Как-то раз...
1898год. Июль. Декабрь
«Является ли познание тайн природы выгодным для человечества, достаточно ли человечество созрело, чтобы извлекать из него только пользу, или же это познание для него вредоносно?
Я лично принадлежу к людям мыслящим, что человечество извлечет из новых открытий больше блага, чем зла».
ПЬЕР КЮРИ
Докторская диссертация
Перенесемся опять в Париж. Шло последнее десятилетие прошлого века. В Парижском институте физики работал молодой французский ученый профессор Пьер Кюри. Он в основном занимался изучением кристаллов. К 90-м годам, когда ему уже было 30 лет, Пьер Кюри выполнил ряд блестящих работ по изучению физических явлений в кристаллах.
В 1892 г. в Париж приехала молодая польская девушка Мария Склодовская. Она окончила в Варшаве гимназию и в течение нескольких лет работала учительницей. Но ее очень интересовала физика, и Мария решила получить высшее физическое образование в Париже. Там она слушала лекции в Сорбонне и посещала собрания физического общества. На одном из заседаний Пьер Кюри и Мария Склодовская познакомились. Вскоре они полюбили друг друга и в 1895 г. поженились.
В 1897 г. перед Марией Склодовской-Кюри встал вопрос о выборе темы для самостоятельного научного исследования. Она уже заканчивала курс обучения, и ей нужно было подумать о докторской диссертации.
Мария была уже знакома с работами Анри Беккереля. Но раньше она не очень задумывалась над этим нашумевшим явлением — испусканием ураном лучей. Под руководством своего мужа Пьера Кюри Мария, как и он, занималась изучением кристаллов, а эта тема не была связана с беккерелевыми лучами.
Но теперь, чем больше она перелистывала страницы научных журналов, подыскивая себе тему для диссертации, тем больше ее увлекало явление, открытое Беккерелем. В самом деле, откуда берется та энергия, которую непрерывно излучает уран? Какова природа этого излучения? Какие тайны природы скрыты за этим явлением? Мария Кюри снова и снова перечитывает статьи Беккереля. Постепенно ей становится ясно, что лучшей темы для докторской диссертации не найти. Ее особенно привлекало то, что, кроме работ Беккереля, о явлении испускания лучей ураном ничего не было опубликовано. Итак, решение принято.
И хотя Мария была не из тех людей, которые меняют свое решение, она все-таки решила посоветоваться со своим мужем. Ведь он старше ее, опытнее и, кроме того, самый близкий человек. Оказалось, что Пьер сам не раз задумывался над явлениями, связанными с беккерелевыми лучами. Поэтому решение жены он сразу же одобрил. Более того, он решил принять участие в этих исследованиях.
Итак, тема диссертации выбрана окончательно, задачи ясны. Теперь за дело.
>
Рождение всем известного термина
Мария Кюри начала опыты в лаборатории Парижского института физики. Прежде всего она стала выяснять, зависит ли излучение, испускаемое ураном, от внешних условий. Мария установила, что это излучение не зависит от вида химического соединения, в котором находится уран. Нагревание и охлаждение препарата с ураном также не влияло на интенсивность испускаемых лучей. Не влияло на него и то, находилось ли вещество с ураном в темноте или при сильном освещении. Интенсивность испускания беккерелевых лучей всегда и при всех условиях была одной и той же. Она зависела от количества урана, находящегося в соединении. Чем больше урана, тем больше интенсивность испускания лучей, и наоборот. И Мария Кюри пришла к выводу, что излучение — это свойство атомов урана.
Естественно, у нее возник вопрос: а нет ли других веществ, испускающих такие же лучи? После упорных поисков она нашла такое вещество. Им оказался торий. Он так же, как и уран, испускал лучи и примерно с такой же интен
Так появился новый термин — радиоактивность. И происходит он от латинского слова «радиус», что означает «луч». Этот термин прочно вошел в биографию атома. А термин «беккерелевы лучи» как-то не прижился. Сейчас его уже никто не употребляет.
Излучающий незнакомец
Мария Кюри решила теперь получить уран в чистом виде. Снова проведена серия многочисленных опытов, и почти чистый уран получен. Но странное дело: этот почти чистый уран излучает гораздо слабее, чем руда, из которой он извлекался. Проверили еще и еще раз. Получается то же самое. Супруги Кюри начали проверять интенсивность излучения различных минералов урана. И тут обнаружили, что излучение некоторых из них было сильнее, чем это должно быть, судя по содержанию в них урана.
Эта «ненормальность» в поведении различных минералов урана очень удивила супругов Кюри. Напрашивался вывод: значит, в руде, которую обрабатывала Мария Кюри, присутствовало какое-то другое вещество, излучающее сильнее, чем уран. Что же это за излучающий незнакомец? В том, что это был новый элемент, супруги Кюри не сомневались. Ведь все известные излучающие элементы были ими изучены. И Мария Кюри начала поиски этого незнакомца.
Снова начались многочисленные опыты. А они проводились так. Брали радиоактивное вещество и воздействовали на него различными химическими способами. Получались растворы. Растворы отбирались по степени радиоактивности. С наиболее радиоактивными растворами снова проводили химические реакции и снова производили отбор. Так были получены два разных химических раствора, не содержавших урана, но они, тем не менее, были радиоактивными.
