов Кюри названа единица радиации (Ки), основанная на активности 1 грамма радия-226. Радий редок: на каждые три миллиона атомов урана в природе приходится лишь один атом радия.

По традиции как первооткрыватели новых элементов супруги Кюри имели право назвать их. Элементы стали сенсацией (ведь их первооткрывательницей была женщина, уже удивительно). Мария назвала первый полонием — в честь отсутствовавшей на карте мира родной Польши. Ни один элемент ранее не был назван с политическим подтекстом, и Мария надеялась, что её выбор привлечёт международное внимание к проблеме независимости страны. Этого не случилось.

Больше повезло второму элементу — радию, он стал очень известен. Получить чистый радий в начале XX века стоило огромного труда. За четыре года тяжелейшей работы Пьер и Мария регулярно получали ожоги. Для учёных-химиков это было делом привычным. И лишь позже стало понятно, что ожоги имеют прямое отношение к самому явлению радиоактивности.

Мария и Пьер Кюри в лаборатории

Выделенный элемент представлял собой, как сейчас известно, изотоп радий-226, продукт распада урана-238. Чтобы получить всего 1 грамм чистого радия, нужно было несколько вагонов урановой руды, 100 вагонов угля, 100 цистерн воды и пять вагонов разных химических веществ. Поэтому на начало XX века в мире не было более дорогого металла.

В 1910 году радий оценивался в 180 тысяч долларов за грамм, что было эквивалентно 160 килограммам золота

Химический элемент стал знаменит, в какой-то мере даже моден; к супругам Кюри пришла известность. И могли прийти деньги. Но они, по воспоминаниям Марии, решили иначе: «Пьер Кюри занял позицию самую бескорыстную и самую щедрую. В согласии со мной он отказался извлекать материальные выгоды из нашего открытия. Поэтому мы не взяли никакого патента и опубликовали, ничего не скрывая, все результаты наших исследований, равно как и способ извлечения радия…»

Это стало толчком для исследований в области радиоактивности. Учёные разных стран стали изучать препараты радия и продукты его распада. Последовали открытия. В 1899 молодой французский физик Андре Дебьерн открыл новый элемент актиний. В январе 1900 года английский ученый А. Дорн описал газообразное радиоактивное вещество — новый элемент радон. Излучение двух видов — α и β — обнаружено в 1899 году Резерфордом. В мае 1900 года было открыто гамма-излучение. Цепная реакция выдающихся открытий в ядерной физике началась и развивалась неудержимо.

Две Нобелевские премии и первая женщина — профессор Сорбонны

Радий довольно редок. За прошедшее с момента его открытия время — больше столетия — во всём мире удалось добыть только 1,5 килограмма чистого радия. В сентябре 1902 года супруги Кюри выделили одну десятую грамма хлорида радия из нескольких тонн минерала.

В 1903 году Мария Склодовская-Кюри защитила диссертацию в Сорбонне. На обсуждении её работу назвали величайшим вкладом, когда-либо внесенным в науку докторской диссертацией. В том же году супругам Кюри и Анри Беккерелю вручили Нобелевскую премию по физике «за изучение явления радиоактивности». Так Мария Кюри стала первой женщиной, получившей Нобелевку. Но на церемонии вручения не было ни Марии, ни Пьера: они болели. Свои недомогания супруги связывали с нарушением режима отдыха и питания.

«Можно думать, что в преступных руках радий станет очень опасным, и здесь уместно задать вопрос, заинтересовано ли человечество в дальнейшем раскрытии секретов природы, достаточно ли оно созрело для того, чтобы с пользой применить полученные знания, не могут ли они повлиять отрицательно на будущее человечества?

Пример открытий Нобеля знаменателен: мощные взрывчатые вещества позволили осуществить замечательные работы, но одновременно — в руках великих преступников — они представляют ужасное средство уничтожения, которое влечет народы к войне. Я отношусь к числу тех, кто вместе с Нобелем думает, что человечество извлечет из новых открытий больше блага, чем зла…»

Из Нобелевской речи Пьера Кюри

Открытие супругов Кюри перевернуло физику. Ведущие ученые взялись за исследования радиоактивных элементов, что к сороковым годам приведет к созданию первой атомной бомбы и атомной электростанции. Пьер стал профессором физики Сорбонны, а Мария заняла пост главы лаборатории промышленной физики и химии.

Мария и Пьер Кюри, 1905 год

Но 19 апреля 1906 года Пьер поскользнулся, попал под экипаж и мгновенно погиб. Это был удар для Марии. Пьер был для неё не только мужем, отцом их детей, но и единомышленником, соратником. Факультетский совет Сорбонны назначил её на кафедру физики, которую прежде возглавлял её муж.

Когда через шесть месяцев Склодовская-Кюри прочитала первую лекцию, она стала первой женщиной — преподавателем Сорбонны

В 1910 году Мария Кюри вместе с Андре Дебьерном выделила чистый металлический радий, а не его соединения. Они доказали, что это самостоятельный химический элемент. Кандидатуру Марии выдвинули на выборах во Французскую академию наук, однако консервативные академики не проголосовали за женщину. Кандидатура Марии Кюри была отклонена. Зато в 1911 году она получила вторую Нобелевскую премию — по химии. Так она стала первым ученым, который удостаивался Нобелевской премии дважды.

Сегодня можно удивиться, что одни и те же исследования были отмечены Нобелевскими премиями в разных номинациях, но в те годы разница между физикой и химией на атомном уровне была еще не столь ясна. Многие из первых лауреатов Нобелевских премий по химии и по физике получали награду за работы, связанные с периодической системой, так как упорядочивание таблицы Менделеева ещё продолжалось. Только к 1944 году, когда был синтезирован 96-й элемент и назван кюрием в честь Марии Кюри, её работа была уверенно отнесена к области химии.

В 1918 году Мария стала научным директором Радиевого института в Париже. Здоровье её продолжало стремительно ухудшаться. Пагубные последствия радиоактивности впервые стали заметны на ученых, её исследовавших. Марии Кюри не стало 4 июля 1934 года, она умерла от лучевой анемии.

Прошли десятилетия, но и сегодня вещи Марии Кюри хранятся в особых условиях и недоступны для посетителей. Её научные записи и дневники до сих пор излучают и имеют уровень радиоактивности, опасный для окружающих.

Ирен Жолио-Кюри, вторая в династии

Дочь Пьера и Марии Ирен тоже стала ученым. Она работала в Радиевом институте, с 1921 стала заниматься самостоятельными исследованиями, в 1926 году вышла замуж за коллегу, учёного Фредерика Жолио. Для Ирэн Фредерик стал тем же, чем Пьер был для Марии.

Мария, Пьер и Ирен Кюри. Около 1902 года

Ирен не просто искала новые элементы, а открыла способ превращения обычных элементов в искусственные при бомбардировке их субатомными частицами. За эту работу она получила Нобелевскую премию в 1935 году.

К сожалению, в качестве «атомных снарядов» она использовала полоний. Во время одного из экспериментов в 1946 году капсула с полонием взорвалась в лаборатории Ирен, и она надышалась элементом, который открыла её мать. Ирен умерла от лейкемии в 1956 году. Тогда никто не знал, насколько ядовит полоний, один из самых страшных ядов на свете.

Ирен и Мария Кюри в лаборатории, 1925 год

Недорогие радиоактивные вещества, полученные Ирен, стали важными инструментами в арсенале врачей. Радиоактивные вещества-индикаторы, принимаемые внутрь в микродозах, «высвечивают» органы и мягкие ткани не менее эффективно, чем рентген — кости. Сегодня их используют практически во всех крупных больницах мира, а такой диагностикой занимается особая медицинская дисциплина, называемая радиологией.

Мода на излучение

В начале XX века появилась мода на радиацию. В радиевых ваннах и питье радиоактивной воды видели чуть ли не панацею от всех болезней. Радий стали использовать в потребительских товарах по всему миру. Некоторые люди пили обогащенную радием воду из керамических кружек с радиевым покрытием в качестве оздоровляющего напитка; такие сосуды назывались «ревигаторами».

Конкурирующая с ревигаторами компания «Радитор» продавала закупоренные бутылочки с радиевой и ториевой водой. Сегодня жутко читать, что в инструкции по применению рекомендовали пить по шесть и более стаканов освежающего напитка в день.

Радий считался полезным, его включали в состав продуктов и бытовых предметов: хлеб, шоколад, питьевая вода, зубная паста, пудры и кремы для лица, краска циферблатов наручных часов, средства для повышения тонуса и потенции.

Рекламный плакат «Франция в 2000 году. Отопление радием»

Из-за сильной радиоактивности все соединения радия светятся голубоватым светом, что хорошо заметно в темноте. Поэтому до 1970-х годов его часто использовали для красок постоянного свечения (в циферблатах авиационных и морских приборов, специальных часах), сейчас его заменяют менее опасными изотопами трития. Иногда часы с радиевым светосоставом выпускали и в наручном исполнении.

Трудно представить, что разбавленной начинкой атомных бомб отбеливали зубы и разглаживали гусиные лапки, а также обещали от неё небывалый косметический эффект.

Также радий использовали в старых ёлочных игрушках, тумблерах с подсветкой, на шкалах радиоприёмников. Характерный признак светящейся массы советского производства — горчично-жёлтый цвет. Краска со временем перестаёт светиться, но это не делает её менее опасной, так как радий никуда не исчезает. Со временем она может начать осыпаться, и пылинка, попавшая внутрь организма при вдохе, способна причинить вред за счёт излучения.

