100 χρόνια από το Nobel στην Marie Curie για την ανακάλυψη του ραδίου και του πολωνίου

Το 1911 η Ακαδημία των Επιστημών της Σουηδίας αποφάσισε να απονείμει το βραβείο Νόμπελ για τη Χημεία στην Marie Sklodowska Curie: "για την ανακάλυψη των στοιχείων ράδιο και πολώνιο – τον προσδιορισμό των ιδιοτήτων του ραδίου και την απομόνωση του ραδίου σε καθαρή μεταλλική κατάσταση". Αυτή η βράβευση της, η δεύτερη μέσα σε οκτώ χρόνια (είχε προηγηθεί το βραβείο Νόμπελ Φυσικής του 1903), δείχνει την μεγάλη εκτίμηση της επιστημονικής κοινότητας των υπεράνθρωπων προσπαθειών της για την ανακάλυψη πολλών μυστικών της ύλης.

Το 1896, ο Becquerel παρατήρησε ότι οι ενώσεις του στοιχείου ουράνιου εξέπεμπαν ακτινοβολίες που είχαν την ιδιότητα να δρουν στα φωτογραφικά φιλμ και να κάνουν ηλεκτρικά αγώγιμο τον αέρα. Αυτό το φαινόμενο είναι γνωστό σαν ραδιενέργεια, και οι ουσίες που το προκαλούν θεωρούνται ραδιενεργές.

Λίγο αργότερα, παρατηρήθηκε ότι οι ενώσεις ενός άλλου στοιχείου, το θόριο, που είχε ανακαλυφθεί από το Berzelius, έχουν παρόμοιες ιδιότητες.

Για την ανακάλυψη και την έρευνα για αυτήν την ακτινοβολία, της αυθόρμητης ραδιενέργειας, που τότε οι φυσικοί τις ονόμασαν ακτίνες Becquerel, τρεις επιστήμονες μοιράστηκαν το βραβείο Νόμπελ Φυσικής για το 1903. Οι Henri Becquerel και το ζεύγος Pierre και Μαρία Curie.

Η Μαρί Κιουρί, κατά τη διάρκεια της έρευνάς της πάνω στη ραδιενέργεια πολλών ενώσεων του ουράνιου και του θορίου, συνειδητοποίησε ότι η ένταση της ραδιενέργειας ήταν ανάλογη με την περιεκτικότητα αυτών των στοιχείων στις ενώσεις. Εντούτοις, ορισμένα φυσικά μεταλλεύματα, πχ τα ορυκτά του ουρανίου (πισσουρανίτης), έδειχναν να εξαιρούνται σε αυτόν τον κανόνα. Έτσι η ραδιενέργεια τους ήταν ασυνήθιστα μεγαλύτερη από την τιμή που υπολογιζόταν βάση της περιεκτικότητας του ορυκτού σε ουράνιο. Στην πραγματικότητα η ραδιενέργεια ήταν ακόμα μεγαλύτερη και από αυτή του στοιχείου ουράνιου στο ορυκτό.

Το λογικό συμπέρασμα που έβγαινε από αυτή τη συμπεριφορά των ορυκτών του ουρανίου, ήταν ότι αυτά τα μεταλλεύματα πρέπει να περιέχουν ένα έως τότε άγνωστο στοιχείο, το οποίο να ήταν εξαιρετικά ραδιενεργό. Στο τέλος, μετά από μακροχρόνιες και επίπονες προσπάθειες, που απαίτησαν πολλούς τόνους ορυκτών του ουρανίου, οι Μαρί και Πιέρ Κιουρί πέτυχαν να εξαγάγουν, μια μικρή ποσότητα άλατος δύο νέων ιδιαίτερα ραδιενεργών στοιχείων, που τα ονόμασαν πολώνιο και ράδιο. Αυτό έγινε το 1898.

Τα δύο παραπάνω χημικά στοιχεία περιέχονταν στα ορυκτά τους σε πάρα πολύ μικρές ποσότητες. Είναι σήμερα γνωστό ότι ένας τόνος πισσουρανίτη το μέγιστο που μπορεί να περιέχει είναι ένα κιλό από αυτά τα στοιχεία. Για την πραγματοποίηση της ερευνητικής της προσπάθειας, η Μαρί Κιουρί είχε την τύχη να της παρασχεθεί από την κυβέρνηση της Αυστρουγγαρίας, ποσότητα ενός τόνου μεταλλεύματος από τα κοιτάσματα του Γιοαχίμσταλ της Βοημίας, τα μόνα γνωστά τότε εκμεταλλεύσιμα ορυχεία ουρανίου στον κόσμο. Εκεί γινόταν αποχωρισμός μόνο των αλάτων του ουρανίου, ενώ απορριπτόταν το «στείρο» υλικό, το οποίο, όμως, ήταν ήδη θρυμματισμένο. Το υλικό αυτό προσφέρθηκε δωρεάν στο ζεύγος Κιουρί για τη διεξαγωγή των ερευνών τους. Οι δύο ερευνητές επιδόθηκαν, έτσι, επί τρία χρόνια σε μια εξαιρετικά ευαίσθητη και επίπονη εργασία, κάτω από ένα εγκαταλελειμμένο υπόστεγο, όπου στερούνταν και τις πλέον στοιχειώδεις διευκολύνσεις.