Отсюда супруги Кюри сделали вывод: это был не один таинственный излучающий незнакомец, как раньше предполагалось, а два. Теперь нужно дать им имена. По праву первооткрывателя Мария Кюри предложила назвать один радиоэлемент полонием (в честь ее родины Польши), а другой — радием.
Сообщение об открытии полония супруги Кюри сделали в июле 1898 г., а радия — полгодом позже. Эти даты вошли в биографию атома, как даты большого открытия.
Находка в заброшенном сарае
Итак, полоний и радий открыты. Но их еще никто не видел. Ведь они пока находились только в растворах. А для того чтобы доказать, что они действительно существуют, нужно их выделить в чистом виде. Кроме того, просто было очень интересно увидеть эти элементы. Какие они, каков их цвет, вес, плотность и т. д.? Ведь все это необходимо знать для дальнейших исследований.
Но сразу возникли две проблемы: где найти помещение для этой большой работы и где достать урановую руду?
Первый вопрос разрешился довольно быстро, хотя и не совсем удачно. В одном из парижских дворов подыскали заброшенный дощатый сарай. В нем был асфальтовый пол, крыша стеклянная и к тому же дырявая. Была печка, но она совсем не давала тепла. Позднее Пьер Кюри как-то сделал в дневнике запись о том, что работа проводилась при температуре всего лишь шесть градусов выше нуля! Помещение, конечно, не подходящее для научной работы. Но энтузиазм и настойчивость этих двух скромных тружеников науки были настолько велики, что они без колебаний остановились на этом помещении.
Сложнее оказалось с урановой рудой. Она была очень дорогой, и супруги Кюри не могли купить на свои скромные средства достаточного количества этой руды. Тем более, что руда добывалась в Австрии. Из нее там извлекали уран, который в виде солей применялся для окрашивания стекол и фарфора. Мария и Пьер Кюри обратились с просьбой к австрийскому правительству продать им несколько тонн отходов руды. Этому посодействовала Венская академия наук, и супруги Кюри совсем дешево купили нужное им количество отходов.
Началась титаническая работа по выделению радия и полония в чистом виде. Все дни и вечера в течение долгих четырех лет супруги Кюри почти не выходили из своего жалкого сарая. «Это был изнурительный труд,— вспоминает Мария Кюри,— переносить мешки и сосуды, переливать жидкости из одного сосуда в другой, несколько часов подряд мешать кипящий материал в чугунном тазу».
Но работа продолжалась, несмотря на холод, сырость и неудобства. Через некоторое время стало понятно, что полоний содержится в гораздо меньших количествах, чем радий. И чтобы выделить полоний в чистом виде, потребовалось бы переработать сотни, а может быть тысячи, тонн руды. Это супругам Кюри было не под силу. И они решили выделять радий.
Работа медленно подвигалась вперед. Прозрачные растворы становились все более и более радиоактивными. И что было волнующим — они светились! Они светились красивым бледно-голубым цветом.
«Наши драгоценные продукты,— писала Мария Кюри,— для которых у нас не было хранилища, были разложены на столах и досках, со всех сторон были видны их слабо светящиеся точки, казавшиеся висящими в темноте; они всегда вызывали у нас волнение и восхищение».
И упорный труд ученых был вознагражден. Наконец они получили белый тусклый порошок, очень похожий на поваренную соль. Это был радий в чистом виде. И сколько же его было? Всего лишь одна десятая грамма. И это за четыре года работы!
Недаром Маяковский сравнивал с добычей радия поэзию:
«Поэзия —
та же добыча радия.
В грамм добыча,
в год труды.
Изводишь,
единого слова ради,
Тысячи тонн
словесной руды».
подсчитали, что тепло, которое запасено в одном грамме радия, равно количеству тепла, выделяющегося при сгорании полтонны угля. Откуда же бралась энергия? Пока еще не было ясно. Но было очевидно, что это выделение энергии связано с внутриатомными процессами, внешним проявлением которых была радиоактивность.
Таким образом, только с открытием радия были получены первые данные о том, что внутри атома содержится великая сила. Разгадать ее и научиться ею пользоваться— такова была задача науки.
Как-то раз...
Приехавшие в Лондон после открытия радия и полония Мария и Пьер Кюри были приглашены на блестящий банкет, устроенный в их честь английскими аристократами.
Мария и Пьер, очень скромно одетые, никогда не бывавшие на светских приемах, чувствовали себя очень стесненно. Мария, у которой не было даже обручального кольца, с неподдельным интересом разглядывала драгоценности, украшавшие светских женщин. Но вдруг она с удивлением заметила, что и Пьер внимательно разглядывает эти сверкающие бриллианты, жемчуг, золото.
Когда они вернулись домой, Мария спросила у мужа о причине столь странного поведения его на банкете.
— Не зная, чем заняться,— ответил Пьер,— я придумал себе развлечение: стал высчитывать, сколько лабораторий можно построить за камни, обвивающие шею каждой из присутствующих дам.