«Особенно радовались мы, — пишет Мари Склодовская-Кюри, — когда обнаружили, что все наши обогащенные радием продукты самопроизвольно светятся. Пьер Кюри, мечтавший о том, чтобы они оказались красивого цвета, должен был признать, что эта неожиданная особенность доставила ему радость. Несмотря на тяжелые условия работы, мы чувствовали себя очень счастливыми».

Радиевые девушки

В 1920–30-е годы началась череда несчастных случаев, связанных с радиацией. Самой известной стала история массовой гибели девушек — работниц фабрики по выпуску светящихся часов.

В 20-х годах прошлого века в США существовала корпорация US Radium («Американский радий»). На часовом заводе в Нью-Джерси работницы наносили дорогую краску на циферблаты, облизывая кисточки для точного мазка.

К 1924 году многие из них начали болеть, их зубы выпадали, а челюсти разрушались. Девять девушек умерли

Корпорация начала расследование с помощью ученых из Гарвардского университета и пришла к выводу, что смерть работниц связана с трудом на заводе. Хотя руководство помешало публикации доклада, чтобы не закрывать фабрику, в прессу попали выводы другой группы учёных, которые тоже работали над делом о гибели девушек. Оказалось, что радий атакует кости радиацией, уничтожает костный мозг и превращает кости в труху.

Небольшая группа работниц подала иск на корпорацию, но у «радиевых девушек» ушло три года лишь на то, чтобы преодолеть проволочки и назначить дату суда. Немногие выжившие умерли через пару лет после суда, присудившего им пенсию и денежную компенсацию.

В начале 30-х годов Эбен Макберни Байерс, знаменитый гольфист, следуя моде, стал принимать препарат «Радитор», суливший улучшение самочувствия и поднятие тонуса. Байерс выпил 1400 бутылочек и умер мучительной смертью от лучевой болезни в 51 год: его челюсти и лицо были разрушены.

После нескольких подобных дел производство радиоактивных панацей и прочих товаров постепенно сошло на нет. Но, несмотря на многочисленные случаи, доказавшие вредность радия для человека, радиевая косметика просуществовала в Европе до 1960-х годов. Рентген-аппараты, с помощью которых можно было проверить, как хорошо сидит на вас обувь, стояли в магазинах Швейцарии до 60-х годов.

В Америке в 30–40 годы продавались наборы вроде «Юного химика», предлагавшего малышам изучение радиоактивности в домашних условиях, а в СССР довольно долго выпускали настольные и наручные часы, компасы и другие приборы со стрелками, покрашенными радиевой краской. Такие вещи до сих пор можно найти в шкафах у наших бабушек, на старых дачах.

Что делать, если вы подозреваете, что у вас дома есть старый прибор, который излучает? Звонить в МЧС, они приедут и заберут его. Ни в коем случае не выкидывайте прибор на помойку! Это касается различных старых измерительных приборов (часов, измерителей давления, компасов, радиоприемников), шкалы которых могут светиться в темноте.

В природе в незначительных количествах радий содержится в продуктах питания: куриных яйцах, молоке, горохе. А бразильский орех — один из самых радиоактивных продуктов в мире. Впрочем, это тоже весьма относительно: в 100 граммах ореха столько же радиации, сколько получает человек во время рентгеновского снимка грудной клетки.

Открытия П. и М. Кюри

Открытия П. и М. Кюри








Вернемся к радиоактивности. Беккерель продолжал исследование открытого
им явления. Он считал его свойством урана, аналогичным фосфоресценции.
Уран, по мнению Беккереля, «представляет первый пример металла,
обнаруживающего свойство, подобное невидимой фосфоресценции». Он
считает свойства излучения урана подобными свойствам световых волн.
Природа нового явления, таким образом, была еще не понята, не
существовало и слова «радиоактивность».


Беккерель обнаружил и тщательно исследовал свойство урановых лучей
делать электропроводящим воздух Его заметка 23 ноября 1896 г. появилась
почти одновременно с заметкой Д. Томсона и Э. Резерфорда, показавших,
что рентгеновские лучи делают электропроводящим воздух благодаря
ионизирующему действию. Так был открыт важный метод исследования
радиоактивности. Сообщения Беккере-ля 1 марта и 12 апреля 1897 г.,
излагавшего результаты наблюдений разряда наэлектризованных тел под
действием уранового излучения, содержали важное указание, что
активность препаратов урана оставалась неизменной более года.

Вскоре в исследование нового загадочного явления включились другие
исследователи, и прежде всего супруги Пьер и Мария Кюри. Мария
Склодовская-Кюри начала исследования радиоактивных явлений в конце 1897
г., избрав изучение этих явлений темой своей докторской диссертации. В
апреле 1898 г. была опубликована ее первая статья по радиоактивности
Позднее в своей докторской диссертации она писала: «Я измеряла
напряженность урановых лучей, пользуясь их свойством сообщать воздуху
электропроводность… При этих измерениях употреблялась металлическая
пластинка, покрытая слоем уранового порошка».

Уже в этой первой работе М. Склодовская-Кюри исследовала, нет ли
других веществ, обладающих свойством, аналогичным урану. Она нашла, что
«торий и его соединения имеют то же свойство». Одновременно аналогичный
результат был опубликован в Германии Шмидтом.

Далее она пишет: «Таким образом, уран, торий и их соединения
испускают беккерелевы лучи. Вещества, обладающие этим свойством, я
назвала радиоактивными. С тех пор это имя стало общепринятым». Итак, с
июля 1898 г., когда был опубликован новый термин в физике, начало жить
важное понятие «радиоактивность». Заметим, что эта июльская статья была
подписана уже супругами Пьером и Марией Кюри.

Пьер оставил свою тематику и активно включился в работу жены. В
заброшенном сарае Школы промышленной физики и химии, превращенном
супругами в лабораторию, началась титаническая работа с отбросами
урановой руды, полученной из Иоахимсталя (ныне Иоахимов). В своей книге
«Пьер Кюри» Мария Кюри описывает, в каких условиях велась эта работа:
«Мне доводилось обрабатывать зараз до двадцати килограммов первичного
материала и в результате уставлять сарай большими сосудами с
химическими осадками и жидкостями.

Это был изнурительный труд—переносить мешки в сосуды, переливать
жидкости из одного сосуда в другой, несколько часов подряд мешать
кипящий материал в чугунном сосуде».

Это был не только изнурительный, но и опасный труд: исследователи
еще не знали вредного действия радиоактивных излучений, которые в конце
концов привели Марию Склодовскую-Кюри к безвременной кончине.

Напряженный труд принес щедрые плоды. В том же, 1898 г. появляются
одна за другой статьи, сообщающие о получении новых радиоактивных
веществ. В июльском выпуске докладов Парижской Академии наук появилась
статья П. и М. Кюри «О новом радиоактивном веществе, содержащемся в
смоляной руде». Описав метод химического выделения нового вещества,
положившего начало радиохимии, они писали далее: «Мы… полагали, что
то вещество, которое мы извлекли из смоляной руды, содержит какой-то
металл, до сих пор еще не замеченный, по своим аналитическим свойствам
близкий к висмуту. Если существование этого нового металла
подтвердится, мы предлагаем назвать его полонием, по названию страны,
из которой один из нас родом»

Активность полония оказалась в 400 раз выше активности урана. В
декабре того же года появилась статья супругов Кюри и Бемона «Об одном
новом, сильно радиоактивном веществе, содержащемся в смоляной руде».
Здесь сообщалось об открытии нового, сильно радиоактивного вещества, по
химическим свойствам близкого барию. Согласно точке зрения, высказанной
М Склодовской в ее первой работе, радиоактивность является свойством
чтомов, сохраняющимся во всех химических и физических состояниях
вещества». «При такой точке зрения, — писали авторы, — радиоактивность
нашего вещества, не будучи обусловлена барием (барий не радиоактивен,—
Я. К.), должна быть приписана какому-то другому элементу».

Было получено хлористое соединение нового элемента, активность
которого в 900 раз превышает активность урана. В спектре соединения
была обнаружена линия, не принадлежащая ни одному из известных
элементов. «Перечисленные нами доводы, —писали в заключение авторы
статьи,— заставляют нас думать, что это новое радиоактивное вещество
содержит какой-то новый элемент, который мы предлагаем назвать радием».

Открытия полония и радия завершили новый этап в истории
радиоактивности. В декабре 1903 г. А. Бек-керель, Пьер и Мария Кюри
были награждены Нобелевской премией. Приведем краткие биографические
справки о Нобелевских лауреатах 1903 г.

Анри Беккерель родился 15 декабря 1852 г. в семье известного физика
Александра Эдмонда Беккереля, прославившегося своими исследованиями
фосфоресценции. Крупным ученым был и отец Александра Эдмонда— дед Анри
— Антуан Сезар Беккерель. Беккерели: дед, сын, внук—жили в доме
французского естествоиспытателя Кювье, принадлежащем Национальному
музею естественной истории. В этом доме Анри и сделал свое великое
открытие, и мемориальная доска на фасаде гласит: «В лаборатории
прикладной физики Анри Беккерель открыл радиоактивность 1 марта 1896
г.».

Анри учился в лицее, затем в Политехнической школе, по окончании
которой работал инженером в Институте путей сообщения. Но вскоре его
постигло горе: умерла его молодая жена, и молодой вдовец с сыном Жаном,
будущим четвертым физиком Беккерелем, переезжает к отцу в Музей
естественной истории. Сначала он работает репетитором Политехнической
школы, а с 1878 г., после смерти деда, становится ассистентом своего
отца.