Εκεί ανακάλυψαν επίσης ότι οι ακτινοβολίες, που εκπέμπει το ράδιο, επιδρούν στα σώματα που το περιβάλλουν και παράγεται ραδιενέργεια. Το 1902 η Μαρί Κιουρί κατάφερε τελικά να παρασκευάσει ένα δέκατο του γραμμαρίου χλωριούχου ραδίου, χημικά καθαρού, και στη συνέχεια να προσδιορίσει και το ατομικό βάρος του ίδιου του ραδίου. Τα σχετικά αποτελέσματα συμπεριέλαβε στη διδακτορική διατριβή της, την οποία υποστήριξε το 1903. Αρκετά αργότερα, το 1910, πέτυχε να απομονώσει, με τη βοήθεια του Andre Debierne, ράδιο σε μεταλλική κατάσταση.

Το ράδιο, ήταν τότε το μόνο από αυτά τα δύο στοιχεία που μπορούσε να απομονωθεί σε καθαρή κατάσταση, μοιάζει με το βάριο στις χημικές ιδιότητές του, και διακρίνεται από ένα πολύ χαρακτηριστικό φάσμα. Το ατομικό βάρος του καθορίστηκε ότι ήταν 226.45.

Αλλά η πιο βασική ιδιότητα του ραδίου και των παραγώγων του είναι ότι, χωρίς καμιά επιρροή από τις περιβαλλοντικές συνθήκες, εκπέμπει συνεχώς μια ραδιενεργό, αεριώδη ουσία η οποία συμπυκνώνεται σε υγρό στις χαμηλές θερμοκρασίες. Αυτό το ραδιενεργό αέριο, που αργότερα ονομάστηκε ραδόνιο, ανακαλύφθηκε στα τέλη του 19ου αιώνα από τους Βρετανούς φυσικούς Ernest Rutherford και Frederick Soddy, οι οποίοι το παρατήρησαν σε συνδυασμό με το θόριο, το ακτίνιο, και το ράδιο.

Αυτό το γεγονός, ότι ένα στοιχείο μπορεί να μετατραπεί σε ένα άλλο (η μεταστοιχείωση που έψαχναν οι αλχημιστές το Μεσαίωνα), ήταν το πρώτο που για πρώτη φορά έγινε στην ιστορία της χημείας. Αυτή η μεταστοιχείωση του ραδίου είναι η μεγαλύτερη σπουδαιότητα που έχει αυτή η ανακάλυψη της Κιουρί στη Χημεία και χαρακτηρίζει μια νέα εποχή.

Η θεωρία λοιπόν της απόλυτης σταθερότητας των χημικών στοιχείων δεν υπήρχε πλέον. Το έργο των αλχημιστών ανέλαβαν πλέον οι πυρηνικοί φυσικοί. Και μάλιστα για να παράγουν ενέργεια.

Αλλά μια νέα επιστήμη ανέτειλε χάρις στην ανακάλυψη του ραδίου, η ραδιολογία. Το ράδιο της Κιουρί απετέλεσε τη βάση της ακτινοθεραπείας, ειδικά στη θεραπεία των καρκινικών όγκων.

Βιογραφικά Marie Sklodowska Curie

Η Μαρί Κιουρί γεννήθηκε στη Βαρσοβία στις 7 Νοεμβρίου του 1867. Αφού αναμίχθηκε σε μια επαναστατική οργάνωση σπουδαστών αναχώρησε από τη Βαρσοβία, που τότε ήταν στα χέρια των Ρώσων, για την Κρακοβία μέρος της τότε Αυστροουγγρικής Αυτοκρατορίας. Το 1891, πήγε στο Παρίσι για να συνεχίσει τις μελέτες της στη Σορβόννη όπου έλαβε πτυχίο στη φυσική και τις μαθηματικές επιστήμες.

Το 1894 συνάντησε τον Πιέρ Κιουρί, καθηγητή στη Σχολή Φυσικής, και την επόμενη χρονιά παντρεύτηκαν. Ο Πιέρ ήταν επικεφαλής του εργαστηρίου φυσικής στη Σορβόννη. Πήρε το διδακτορικό της, το 1903, με θέμα τις ανακαλύψεις της πάνω στο ράδιο.

Για τις παραπάνω εργασίες τους, που άνοιξαν νέους ορίζοντες στην περιοχή των φυσικών επιστημών, οι δύο σύζυγοι μοιράστηκαν το 1903 μαζί με τον Μπεκερέλ το βραβείο Νόμπελ Φυσικής. Το 1904 ο Πιερ Κιουρί κατέλαβε μια έδρα φυσικής στη Σορβόνη και το 1905 έγινε μέλος της Γαλλικής Ακαδημίας Επιστημών, ενώ η Μαρί ονομάστηκε επιμελήτρια. Το 1906, την εποχή ακριβώς που θα μπορούσε να ελπίζει σε ευνοϊκότερες συνθήκες εργασίας, έχασε τη ζωή του πέφτοντας θύμα τροχαίου ατυχήματος. Συνεθλίβη από μια άμαξα στη γέφυρα Πον-Νεφ του Σηκουάνα.

