10 гениев, изменивших мир

Беккерель заметил, что открытое им излучение придает воздуху электропроводность (явление ионизации). Мария Кюри решила провести количественные исследования. Проще всего было использовать как раз это свойство: она собиралась измерять проводимость воздуха. При этом очень пригодился прибор пьезокварц, созданный в свое время братьями Кюри. Очень скоро Мария разработала метод измерения излучения. Кроме того, она показала, что излучение является свойством атомов урана и его интенсивность не зависит от внешних условий.

Исследовав радиоактивные свойства урана, Мария приступила к поискам других элементов, для которых была бы характерна радиоактивность. Она перебрала все известные в то время химические элементы и обнаружила радиоактивные свойства у тория. Сам термин «радиоактивность» тоже предложила Мария Кюри. В это время Пьер продолжал исследовать кристаллы. Но вскоре Мария сделала наблюдение, которое отвлекло ее мужа от излюбленной темы. Изучая радиоактивность различных руд, она обнаружила, что некоторые из них излучают гораздо более интенсивно, чем это можно объяснить содержанием в них урана и тория. Вначале Мария решила, что допустила какую-то ошибку. Но многократное повторение исследования показало, что расчеты правильны. Мария сделала смелое предположение: в руде содержится какое-то вещество, радиоактивность которого во много раз превышает радиоактивность урана. Первое предположение о существовании неизвестного радиоактивного элемента было опубликовано в «Докладах Академии наук» по материалам заседания от 12 апреля 1898 года: «…Два урановых минерала: уранинит (окисел урана) и хальколит (фосфат меди и уранила) – значительно активнее, чем сам уран. Этот крайне знаменательный факт вызывает мысль о том, что в данных минералах может содержаться элемент гораздо более активный, чем уран…»

Пьер «временно», как он сам думал, оставил работу с кристаллами и присоединился к жене. Вместе супруги разделили руду на несколько химических фракций и отдельно измерили их радиоактивность. Оказалось, что высокой активностью обладают не одна, а две фракции. Значит активных элементов тоже два. В июле 1898 года супруги заявили об открытии первого из этих элементов: «…Мы полагаем, что вещество, которое мы извлекли из урановой руды, содержит еще не описанный металл, по своим химическим свойствам близкий к висмуту. Если существование этого металла подтвердится, мы предлагаем назвать его «полонием» – по имени страны, откуда происходит один из нас».

Сделав доклад об этом открытии, супруги вместе с дочерью отправились отдыхать в деревню. Вернувшись в сентябре в Париж, они с удвоенной энергией принялись за работу и вскоре достигли результата. 26 декабря 1898 года на очередном заседании Академии Кюри вместе с их сотрудником Ж. Бемоном сделали сообщение. Вот отрывки из него:

«…В силу различных, только что изложенных оснований мы склонны считать, что новое радиоактивное вещество содержит новый элемент, который мы предлагаем назвать «радием».

Новое радиоактивное вещество, несомненно, содержит также примесь бария, и в очень большом количестве, но, даже несмотря на это, обладает значительной радиоактивностью.

Радиоактивность же самого радия должна быть огромной».

Но понять, что новые элементы существуют, было еще полдела. Теперь нужно было выделить их. А у супругов Кюри не было средств, помощников и помещения для проведения этой работы. Урановая смолка – руда, в которой Мария обнаружила полоний и радий, добывалась в Богемии и была весьма дорогостоящей. Здесь помогла изобретательность. Руда использовалась для добычи урана. Супруги предположили, что радий и полоний в большом количестве содержатся в отходах производства. С помощью Венской академии наук они смогли получить несколько тонн этих отходов по вполне умеренной цене.

Лабораторию супруги Кюри оборудовали в заброшенном сарае во дворе Школы физиков и работали там четыре года. И отработанную руду, и нехитрое оборудование они на первых порах покупали за свои средства. Сарай-лаборатория был, мягко говоря, недостаточно оборудован. Асфальтированный пол, стеклянная крыша, недостаточно надежно защищавшая от дождя, деревянные столы, плохонькая чугунная печка и классная доска, на которой Пьер Кюри любил делать записи. У супругов не было средств для того, чтобы оборудовать вытяжные шкафы. В хорошую погоду они обрабатывали материалы на улице, в плохую – в сарае при открытых окнах. В таких условиях было сделано одно из фундаментальных открытий современной физики.

Получив более активные продукты, супруги разделили обязанности. Пьер занялся исследованием свойств радия, а Мария продолжила работы по получению чистых солей радия и полония. Вот как она сама описывала эту работу: «Мне приходилось обрабатывать сразу до двадцати килограммов исходной смеси, из-за чего наш сарай был заставлен большими чанами с осадками и жидкостями; это был изнурительный труд – переносить сосуды, переливать жидкости и часами размешивать железным прутом кипящую массу в чугунном котле».