В 1888 г. Анри защищает докторскую диссертацию и ведет вместе с
отцом разностороннюю научную работу. Через год его избирают в Академию
наук. С 1892 г. он становится профессором Национального музея
естественной истории. Открытие радиоактивности круто повернуло судьбу
Беккереля. Он — Нобелевский лауреат, обладатель всех знаков отличия
Парижской Академии наук, член Лондонского Королевского общества. Летом
1908 г. академия избирает его непременным секретарем физического
отделения. Умер Беккерель 25 августа 1908 г.

Пьер Кюри родился 15 мая 1859 г. в Париже в семье врача. Эжен Кюри,
отец Пьера, во время революции 1848 г., в дни Парижской Коммуны был на
боевом посту, оказывая помощь раненым революционерам и коммунарам.
Человек высокого гражданского долга и мужества, он привил эти качества
своим сыновьям Жаку и Пьеру. Мальчики — шестнадцатилетний Жак и
двенадцатилетний Пьер помогали отцу в дни баррикадных боев Коммуны.


Пьер получил домашнее образование. Незаурядные способности и
прилежание помогли ему выдержать в шестнадцать лет экзамен на звание
бакалавра. Юный бакалавр слушал лекции в Сорбонне, работал в
лаборатории профессора Леру в фармацевтическом институте и уже в
восемнадцать лет стал лиценциатом физики. С 1878 г. он работал
ассистентом Парижского университета. С этого же времени он вместе с
братом Жаком занимается исследованием кристаллов. Вместе с Жаком они
открывают пьезоэлектричество. В 1880 г. публикуется статья Пьера и Жака
Кюри «Образование полярного электричества под действием давления в
гемиэдрических кристаллах с косыми гранями». Основной вывод работы они
формулируют следующим образом: «Какова бы ни была причина, всякий раз,
когда гемиэдрический кристалл с косыми гранями сжимается, возникает
электрическая поляризация определенного направления; всякий раз, когда
этот кристалл растягивается, выделение электричества происходит в
противоположном направлении».

Затем они открывают противоположный эффект: деформацию кристаллов
под действием электрического напряжения. Они впервые изучили
электрические деформации кварца, создали пьезокварц и использовали его
для измерения слабых электрических зарядов и токов. Ланжевен при менял
пьезокварц для генерации ультразвука. Пьезокварц используется также и
для стабилизации электриче ских колебаний.

После пятилетней плодотворной работы пути братьев разошлись. Жак
Кюри (1855—1941) уехал в Монпелье и занимался минералогией, Пьер был
назначен в 1883 г. руководителем практических работ по физике в только
что открытой Парижским муниципалитетом Школе промышленной физики и
химии. Здесь Кюри выполнил свои исследования по кристаллографии и
симметрии, часть которых он провел с Жаком, время от времени
приезжавшим в Париж.

В 1891 г. Пьер Кюри обратился к опытам по магнетизму. В результате
этих опытов он четко разделил диамагнитные и парамагнитные явления по
их зависимости от температуры. Изучая зависимость ферромагнитных
свойств от температуры, он нашел «точку Кюри», при которой исчезают
ферромагнитные свойства, и открыл закон зависимости восприимчивости
парамагнитных тел от температуры (закон Кюри).


В 1895 г. Пьер Кюри женился на Марии Склодовской.



Рис. 59. Лаборатория П. и М. Кюри

С момента открытия радиоактивности новая область исследования
захватила молодых супругов, и с 1897 г. они совместно работают над ее
изучением. Это творческое содружество продолжалось до дня трагической
гибели Пьера. 19 апреля 1906 г., возвратившись из деревни, где он с
семьей проводил пасхальные каникулы, Пьер Кюри участвовал на собрании
Ассоциации преподавателей точных наук. Возвращаясь с собрания, он,
переходя улицу, попал под ломовую телегу и был убит ударом в голову.


«Угас один из тех, кто был истинной славой франции», — писала в биографии Пьера Кюри Мария Кюри.

Мария Склодовская-Кюри. Мария Склодовская родилась в Варшаве 7
ноября 1867 г. в семье преподавателя варшавской гимназии. Мария
получила хорошую домашнюю подготовку и закончила гимназию с золотой
медалью.

В 1883 г. после гимназии она работала воспитательницей в семьях
богатых поляков. Потом она некоторое время жила дома и работала в
лаборатории своего двоюродного брата, сотрудника А.И.Менделеева Иосифа
Богусского.

В 1891 г. она уезжает в Париж и поступает на физико-математический
факультет Сорбонны. В 1893 г. она получает степень лиценциата
физических наук, а через год становится лиценциатом математических
наук.

В это же время она выполняет первую научную работу по теме
«Магнитные свойства закаленной стали», предложенной известным
изобретателем цветной фотографии Липпманом. Работая над темой, она
перешла в Школу промышленной физики и химии, где встретилась с Пьером
Кюри.

Вместе они открыли новые радиоактивные элементы, вместе были
удостоены в 1903 г. Нобелевской премии, и после гибели Пьера Мария Кюри
стала его преемницей в Парижском университете, где Пьер Кюри был в 1900
г. избран профессором. 13 мая 1906 г первая женщина—лауреат Нобелевской
премии становится первой женщиной-профессором знаменитой Сорбонны Она
же впервые в мире начала читать курс лекций по радиоактивности.
Наконец, в 1911 г. она становится первым ученым дважды лауреатом
Нобелевской премии. В этом году она получила Нобелевскую премию по
химии.

Во время первой мировой войны Мария Кюри создала рентгеновские
установки для военных госпиталей. Перед самой войной в Париже был
открыт Институт радия, ставший местом работы самой Кюри, ее дочери Ирен
и зятя Фредерика Жолио. В 1926 г. Мария Склодовская-Кюри избирается
почетным членом Академии наук СССР.

Тяжелое заболевание крови, развившееся в результате длительного
действия радиоактивного излучения, привело ее к смерти 4 июля 1934 г. В
год ее смерти Ирен и Фредерик Жолио-Кюри открыли искусственную
радиоактивность. Славный путь династии Кюри блистательно продолжался.




Используются технологии uCoz

Радий из сарая. Как Мария и Пьер Кюри перевернули мир | История | Общество

Парочка «сомнительных личностей»

Маленький, продуваемый всеми ветрами сарай, заполненный рудой, огромные чаны, выделяющие острый запах химикатов, и два человека, мужчина и женщина, колдующие над ними…

Посторонний человек, заставший такую картину, мог бы заподозрить эту парочку в чем-то противозаконном. В лучшем случае — в подпольном производстве алкоголя, в худшем — в создании бомб для террористов. И уж точно стороннему наблюдателю не пришло бы в голову, что перед ним два великих физика, стоящих на передовом рубеже науки.

Сегодня слова «атомная энергия», «радиация», «радиоактивность» известны даже школьникам. И военный, и мирный атом прочно вошли в жизнь человечества, о плюсах и минусах радиоактивных элементов наслышаны даже обыватели.

А еще каких-нибудь 120 лет о радиоактивности не было известно ничего. И те, кто расширял область человеческого познания, делали открытия ценой собственного здоровья.

Мать Марии Склодовской-Кюри.

Мать Марии Склодовской-Кюри. Фото: www.globallookpress.com

Договор сестер

7 ноября 1867 года в Варшаве, в семье учителя Владислава Склодовского, родилась дочь, которую назвали Марией.

Семья жила бедно, мать страдала от туберкулеза, отец из последних сил боролся за ее жизнь, одновременно пытаясь поднять детей.

Такая жизнь не сулила больших перспектив, но Мария, первая ученица в классе, мечтала стать женщиной-ученым. И это в ту пору, когда даже девушек из богатых семей в науку не пускали, полагая, что это исключительно дело мужчин.

Но прежде чем мечтать о науке, нужно было получить высшее образование, а на это в семье не было денег. И тогда две сестры Склодовские, Мария и Бронислава, заключают договор — пока одна учится, вторая работает, чтобы обеспечить двоих. Затем настанет черед второй сестры обеспечивать родственницу.

Бронислава поступила в медицинский институт в Париже, а Мария трудилась гувернанткой. Обеспеченные господа, нанимавшие ее, долго смеялись бы, узнай, какие мечты в голове у этой бедной девушки.

В 1891 году Бронислава стала дипломированным врачом, и сдержала обещание — 24-летняя Мария отправилась в Париж, в Сорбонну.

Мария и Пьер Кюри.

Наука и Пьер

Денег хватало лишь на маленькую мансарду в Латинском квартале, да на самое скромное питание. Но Мария была счастлива, с головой погрузившись в учебу. Она получила сразу два диплома — по физике и математике. 

В 1894 году, в гостях у знакомых, Мария встретила Пьера Кюри, руководителя лаборатории при Муниципальной школе промышленной физики и химии, за которым закрепилась репутация перспективного ученого и… женоненавистника. Второе было неправдой: Пьер игнорировал женщин не из-за неприязни, а из-за того, что они не могли разделить его научные устремления.

Мария сразила Пьера наповал своим умом. Она тоже оценила Пьера по достоинству, но когда получила от него предложение о браке, ответила категорическим отказом.

Кюри был ошарашен, но дело был не в нем, а в намерениях самой Марии. Еще девочкой она решила посвятить жизнь науке, отказавшись от семейных уз, и после получения высшего образования продолжить работу в Польше.