Πριν από τον θάνατο του, είχε αποκτήσει δύο κόρες. Η Ιρέν, η μεγαλύτερη, παντρεύτηκε τον Φρεντερίκ Ζολιό το 1926 και μοιράστηκαν το βραβείο Νόμπελ Χημείας το 1935. Η μικρότερη κόρη τους, που ασχολήθηκε για τα κοινωνικά προβλήματα του κόσμου, παντρεύτηκε έναν Αμερικανό διπλωμάτη διευθυντή του Ταμείου των παιδιών των Ηνωμένων Εθνών, βραβείο Νόμπελ Ειρήνης 1965.

Μετά από τον τραγικό θάνατο του Πιέρ Κιουρί το 1906, πήρε τη θέση του ως καθηγήτρια της γενικής φυσικής στη Σχολή των Επιστημών. Ήταν η πρώτη φορά που μια γυναίκα έλαβε τέτοια θέση. Διορίστηκε επίσης διευθύντρια του Εργαστηρίου Κιουρί στο Πανεπιστήμιο του Παρισιού, που ιδρύθηκε το 1914.

Όμως, η διάχυση των ακτινοβολιών του ραδίου στον χώρο όπου εργαζόταν η Μαρί Κιουρί είχε δυσμενή επίπτωση στην υγεία της. Έτσι, προσβλήθηκε από ένα είδος θανατηφόρου αναιμίας και τελικά πέθανε σε ένα σανατόριο στη Σαβοϊα της Γαλλίας, στις 4 Ιουλίου του 1934.

Οι εργασίες της

Οι πρώτες έρευνες της, μαζί με το σύζυγό της, έγιναν συχνά υπό δύσκολες εργαστηριακές συνθήκες. Ο εξοπλισμός ήταν φτωχός και έπρεπε να αναλάβουν να διδάσκουν συνεχώς για να κερδίσουν τα προς το ζην. Η ανακάλυψη της ραδιενέργειας από τον Henri Becquerel, το 1896, ενέπνευσε την Κιουρί στην έρευνα και την ανάλυση της. Έτσι οδηγήθηκε στην απομόνωση του πολωνίου, που ονομάστηκε έτσι προς τιμήν της πατρίδας της, και του ραδίου.

Καθ’ όλη τη διάρκεια της ζωής της προώθησε ενεργά τη χρήση του ραδίου για την θεραπεία από τους καρκινικούς όγκους. Κατά τη διάρκεια του Α! Παγκόσμιου Πολέμου, βοηθήθηκε από την κόρη της Irιne, να αφιερωθεί σε αυτήν την θεραπευτική μέθοδο. Τότε ανέλαβε την οργάνωση των ραδιολογικών υπηρεσιών του γαλλικού στρατού. Διατήρησε τον ενθουσιασμό της για την επιστήμη καθ’ όλη τη διάρκεια της ζωής της και έκανε πολλά για να ιδρύσει ένα εργαστήριο ραδιενέργειας στη Βαρσοβία. Το 1929 ο Πρόεδρος Hoover των Ηνωμένων Πολιτειών της έδωσε ένα δώρο 50.000 δολαρίων για να αγοράσει ράδιο για αυτό το εργαστήριο.

Η μαντάμ Κιουρί, μια ήρεμη, αξιοπρεπής και ταπεινή, με υψηλή εκτίμηση και θαυμασμό από τους επιστήμονες όλου του κόσμου, ήταν μέλος του Συμβουλίου Φυσικής του Solvay από το 1911 μέχρι το θάνατό της. Από το 1922 ήταν μέλος της Επιτροπής των Συνεργασίας Διανοουμένων για την Ένωση των Εθνών.

Οι εργασίες της πάμπολλες καταγράφονται σε πολυάριθμα έγγραφα στα επιστημονικά περιοδικά. Μεταξύ των οποίων και τα έργα Investigations on radioactive substances) (1904), Isotopy and isotopic elements και το κλασικό Πραγματεία στη ραδιενέργεια του 1910.

Έλαβε πολυάριθμα βραβεία από τον κόσμο. Εκτός των δύο Νόμπελ (Φυσικής το 1903 και Χημείας το 1911) έλαβε επίσης, μαζί με το σύζυγό της το 1903, το μετάλλιο Davy της Βασιλικής Εταιρείας και, το 1921, ο Πρόεδρος Harding των Ηνωμένων Πολιτειών, εξ ονόματος των γυναικών της Αμερικής, της έδωσε ένα γραμμάριο ραδίου προς αναγνώριση της υπηρεσίας της στην επιστήμη.

Προς τιμήν της, το όνομα της δόθηκε σε μια μονάδα μέτρησης της ραδιενέργειας (τη μονάδα κιουρί) και σε ένα τεχνητό χημικό στοιχείο με ατομικό αριθμό 96 (το κιούριο).

Επίσης το όνομά της δόθηκε σε δύο κρατήρες της Σελήνης και του Άρη: