Мария Склодовская-Кюри

Беккерель повторил опыты Рентгена. Он обнаружил, что Х-лучи делают воздух проводником электричества и что любой препарат, в котором есть уран, даже если он не фосфоресцирует, испускает проходящие сквозь черную бумагу лучи. Сильнее всего, как показали опыты, их излучает металлический уран. Об этих результатах Беккерель доложил в мае 1896 года — таким образом, весь процесс открытия радиоактивности занял всего несколько месяцев, хотя еще примерно год Беккерель занимался измерениями ионизирующего, как теперь это называют, действия излучения — способности усиливать электропроводность воздуха.

Позже Мария вспоминала об этом так: «Таким образом, необходимо было изучить природу энергии, правда, весьма слабой, которая в форме излучения непрерывно выделялась из соединений урана. Исследование этого явления показалось нам исключительно интересным, тем более что проблема была совершенно новой и не имела еще никакой библиографии. Я решила заняться изучением этого вопроса. Надо было только найти место для опытов. Пьер Кюри добился у директора Школы разрешения воспользоваться в этих целях застекленной мастерской на первом этаже, служившей складом и машинным бюро».

Четыре года

Вот так начался поистине героический период в жизни Марии и Пьера. Этой работе было отдано так много сил и целых четыре года жизни. Ценой немалых жертв, в первую очередь ценой здоровья, о чем, впрочем, тогда никто не догадывался, двое молодых ученых проложили науке новый, неведомый и даже не предугадываемый ею путь. Они постигли одну из величайших тайн материи, провели исследование, имевшее как научное, так и невероятное практическое значение. Но обо всем по порядку.

Мария понимает, что измерение лучей Беккереля, в принципе, продолжает ее работу по изучению некоторых видов металла, в частности сталей. Поначалу ее результаты были неутешительны — точность приборов была чрезвычайно низка. На помощь приходит Пьер: в течение пятнадцати дней он смог усовершенствовать сконструированный им и Жаком электрометр, чтобы повысить его чувствительность. Также он передал Марии другой прибор, в котором использовался пьезоэлектрический кварц. Под руководством мужа она целых двадцать дней обучалась работе с приборами.

После нескольких недель опытов Мария приходит к выводу, что интенсивность таинственного излучения пропорциональна количеству урана, содержащегося в образцах урановой смолки (также это соединение называют настураном), что энергия излучения может быть измерена точно, что на него не влияет ни состояние химических соединений, ни внешние факторы — свет и температура. Путем многочисленных исследований различных химических элементов выяснив, что, аналогично урану, эти таинственные лучи самопроизвольно излучает и торий, Мария называет это явление радиоактивностью, а уран и торий — радиоэлементами.

Процитируем книгу Марии о Пьере: «Чтоб расширить результаты, полученные Беккерелем, необходимо было употребить точный количественный метод. Наиболее удобной для измерения оказалась проводимость воздуха, вызываемая лучами урана; это явление носит название ионизации и вызывается также и Х-лучами; исследования, недавно сделанные на эту тему, прояснили основные характеристики этого явления.

Для измерения очень слабых токов, которые можно заставить пройти сквозь воздух, ионизированный лучами урана, в моем распоряжении был прекрасный метод, изученный и примененный Пьером и Жаком Кюри; этот метод заключается в компенсировании на чувствительном электрометре количества электричества, которое переносится током, тем количеством, которое может быть получено растяжением пьезоэлектрического кварца. Прибор состоял, таким образом, из электрометра Кюри, пьезоэлектрического кварца и ионизационной камеры; в последней был использован пластинчатый конденсатор, причем верхняя пластинка была соединена с электрометром, между тем как нижняя, заряженная до известного потенциала, была покрыта тонким слоем исследуемого вещества. Этот электрометрический прибор был не на своем месте — его пришлось поставить в сыром и тесном помещении.

Мои опыты показали, что излучение соединений урана можно точно измерить в определенных условиях и что это излучение есть свойство атомов элемента урана; интенсивность излучения пропорциональна количеству урана, заключенному в соединении, и не зависит ни от рода химического соединения, ни от внешних условий, каковы, например, освещение или температура.

Тогда я занялась изысканиями, не существует ли других элементов, обладающих тем же свойством, и с этой целью изучила все известные в то время элементы, как в чистом виде, так и в соединениях. Я нашла, что среди этих тел только соединения тория испускают лучи, подобные лучам урана. Излучение тория обладает интенсивностью того же порядка, что и излучение урана, и тоже представляет собой атомное свойство элемента.