Пьер Кюри.

Пьер Кюри. Фото: Commons.wikimedia.org

Друзья и родные убеждали Марию одуматься — в Польше на тот момент условий для научной деятельности не было, да и Пьер был не просто мужчиной, а идеальной парой для женщины-ученого.

Под общим натиском Мария капитулировала — 26 июля 1895 года они поженились.

Загадочные «лучи»

Мария ради мужа научилась готовить, а осенью 1897 года родила ему дочь, которую назвали Ирэн. Но домохозяйкой она становиться не собиралась, да и Пьер поддерживал стремление жены к активной научной деятельности.

Еще до рождения дочери Мария в 1896 году выбирала тему магистерской диссертации. Ее заинтересовало исследование естественной радиоактивности, которое открыл французский физик Антуан Анри Беккерель.

Беккерель поместил соль урана (сульфат уранила калия) на фотопластинку, завернутую в плотную черную бумагу, и в течение нескольких часов подвергал ее воздействию солнечного света. Он обнаружил, что излучение прошло сквозь бумагу и воздействовало на фотопластинку. Это, казалось, указывало на то, что соль урана испускала рентгеновские лучи и после облучения солнечным светом. Однако оказалось, что такое же явление происходило и без облучения. Беккерель, наблюдал новый вид проникающей радиации, испускаемой без внешнего облучения источника. Загадочное излучение стали назвать «лучами Беккереля».

Взяв «лучи Беккереля» в качестве темы исследования, Мария задалась вопросом — а не испускают ли лучи другие соединения?

Она пришла к выводу, что кроме урана, аналогичные лучи испускают торий и его соединения. Мария для обозначения данного явления ввела в оборот понятие «радиоактивность».

Мария Кюри с дочерьми Евой и Ирен в 1908 году.

Мария Кюри с дочерьми Евой и Ирэн в 1908 году. Фото: www.globallookpress.com

Парижские рудокопы

После рождения дочери Мария, вернувшись к исследованиям, обнаружила, что смоляная обманка из рудника близ Иоахимсталя в Чехии, из которой в то время добывали уран, имеет радиоактивность в четыре раза выше, чем сам уран. При этом анализы показывали, что тория в смоляной обманке нет.

Тогда Мария выдвинула гипотезу — в смоляной обманке присутствует в крайне малых количествах неизвестный элемент, радиоактивность которого в тысячи раз сильнее урана.

Бертольд Шварц — изобретатель пороха.

В марте 1898 года Пьер Кюри отложил свои исследования и полностью сосредоточился на опытах жены, так как понял, что Мария находится на пороге чего-то революционного.

26 декабря 1898 года Мария и Пьер Кюри сделали доклад Французской академии наук, в котором объявили открытии двух новых радиоактивных элементов — радия и полония.

Открытие было теоретическим, и для его подтверждения необходимо было опытным путем получить элементы.

Расчеты показывали — для получения элементов необходимо будет переработать тонны руды. Денег не было ни на семью, ни на исследования. Поэтому местом переработки стал старый сарай, а химические реакции проводили в огромных чанах. Анализы веществ приходилось производить в крохотной, плохо оборудованной лаборатории муниципальной школы.

Четыре года тяжелейшей работы, в ходе которой супруги регулярно получали ожоги. Для ученых-химиков это было делом привычным. И лишь позже стало понятно, что ожоги эти имеют прямое отношение к явлению радиоактивности.

Радий — это звучит модно. И дорого

В сентябре 1902 года супруги Кюри объявили о том, что им удалось выделить одну десятую грамма хлорида радия из нескольких тонн урановой смоляной обманки. Выделить полоний им не удалось, так как тот оказался продуктом распада радия.

В 1903 году Мария Склодовская-Кюри защитила диссертацию в Сорбонне. При присуждении ученой степени было отмечено, что работа явилась величайшим вкладом, когда-либо внесенным в науку докторской диссертацией.

Бертольд Шварц — изобретатель пороха.

В том же году Нобелевская премия по физике была присуждена Беккерелю и супругам Кюри «за изучение явления радиоактивности, открытого Анри Беккерелем». Мария Кюри стала первой женщиной, получившей главную научную премию.

Правда, на церемонии не было ни Марии, ни Пьера — они болели. Свои участившиеся недомогания они связывали с нарушением режима отдыха и питания.

Открытие супругов Кюри перевернуло физику. Ведущие ученые взялись за исследования радиоактивных элементов, что к середине XX века приведет к созданию сначала первой атомной бомбы, а затем первой электростанции.

А в начале XX появилась даже мода на радиацию. В радиевых ваннах и питье радиоактивной воды видели чуть ли не панацею от всех болезней.

Радий имел чрезвычайно высокую стоимость — например, в 1910 году он оценивался в 180 тысяч долларов за грамм, что было эквивалентно 160 килограммам золота. Достаточно было получить патент, чтобы полностью закрыть все финансовые проблемы.

Но Пьер и Мария Кюри были идеалистами от науки и отказались от патента. Правда, с деньгами у них все равно стало значительно лучше. Теперь им охотно выделяли средства на исследования, Пьер стал профессором физики Сорбонны, а Мария заняла пост главы лаборатории Муниципальной школы промышленной физики и химии.

Ева Кюри.

Ева Кюри. Фото: www.globallookpress.com

«Это конец всему»

В 1904 году Мария родила вторую дочь, которую назвали Евой. Казалось, впереди годы счастливой жизни и научных открытий.

Все закончилось трагично и нелепо. 19 апреля 1906 года Пьер переходил улицу в Париже. Была дождливая погода, ученый поскользнулся и попал под грузовой конный экипаж. Голова Кюри угодила под колесо, и смерть была мгновенной.

Это был страшный удар для Марии. Пьер был всем для нее — мужем, отцом, детей, единомышленником, помощником. В дневнике она напишет: «Пьер спит последним сном под землей… это конец всему… всему… всему».

В своем дневнике она еще многие годы будет обращаться к Пьеру. Дело, которому они посвятили жизнь, стало для Марии стимулом двигаться дальше.

Она отвергла предложенную пенсию, заявив, что способна сама заработать на жизнь себе и дочерям. 

Факультетский совет Сорбонны назначил ее на кафедру физики, которую прежде возглавлял ее муж. Когда через шесть месяцев Склодовская-Кюри прочитала первую лекцию, она стала первой женщиной — преподавателем Сорбонны.

Ртуть.

Позор Французской академии

В 1910 году Марии Кюри удалось в сотрудничестве с Андре Дебьерном выделить чистый металлический радий, а не его соединения, как прежде. Таким образом был завершён 12-летний цикл исследований, в результате которого было неоспоримо доказано, что радий является самостоятельным химическим элементом.

После этой работы ее кандидатуру выдвинули на выборах во Французскую академию наук. Но здесь случился скандал — консервативно настроенные академики были полны решимости не пустить женщину в свои ряды. В результате с перевесом в один голос кандидатура Марии Кюри была отклонена.

Это решение стало выглядеть особенно постыдным, когда в 1911 году Кюри получила свою вторую Нобелевскую премию, на сей раз по химии. Она стала первым ученым, который удостаивался Нобелевской премии дважды.

Мария Кюри и Николай Островский.

Цена научного прогресса

Мария Кюри возглавила институт по изучению радиоактивности, в годы Первой Мировой войны стала главой Службы радиологии Красного Креста, занимаясь оборудованием и обслуживанием рентгеновских переносных аппаратов для просвечивания раненых.

В 1918 году Мария стала научным директором Радиевого института в Париже.

В 1920-х годах Мария Склодовская-Кюри была всемирно признанным ученым, встречу с которой за честь почитали лидеры мировых держав. Но здоровье ее продолжало стремительно ухудшаться.

Многолетняя работа с радиоактивными элементами привела к развитию у Марии апластической лучевой анемии. Пагубные последствия радиоактивности впервые изучались на ученых, начинавших исследования радиоактивных элементов. Марии Кюри не стало 4 июля 1934 года.

Мария и Пьер, Ирэн и Фредерик

Дочь Пьера и Марии Ирэн повторила путь матери. Получив высшее образование, она сначала работала ассистентом в Радиевом институте, а с 1921 года стала заниматься самостоятельными исследованиями. В 1926 году она вышла замуж за коллегу, ассистента Радиевого института Фредерика Жолио.

Фредерик Жолио.

Фредерик Жолио. Фото: www.globallookpress.com

Для Ирэн Фредерик стал тем же, чем Пьер был для Марии. Супругам Жолио-Кюри удалось открыть метод, позволяющий синтезировать новые радиоактивные элементы.

Мария Кюри всего год не дожила до триумфа дочери и зятя — в 1935 году Ирэн Жолио-Кюри и Фредерику Жолио совместно была присуждена Нобелевская премия по химии «за выполненный синтез новых радиоактивных элементов». Во вступительной речи от имени Шведской королевской академии наук К. В. Пальмайер напомнил Ирэн о том, как 24 года назад она присутствовала на подобной церемонии, когда Нобелевскую премию по химии получала её мать. «В сотрудничестве с вашим мужем вы достойно продолжаете эту блестящую традицию», — заявил он.

Ирен Кюри и Альберт Эйнштейн.

Ирэн Кюри и Альберт Эйнштейн. Фото: www.globallookpress.com

Ирэн разделила и последнюю участь матери. От длительной работы с радиоактивными элементами у нее развилась острая лейкемия. Лауреат Нобелевской премии и кавалер ордена Почетного легиона Ирэн Жолио-Кюри умерла в Париже 17 марта 1956 года.

Спустя десятилетия после того, как не стало Марии Склодовской-Кюри, вещи, связанные с ней, хранятся в особых условиях и недоступны для простых посетителей. Ее научные записи и дневники до сих пор имеют уровень радиоактивности, опасный для окружающих.

Не жизни разве ради

Первая половина XX стала временем прорыва в теоретической и экспериментальной физике — и одновременно временем слома многих традиционных установлений. Это, в частности, касается и положения женщин в науке. До определенного времени женщины не могли мечтать не то что о научной карьере, но даже о получении высшего образования. Уроженка Варшавы Мария Склодовская, в замужестве Кюри, сумела не только окончить Сорбонну, стать знаменитым ученым и открыть два новых радиоактивных элемента — полоний и радий, но и получить сразу две Нобелевские премии, причем по разным дисциплинам — по физике и по химии. Подробнее о том, какое место Мария Кюри и члены ее семьи заняли в истории развития ядерной физики, читайте в нашем материале.

Замужество ради науки

Долгое время наука и образование оставались практически исключительно мужским занятием. Король Наварры Филипп, живший в XIV веке, предостерегал: «Никто не должен учить женщину буквам и письму, если только она не монахиня. Женское чтение и письмо ведут к великому злу». Тем не менее, постепенно начальное образование становилось доступно женщинам не только в монастырях.

Этот процесс ускорился после того, как Мартин Лютер провозгласил: спасение является личной ответственностью каждого человека (а поэтому необходимо уметь читать Священное Писание). К началу XVIII века 25 процентов англичанок и 14 процентов француженок были грамотными, и к концу века эта доля удвоилась.

Однако двери университетов начали приоткрываться для женщин только во второй половине XIX века, и получение высшего образования все равно требовало от них гораздо больших усилий, чем от мужчин. Во-первых, высшее образование было явно избыточно для традиционной роли женщины как верной спутницы мужа, на которой лежат заботы о доме и детях, поэтому семьи не поддерживали стремление девушек идти в университет.

Во-вторых, существовало множество удивительных предрассудков: например, британские врачи считали, что интенсивные занятия могут повредить яичники и привести к бесплодию.

В-третьих, до начала XX века лишь несколько университетов готовы были принимать студенток, и поэтому женщине, решившей получить высшее образование, зачастую приходилось расставаться с семьей и переезжать в другую страну. Так, Софья Ковалевская была вынуждена фиктивно выйти замуж, чтобы получить возможность выехать из Российской империи (отец отказался дать ей разрешение на самостоятельный выезд), получить образование в Германии и стать одной из первых в мире женщин — профессоров математики.

Мария Склодовская родилась в 1867 году в Варшаве, также на территории Российской империи. Она закончила гимназию с золотой медалью, но, как и Софья Ковалевская, не могла продолжить образование на родине и несколько лет работала гувернанткой, чтобы скопить денег на учебу в Париже. В 1891 году она поступила в Сорбонну, где получила две степени магистра, физики и математики.

В 1894 году Мария познакомилась с Пьером Кюри, известным физиком и специалистом по магнетизму. Марии требовалось помещение, где она могла бы проводить эксперименты, а Пьер заведовал лабораторией в Муниципальной школе индустриальной физики и химии. Работая бок о бок, они обнаружили, что их связывает нечто большее, чем профессиональные интересы, и Пьер Кюри предложил Марии выйти за него замуж.

Сначала Мария не согласилась, поскольку собиралась вернуться в Польшу и работать на родине. Однако Краковский университет отказал ей (снова из-за того, что Мария была женщиной), и Пьеру удалось убедить будущую супругу принять его предложение.

«Я даже не решаюсь представить, как это было бы прекрасно, если бы мы могли прожить наши жизни вместе, очарованные нашими мечтами: твоей патриотической мечтой, нашей гуманистической мечтой и нашей научной мечтой», — писал он в одном из писем.

Первая нобелевская премия

В 1896 году другой французский физик, Анри Беккерель изучал фосфоресценцию одной из солей урана. При фосфоресценции вещество через некоторое время после поглощения света одной длины волны (цвета) излучает свет другой длины волны (например, такое происходит в часах со светящимися стрелками).

Беккерель, как и большинство ученых, был очень впечатлен случившимся в предыдущем году открытием рентгеновских лучей и решил проверить, не станет ли уран после облучения солнечным светом испускать рентгеновские лучи. Для этого он завернул фотопластинку в непрозрачную бумагу, положил на нее металлический крест, на крест образец урановой соли и выставил все это на солнце.

Вечером он развернул бумагу и обнаружил на фотопластинке очертания креста. То есть действительно, после дня, проведенного на солнце, урановый образец испускал лучи, способные проникнуть через непрозрачную бумагу и засветить фотопластинку. Казалось бы, Беккерель должен был обрадоваться и начать писать статью об открытии, но, как грамотный ученый, он решил повторить эксперимент.

Анри Беккерель в лаборатории

Wikimedia Commons

Следующие несколько дней были пасмурные, поэтому Беккерель убрал фотопластинки, крест и урановую соль в темный ящик стола, дожидаясь хорошей погоды, и на время забыл об этом. Погода все не улучшалась, но он, повинуясь наитию, все же решил достать из ящика и проявить фотопластинку.

К своему огромному удивлению Беккерель обнаружил, что изображение креста получилось гораздо более четким, чем в прошлый раз. Это означало, что солнечный свет и фосфоресценция не при чем, а Беккерель столкнулся с каким-то новым видом излучения. (Удивительный пример открытия, случившегося, с одной стороны, исключительно благодаря научной добросовестности, а с другой стороны, совершенно случайно — будь конец февраля 1896 года более солнечным, ничего бы не произошло!)

Открытием Беккереля и заинтересовалась Мария Кюри, как раз искавшая тему для диссертации. Она выяснила, что излучение испускают сами атомы урана (для этого явления она придумала термин «радиоактивность»), причем неважно, как именно при этом атомы организованы в молекулы.

Пьер бросил магнетизм, присоединился к исследованиям жены и договорился с Австрийской академией наук, что Австрия бесплатно предоставит им отвалы из урановых шахт Йоахимшталя в Чехии. Исследовав несколько тонн урановой руды, Мария и Пьер обнаружили, что она содержит новые, пока не известные науке химические элементы, гораздо более радиоактивные, чем уран.

Будущие нобелевские лауреаты Пьер, Ирэн и Мария Кюри в 1902 году

Wikimedia Commons

Супруги Кюри предложили назвать эти элементы полонием (в честь родины Марии) и радием.

В 1903 году Мария Кюри защитила диссертацию и стала первой женщиной, получившей докторскую степень по физике в Сорбонне. Исследование радиоактивности произвело впечатление и на нескольких видных членов Французской академии наук. В 1903 году Нобелевский комитет получил 6 номинаций в пользу Анри Беккереля и 5 номинаций в пользу Пьера Кюри. Мария Кюри получила всего одну номинацию.

Вероятнее всего, Мария осталась бы без премии, если бы один из членов Нобелевского комитета, Геста Миттаг-Лефлер, не решил написать об этом Пьеру (интересно, что Миттаг-Лефлер также помог Софье Ковалевской получить позицию профессора в Стокгольмском университете). Тот в ответ стал настаивать на том, что вклад Марии в открытие был никак не меньше его собственного, и в итоге Анри Беккерель, Пьер и Мария Кюри получили Нобелевскую премию по физике 1903 года. Мария стала первой в истории женщиной-лауреатом.

Радиация и философский камень

Открытие супругов Кюри и Беккереля заинтересовало Эрнеста Резефорда, молодого сотрудника Кавендишской лаборатории в Оксфорде (о котором мы уже писали). Он выявил два вида радиоактивных лучей: альфа — поток положительно заряженных ядер гелия (позже он использовал их в эксперименте по определению структуры атома) и бета — поток отрицательно заряженных электронов.

Альфа-распад. Ядро, в котором было Z протонов (красные шарики) и Y нейтронов (синие) распадается на α-частицу (ядро атома гелия с 2 протонами и 2 нейтронами) и осколок с Z-2 протонами и Y-2 нейтронами. Например: 92238U —> 90234Th + 24He. (Индекс внизу — заряд ядра, то есть количество протонов Z, индекс вверху — масса ядра, то есть сумма числа протонов и нейтронов Z+Y.)

Бета-распад. Один из нейтронов ядра распадается на протон, электрон и антинейтрино. Электрон уходит в бета-излучение, ядро превращается в ядро элемента со следующим атомным номером, но той же массой (Z —> Z + 1). Например: 614C —> 714N + e + ν̅e.

Вскоре французский физик Поль Виллар открыл третий вид излучения, гамма, — электромагнитные волны высокой частоты.

В 1898 году Резерфорд получил должность профессора физики в Университете Макгила в Канаде. Для Резерфорда это была большая удача, позволившая ему забрать из Новой Зеландии свою невесту Мэри Ньютон, с которой они были помолвлены уже несколько лет, но из-за отсутствия средств не могли пожениться и жить вместе.

Вместе с химиком Фредериком Содди Резерфорд показал, что при радиоактивном излучении происходит превращение одних химических элементов в другие, а также открыл закон радиоактивного распада: для каждого радиоактивного вещества можно определить период полураспада — время, за которое в образце распадется половина атомов вещества.

Распад радиоактивного изотопа йода 53131I. Период полураспада составляет приблизительно 8 дней. Период полураспада определяет радиоактивность изотопа. Чем он больше, тем меньше атомов распадается за то же время, испуская радиоактивное излучение.

Позже Содди сделал еще одно открытие, принесшее ему Нобелевскую премию по химии в 1921 году: он показал, что атомы одного и того же элемента, обладающие одинаковыми химическими свойствами, могут иметь разный вес. Он назвал их изотопами (от греческих слов ισος — «одинаковый», и τόπος — «место»), то есть занимающими одно и то же место в таблице Менделеева.

Резерфорд получил свою Нобелевскую премию в 1908 году, также по химии. Ему часто приписывают фразу: «Все науки делятся на физику и коллекционирование марок», так что решение Нобелевского комитета надо признать довольно остроумным.

Во время Первой мировой войны Резерфорд работал над устройством для обнаружения немецких подводных лодок, угрожавших Великобритании морской блокадой. В 1919 году, вернувшись к занятиям чистой наукой, он сделал еще одно поразительное открытие: бомбардируя атомы азота альфа-частицами, Резерфорд обнаружил, что столкновение может выбивать протон из ядра атома азота, а альфа-частица при этом сливается с тем, что осталось, образуя кислород: 24He + 714N —> 817O + 11H. Физик научился превращать одни химические элементы в другие, неожиданно реализовав многовековые мечты алхимиков!

Философский камень своими руками

Тем не менее попытки добиться ядерной реакции с другими элементами поначалу ни к чему не приводили. Дело в том, что альфа-частицы, испускаемые природными источниками, такими как уран или открытый Кюри радий, — медленные. Из-за положительного заряда они отталкиваются от ядра и не могут подлететь к нему достаточно близко, чтобы вступить в реакцию.

Зато их можно ускорить с помощью электрического поля. В 1932 году такой ускоритель был построен в Кавендишской лаборатории, и молодые сотрудники Резерфорда Джон Кокрофт и Эрнест Уолтон провели первую полностью рукотворную ядерную реакцию между водородом и литием (и получили за это Нобелевскую премию в 1951 году).

«Сокрушитель атомов» в исследовательском центре компании Westinghouse — ускоритель такого же типа, как у Кокрофта и Уолтона, построенный в 1937 году

Wikimedia Commons

Ускорители были сложными, громоздкими и дорогими устройствами — и остаются такими по сей день: один из самых современных, Большой адронный коллайдер в Швейцарии, занимает подземный тоннель длиной 30 километров, а его строительство обошлось почти в 5 миллиардов долларов. Поэтому Резерфорд с начала 20-х годов мечтал иметь какой-то более простой инструмент, чтобы добираться до атомных ядер.

Идеально было бы бомбардировать ядра не протонами и альфа-частицами, а чем-то не имеющим заряда. Нейтральная частица, даже медленная, не отталкивалась бы от положительно заряженного ядра и могла бы подлетать сколь угодно близко. К сожалению, обе известные элементарные частицы, протон и электрон, которых было вполне достаточно, чтобы сконструировать весь наблюдаемый мир, заряд имели.

Напомним, что вещество состоит из атомов, атомы — из ядра и электронов. Ядро же могло бы состоять из A протонов и B электронов, где A — масса ядра, а A − B = Z — заряд ядра. Такая структура, правда, входила в противоречие с квантовой механикой, однако ведущие теоретики того времени были готовы принять, что квантовая механика не работает на уровне ядра, подобно тому как классическая механика не работает на уровне атома.

Резерфорд предложил своему сотруднику Джеймсу Чедвику попробовать найти гипотетическую нейтральную частицу. Поначалу Чедвик не испытывал большого энтузиазма и сомневался в том, что нейтральная частица должна существовать только потому, что Резерфорду было бы удобно использовать ее для бомбардировки ядер, однако отказать не смог. В 1932 году Чедвик обнаружил нейтрон при облучении бериллия альфа-частицами.

Такие же эксперименты проводили дочь Пьера и Марии Кюри Ирэн и ее муж Фредерик Жолио-Кюри в Париже. Однако они приняли незаряженное излучение бериллия за гамма-излучение, и Нобелевская премия по физике за 1935 год ушла Чедвику.

Джеймс Чедвик. Вообще-то он хотел стать математиком, но на собеседовании в Манчестерском университете случайно встал не в ту очередь. Когда Чедвик осознал, что экзаменатор спрашивает его по физике, то постеснялся признаться в ошибке.

Wikimedia Commons

Супруги, тем не менее, продолжили наблюдения и заметили, что при облучении альфа-частицами алюминиевой мишени она продолжала излучать даже после того, как источник альфа-частиц был убран. В результате очень тонких экспериментов (масса радиоактивного вещества была меньше одной квадриллионной (10-15) грамма, а период полураспада составлял всего 3 минуты) Ирэн и Фредерик доказали, что превратили алюминий в радиоактивный изотоп фосфора, который в природе не встречается: 1327Al + 24He —>1530P +01n.

Это означало, что если первая пара по фамилии Кюри открыла естественную радиоактивность веществ, встречающихся в природе, то вторая научилась создавать радиоактивные элементы самостоятельно. За открытие искусственной радиоактивности Ирэн и Фредерику Жолио-Кюри в том же 1935 году была присуждена Нобелевская премия по химии.

Фредерик и Ирэн Жолио-Кюри в лаборатории

Wikimedia Commons

Нобелевский комитет особенно отметил практическую важность этого открытия. Например, искусственно созданные радиоактивные изотопы нашли важнейшее применение в биологии. Будучи введенными в небольшом количестве в живой организм, они включаются в состав клеток (ведь их химические свойства не отличаются от встречающихся в природе стабильных изотопов) и работают «маячками» — по испускаемому ими излучению можно наблюдать за процессами, происходящими внутри организма, в реальном времени.

Радиевые девушки

Однако до середины тридцатых годов, когда Жолио-Кюри совершили свое открытие, практическое применение радиоактивности принесло, вероятно, не меньше вреда, чем пользы.

В 1902 году Беккерель одолжил у Пьера Кюри пробирку с соединением радия для демонстрации на публичной лекции и положил ее в жилетный карман. После лекции он обнаружил у себя на груди покраснение в форме пробирки и сделал вывод, что радиоактивное излучение может воздействовать на биологические ткани.

Чтобы проверить это заключение, Пьер Кюри привязал пробирку с радием к предплечью и носил, не снимая, 10 часов, что привело к возникновению тяжелой язвы, не проходившей два месяца.

Но гораздо большее внимание привлекло другое наблюдение: оказалось, что многие природные источники минеральных вод содержат небольшие количества радиоактивных элементов. А из этого, казалось бы, следовало, что радиация должна укреплять здоровье. В 20-е и 30-е годы активно выпускались и рекламировались радиоактивная зубная паста, духи, помада, кремы для лица, шоколад, сигареты и даже презервативы.

Реклама радиоактивного «Боржоми» в 1929 году

Больницы закупали аппараты, насыщающие воду радиоактивным газом радоном, и предлагали пациентам принимать радоновые ванны. Удивительно, но спа-курорты, предлагающие оздоровление с помощью радоновых ванн, существуют до сих пор: один из них находится в чешском городе Яхимов, бывшем Йоахимштале, откуда Пьер и Мария Кюри получили урановую руду для экспериментов. Полезность таких процедур, очевидно, вызывает большие сомнения.

В США популярностью пользовался препарат «Радитор» — радий, растворенный в дистиллированной воде, который рекламировался как «лекарство для живых мертвецов» и обещал излечение от множества недугов, включая артрит, ревматизм, слабоумие, рак желудка и импотенцию.

Немецкая зубная паста с добавлением тория

Явный вред здоровью от радиоактивного излучения проявляется при накоплении достаточной дозы, поэтому убедительные свидетельства опасности всех этих средств начали появляться только к концу 1920-х годов.

Так, известный американский спортсмен и промышленник Эбен Байерс умер в 1932 году от рака челюсти и мозга после активного приема «Радитора». Этот случай широко обсуждался в прессе: газета The New York Times вышла с заголовком «Радиевая вода работала отлично, пока он не лишился челюсти», и инициировала дискуссию о том, чтобы законодательно ограничить использование радиоактивных материалов.

Еще больший резонанс вызвало дело «радиевых девушек». Молодые женщины работали на фабриках по производству часов со светящимися стрелками, в частности для армии США, где с помощью кисточек наносили на стрелки и циферблат люминесцентную краску, содержащую радий. Руководство фабрик не предупреждало их о токсичности краски (хотя, судя по данным расследования, достоверно знало об этом), более того, в целях ускорения процесса девушкам рекомендовали использовать губы и язык для придания кисти формы.

«Радиевые девушки» за работой, 1932 год

Wikimedia Commons

Это привело к многочисленным случаям анемии, ломкости костей и некроза челюсти у работниц. Тем не менее работодатели «радиевых девушек» отказывались признавать свою вину и даже заявляли, что дело не в токсичной краске, а в сифилисе.

В 1928 году в возрасте 45 лет от вызванной радием апластической анемии умер Сабин Арнольд фон Сохоцкий, изобретатель краски и сооснователь одного из крупнейших производителей часов со светящимися стрелками. Лишь после этого фабрики ужесточили контроль над техникой безопасности при работе с радиоактивными веществами и под давлением судов начали выплачивать компенсации «радиевым девушкам».

Вторая Нобелевская премия и скандалы

И все-таки, несмотря на спекуляции с радиоактивной зубной пастой и радиевыми ваннами, радиотерапия доказала свою эффективность почти сразу после открытий Беккереля и Кюри. Например, при лечении опухолей — правда, только тех, которые располагались близко к поверхности тела. Для борьбы с внутренними опухолями энергии частиц, испускаемых естественными источниками радиоактивного излучения, было недостаточно, но эффективность лечения резко возросла после изобретения ускорителей.

В 1911 году Мария Кюри впервые в истории получила вторую Нобелевскую премию, на этот раз по химии. Премию ей дали, в частности, за то, что в 1910 году исследовательница смогла выделить чистый радий — элемент значительно более радиоактивный, чем уран, и поэтому гораздо более пригодный для медицинских и научных приложений.

Это открытие Мария сделала одна, поскольку Пьер в 1906 году погиб под колесами конного экипажа, переходя улицу в Париже. Мария, оставшись с двумя дочерьми, отказалась от пенсии, предложенной французским правительством, но согласилась исполнять обязанности Пьера в Сорбонне и стала первой женщиной-профессором в этом университете, а также руководила лабораторией радиоактивности в организованном в 1909 году Институте радия.

После получения первой Нобелевской премии в 1903 году Мария Кюри постоянно была в центре внимания прессы, обычно очень благожелательного. Однако все изменилось, когда незадолго перед вручением второй премии стало известно о ее романе с Полем Ланжевеном, ее коллегой по Институту радия и бывшим учеником Пьера Кюри.

Газеты не могли простить разрушения образа самоотверженной вдовы, после смерти мужа посвятившей себя исключительно детям и науке. Скандал подогревало и то, что Ланжевен был женат и воспитывал четверых детей, а Кюри была иностранкой.

«Лучи радия, который так загадочно светится … зажгли огонь в сердце ученого, который самозабвенно изучал их действие; но жена и дети этого ученого в слезах», — писал Le Journal 4 ноября 1911 года, чуть больше чем за месяц до церемонии вручения Нобелевской премии. Особенно неистовствовала правая пресса, намекая на то, что разрушительница французской семьи, вероятно, была еврейкой, а роман начался еще при жизни Пьера Кюри и, возможно, стал причиной его самоубийства (все это было ложью).

Из-за скандала Нобелевский комитет экстренно попросил Марию не приезжать на церемонию вручения премии, но она отказалась, поскольку считала, что ее личная жизнь не имеет отношения к научным достижениям, за которые ее награждали. Тем не менее, отношения с Полем Ланжевеном были разорваны (интересно, что внучка Кюри и внук Ланжевена поженились в 1948 году), и ей пришлось примерно на год прервать работу в Институте радия.

Во время Первой мировой войны Мария Кюри посвятила себя организации рентгеновской диагностики раненых французских солдат — это было чрезвычайно важно, поскольку помогало врачам точно определить положение пули или шрапнели, застрявших в теле. Она придумала оснащать грузовики рентгеновскими аппаратами, чтобы эти мобильные лаборатории могли делать снимки прямо на поле боя. Во французской армии их называли Petite Curie — Маленькие Кюри.

Мария Кюри за рулем Petite Curie

Wikimedia Commons

Мария Кюри специально научилась водить машину и вместе с семнадцатилетней дочерью Ирэн работала на одном из этих грузовиков (Ирэн за это получила орден, а Мария — нет, что, возможно, было еще одним последствием скандального романа). Всего Мария Кюри организовала 20 мобильных и 200 стационарных лабораторий и обучила персонал для работы на них. За годы войны они сделали более миллиона рентгеновских снимков, позволивших спасти множество жизней и предотвратить немало тяжелых увечий.

После войны Мария Кюри была назначена директором Института радия и превратила его в ведущий мировой центр ядерных исследований. Она умерла от лейкемии в 1934 году в возрасте 66 лет. Ее записные книжки радиоактивны до сих пор.

Чисто научный интерес

Кроме медицины, существовала еще одна интригующая возможность практического применения ядерной физики. Оказалось, что ядерная реакция, которую открыли Кокрофт и Уолтон, 11H + 37Li —> 2 24He, идет с выделением энергии. Откуда она берется?

Эрнест Резерфорд (в центре) с Джоном Кокрофтом и Эрнестом Уолтоном

Wikimedia Commons

Оказывается, общая масса получающихся в результате двух ядер гелия немного меньше суммы масс водорода и лития, и эта разница переходит в энергию. Таким образом, эксперимент Кокрофта и Уолтона впервые непосредственно подтвердил формулу Эйнштейна E = mc2.

Использование энергии ядерных превращений, конечно, страшно заинтересовало (и обеспокоило) журналистов, однако Резерфорд, главный авторитет в этой области, был настроен скептически. «Эти превращения атомов представляют исключительный интерес для ученых, но мы не сможем управлять атомной энергией в такой степени, чтобы это имело какую-нибудь коммерческую ценность. И я считаю, что вряд ли мы когда-нибудь окажемся способны это сделать. Наш интерес к этой проблеме чисто научный», — заявил он в интервью «Таймс» в 1933 году.

Евгений Гельфер

Кюри, Пьер — Википедия

В Википедии есть статьи о других людях с фамилией Кюри.

Пьер Кюри́ (фр. Pierre Curie; 15 мая 1859 года, Париж, Французская империя, — 19 апреля 1906 года, Париж, Третья Республика) — французский учёный-физик, один из первых исследователей радиоактивности, член Французской Академии наук, лауреат Нобелевской премии по физике за 1903 год. Муж Марии Склодовской-Кюри.

Биография

Родился в семье врача, был младшим из двух сыновей.

Получил домашнее образование. Уже в возрасте 16 лет получил ученую степень бакалавра Парижского университета, а спустя еще два года стал лиценциатом физических наук. С 1878 ассистентом работал вместе со старшим братом Жаком в минералогической лаборатории Сорбонны. Вдвоем они открыли пьезоэлектрический эффект. Затем перешёл в Школу физики и химии Сорбонны с 1895 года заведовал кафедрой.

В 1894 году встретил Марию Склодовскую, польскую студентку физического факультета Сорбонны из Российской империи.
Они поженились 26 июня 1895 года, через несколько месяцев после того, как Пьер защитил докторскую диссертацию. После рождения первой дочери Ирен они, начиная с 1897 года, исследовали явление радиоактивности.

Изучение радиоактивности

В 1896 году Анри Беккерель открыл, что урановые соединения постоянно испускают излучение, способное засвечивать фотографическую пластинку. Выбрав это явление темой своей докторской диссертации, Мария стала выяснять, не излучают ли другие соединения «лучи Беккереля». Мария Кюри побудила Пьера провести сравнение соединений урана, полученных из разных месторождений, по интенсивности их радиации — соли урана в то время использовались для получения цветного стекла (как, например, руда урановая смолка Pechblende).
Методом их работы было измерение степени ионизации воздуха, интенсивность которой определялась по силе тока между пластинами. Оказалось, что образцы руды, доставленные из месторождения Йоахимсталь в Чехии, демонстрируют вчетверо более сильную ионизацию, чем другие[прояснить (не указан комментарий)]. Этот эксперимент 1898 года дал основание предположить, что исследователи имеют дело с присутствием ещё одного радиоактивного вещества помимо урана.

Пьер и Мария Кюри

В июле 1898 года Кюри опубликовали статью «О радиоактивном веществе, содержащемся в урановой смоляной обманке» («Sur une substance radioactive contenue dans le pechblende»[7]), в которой сообщали об открытии одного из элементов, названного полонием в честь Польши, родины Марии Склодовской. В декабре они объявили об открытии второго элемента, который назвали радием. Оба новые элементы были во много раз радиоактивнее, чем уран или торий, и составляли одну миллионную часть урановой смоляной обманки.

Тогда же перед супругами встал вопрос о патентовании своего открытия. И они решили не предпринимать никаких шагов в этом отношении, предоставив своё открытие безвозмездно на пользу человечества.

Не имея лаборатории и работая в помещении институтской кладовки, а позже в сарае на улице Ломон в Париже, супруги Кюри в последующие четыре года (с 1898 по 1902 год) переработали восемь тонн уранинита, чтобы выделить из руды радий в достаточном для определения его атомного веса количестве[8]. Работая в примитивных и вредных условиях, они проводили операции химического разделения в огромных чанах в сарае, а все анализы — в крохотной, бедно оснащенной лаборатории Муниципальной школы.

Признание и гибель

В 1903 году Шведская королевская академия наук присудила Пьеру и Марии Кюри Нобелевскую премию по физике за 1903 год. Пьер и Мария Кюри получили половину награды «в знак признания … их совместных исследований явлений радиации, открытых профессором Анри Беккерелем». Теперь они наконец получили возможность оснастить свою лабораторию необходимой аппаратурой и купить для своей квартиры ванну.

Помимо Нобелевской премии, Пьер Кюри был удостоен еще нескольких наград, включая медаль Дэви Лондонского королевского общества (1903) и золотую медаль Маттеуччи Национальной Академии наук Италии (1904).

В октябре 1904 года Пьер Кюри был назначен профессором физики Сорбонны, а Мария Кюри — заведующей лабораторией, которой ранее руководил ее муж. В 1905 году был избран академиком во Французскую академию наук. Специально для него в Парижском университете была образована кафедра общей физики и радиоактивности.

В дождливый день 19 апреля 1906 года Пьер Кюри трагически погиб, когда, переходя улицу в Париже, поскользнулся и попал под конный экипаж. Колесо телеги раздавило ему голову, смерть наступила мгновенно.

В 1995 году его прах вместе с прахом жены был перезахоронен в Пантеоне.

Семья

Научная деятельность

Пьер Кюри сформулировал ряд идей симметрии. Он утверждал, что нельзя рассматривать симметрию какого-либо тела, не учитывая симметрию окружающей среды.[9]

Научные достижения

Память

Сочинения

  • Oeuvres, P., 1908; в рус. пер.: Избр. труды, М. — Л., 1966 (сер. Классики науки).

Библиография

Примечания

Ссылки

Мария Кюри — Википедия бахаса Индонезия, энсиклопедия бебас

Мария Саломея Склодовска-Кюри (лахир-ди-Варсава, Польша, 7 ноября 1867 г. — 4 июля 1934 г., пада умур, 66 тахун) Кимиа пада 1911. Институт Кюри им. Я. Мендирикана. Bersama dengan suaminya, Pierre Curie, ia menemukan unsur radium.

Кюри адалах ванита пертама янь мераих Хадиа Нобель дан оранг пертама янь меменанги дуа Хадиа Нобель далам дуа биданг бербеда.Ia adalah salah satu peneliti terpenting dalam bidang radiasi дан efeknya sebagai perintis radiologi. Catatan miliknya berisi tentang radioaktif, sampai baru-baru ini seorang cucu perempuannya mendekontaminasinya.

Мария Кюри dibesarkan di Polandia dalam keluarga guru. Karena krisis di Polandia, я jatuh miskin дан harus hidup hemat. Ян лебих menyedihkan lagi, ia harus sembunyi-sembunyi untuk belajar ilmunya. Pada tahun 1891 Marie melanjutkan studinya tentang Fisika dan Matematika di Universitas Sorbonne.Baru setelah dia pergi ke Paris Untuk sekolah di Universitas Sorbonne maka dia bisa lebih leluasa untuk melakukan riset sampai akhirnya dari bekalnya itu dia mampu mengisolasi radium dari labratorium tuanya yang sederhana; дари sinilah awal kepopulerannya.

Келуарга [песня | загар]

Мария Кюри lahir di Warsawa, Polandia pada 7 ноября 1867. Ayahnya, Wladyslaw, adalah seorang Instruktur matematika dan fisika. Ibunya, Bronislawa, juga berprofesi sebagain guru, meninggal karena tuberkulosis pada saat Curie berusia 10 tahun.Мария Кюри адала анак бунгсу дари лима берсаудара. Keempat saudaranya adalah Зося, Йозеф, Броня, дан Хела. Semasa kecil Мария Кюри tumbuh menjadi anak yang cerdas dengan rasa ingin tahu yang tinggi дан cemerlang di sekolah. [3]

Pendidikan [загорать | загар]

Мария Кюри tidak dapat melanjutkan pendidikan tinggi di Universitas Warsawa yang hanya menerima mahasiswa pria. Ia melanjutkan pendidikan di «Universitas terapung» Warsawa янь merupakan kelas неформальный bawah tanah янь diadakan secara rahasia. [3]

Мария Кюри дана saudara perempuannya, Bronya, bermimpi untuk melanjutkan pendidikan di luar negeri untuk mendapatkan gelar secara resmi. Намун, карена кекуранган бия, мерека мемутускан унтук менемпух пендидикан секара бергантян. Мари bekerja untuk mendukung saudarinya янь bersekolah, дан kemudian saudarinya nantinya mendukung Marie setelah ia lulus. Олег Карена Иту, Селама Лима Тахун, Мари Бекерджа Себагай наставник дан Менгаджар анак-анак ди румах. Мари menggunakan waktu luang Untuk Belajar tentang fisika, kimia dan matematika.

Пада тахун 1891 Мария Кюри акхирня bisa melanjutkan pendidikan di Universitas Sorbonne, Paris. Selama di Universitas, ia mulai belajar dengan antusias дан penuh semangat. Намун, карена кекуранган бия, сехар-хари иа ханья макан роти ментега дан тех ян кемудиан menyebabkan kesehatannya каданг мембурук.

Мария Кюри meraih gelar master di bidang fisika pada tahun 1893 дан kemudian master di bidang matematika pada tahun berikutnya.

Bersama suaminya дан Анри Беккерель, Marie Curie meraih Hadiah Nobel Fisika pada tahun 1903 Untuk karyamerka tentang radioaktivitas.Mereka kemudian menggunakan uang Hadiah Untuk melanjutkan penelitian. Dengan kemenangan ini, Мария Кюри kemudian juga mendapat reputasi internasional atas usahanya bidang ilmu pengetahuan. [3]

Памятник 1935 г., menghadap ke Institut Radium, Варшава

Marie mengunjungi Polandia Untuk yang terakhir kalinya pada awal tahun 1934. [4] [5] Ia tak mengetahui bahaya zat radioaktif saat mencoba mengisolasinya, sehingga terlalu terlalu terlalu terlous melakukan de lakukan.Radiasi sinar radium yang berlebih memberi dampak negatif bagi tubuhnya, ia mengidap анемия. Tiga bulan kemudian pada tanggal 4 июля 1934 года в Верхней Савойе, Curie mengembuskan napas terakhirnya. [6] [7] Dunia kehilangan seorang wanita tangguh yang berjasa pada pengembangan pengetahuan дан kemanusiaan.

,

Пьер Кюри — Википедия bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas

Untuk satuan yang dinamakan menurut tokoh ini dan istrinya, lihat curie.

Пьер Кюри

Pierre Curie (lahir di Paris, 15 Mei 1859 — meninggal di Paris, 19 апреля 1906 pada umur 46 tahun) adalah seorang pionir dalam bidang kristalografi, magnetisme, dan radioaktivitas berkebangsaan Prancis.

Setelah menyelesaikan pendidikan sarjananya pada usia 18 tahun, ia bekerja sebagai seorang Instruktur Laboratorium.Пада тахун 1881, Пьер дан Саудара лелакинья, Жак берхасил mendemonstrasikan bahwa kristal-kristal dapat meleleh saat dialiri medan listrik. Hampir seluruh sirkuit listrik digital saat ini menggunakan langkah ini dalam bentuk osilator kristal.

Pierre Curie mempelajari ferromagnetisme, paramagnetisme, dan diamagnetisme Untuk tesis doktoratnya, dan menemukan pengaruh suhu terhadap paramagnetisme yang kini dikenal sebagai Hukum Curie. Ia bekerja dengan istrinya, Marie Curie dalam mengisolasikan polonium dan radium.Mereka berdua adalah orang-orang pertama янь menggunakan istilah ‘radioaktivitas’, дан merupakan penggagas dalam bidang tersebut.

Пьер дан салах сооранг муридня джуга адалах оранг пертама ян менемукан тенага нуклир, мелалуи идентификаторы терхадап пенгелуаран панас янь беркеланджутан дари партикел-партикель радий.

Bersama dengan istrinya, Marie, Pierre dianugerai Penghargaan Нобелевский далам Fisika pada tahun 1903 sebagai «pengakuan terhadap jasa-jasa luar biasa yang telahmereka lakukan dalam penelitian mengukuan mengenias.»

Pierre meninggal dunia akibat kecelakaan kendaraan di Paris pada 19 апреля 1906 г.

Putri Pierre dan Marie Curie, Irène Joliot-Curie, serta menantumerka, Jean Joliot-Curie juga adalah fisikawan-fisikawan yang terlibat dalam penelitian radioaktivitas.

,

точка Кюри | физика | Britannica

Точка Кюри , также называемая Температура Кюри , температура, при которой определенные магнитные материалы претерпевают резкое изменение своих магнитных свойств. В случае горных пород и минералов остаточный магнетизм проявляется ниже точки Кюри — около 570 ° C (1060 ° F) для обычного магнитного минерала магнетита. Эта температура названа в честь французского физика Пьера Кюри, который в 1895 году открыл законы, связывающие некоторые магнитные свойства с изменением температуры.

Ниже точки Кюри — например, 770 ° C (1418 ° F) для железа — атомы, которые ведут себя как крошечные магниты, спонтанно выстраиваются в определенные магнитные материалы. В ферромагнитных материалах, таких как чистое железо, атомные магниты ориентированы в каждой микроскопической области (домене) в одном направлении, так что их магнитные поля усиливают друг друга. В антиферромагнитных материалах атомные магниты чередуются в противоположных направлениях, так что их магнитные поля нейтрализуют друг друга. В ферримагнетиках самопроизвольное расположение представляет собой комбинацию обоих паттернов, обычно с участием двух разных магнитных атомов, так что происходит только частичное усиление магнитных полей.

Повышение температуры до точки Кюри для любого из материалов этих трех классов полностью нарушает различные спонтанные устройства, и остается только слабый вид более общего магнитного поведения, называемый парамагнетизмом. Одна из самых высоких точек Кюри составляет 1121 ° C (2050 ° F) для кобальта. Повышение температуры выше точки Кюри приводит к примерно одинаковым картинам уменьшения парамагнетизма во всех трех классах материалов. Когда эти материалы охлаждаются ниже точки Кюри, магнитные атомы самопроизвольно перестраиваются, так что ферромагнетизм, антиферромагнетизм или ферримагнетизм возрождается.

Антиферромагнитная точка Кюри называется температурой Нееля в честь французского физика Луи Нееля, который в 1936 году успешно объяснил антиферромагнетизм.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего 1768 First Edition с подпиской.
Подпишитесь сегодня
,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.