Элементы Мари Кюри. Цена опасного открытия - Дава Собел

его словам, слегка охладил в нем пылкую любовь к радию. Тогда Пьер намеренно подверг воздействию кожу собственной руки и задокументировал медленный процесс заживления в отчете, опубликованном все в том же Comptes rendus. И он, и мадам Кюри, отмечал он, часто обнаруживали, что кожа на их ладонях трескалась и облезала, реагируя на контакты с радиоактивными продуктами, а подушечки пальцев отвердевали и болели целые недели или месяцы подряд. Этот небольшой дискомфорт не встревожил их и не отвратил от занятий наукой. Более того, сообщения о повреждениях кожи возбудили интерес медиков, которые теперь рассматривали радиоактивность как потенциальное паллиативное лечение определенных дерматологических заболеваний и даже как средство разрушения раковых опухолей.

Всеобщее возбуждение, окружавшее радиоэлементы, вскипело ключом на первом Международном конгрессе по физике, который проводился в Париже летом 1900 года, совпав по времени со всемирной выставкой. Днем 8 августа в амфитеатре Музея естественной истории Пьер подвел итоги всему, чего они с Мари достигли на тот момент, одновременно признав труды других исследователей, чьи открытия и проекты расширяли общее понимание радиоактивности. Например, Эрнест Резерфорд, молодой новозеландец, учившийся у Дж. Дж. Томсона в Кавендишской лаборатории в Кембридже, путем экспериментов с ураном обнаружил, что урановые лучи бывают двух различных типов. Те, которые он окрестил «альфа-лучами», играли главную роль в ионизации газов, но распространялись на небольшое расстояние и могли быть полностью блокированы листом бумаги. «Бета-лучи», напротив, ионизировали газы слабо, но обладали крайне сильной проникающей способностью. Они могли проходить сквозь металлические экраны и преодолевать значительные расстояния. Приверженцы этой новой науки также узнали, что радиоактивность «заразна»: активный источник, такой как радий, мог как минимум временно делать радиоактивными другие предметы. Эта «наведенная радиоактивность», по словам Пьера, заразила почти все в лаборатории супругов Кюри.

Перед завершением своего выступления Пьер подчеркнул разительную диспропорциональность между бесконечно малыми количествами новых радиоэлементов и их огромной активностью. Он и мадам Кюри с помощью применяемых ими химических методов переработали несколько тонн смоляной обманки, добыв лишь по нескольку долей грамма каждого из активных материалов. Эти продукты, пусть еще и не полностью изолированные, уже продемонстрировали радиоактивность как минимум в сто тысяч раз бо2льшую, чем у чистого урана.

* * *

Хотя профессиональный авторитет и репутация супругов Кюри быстро росли, их совокупный доход едва покрывал расходы. В 1900 году Женевский университет принялся соблазнять Пьера хорошо оплачиваемой должностью профессора физики, заодно обещая ему настоящую лабораторию и должность адъюнкт-исследователя для Мари. Пьер сперва согласился, но затем отверг предложение Женевы, предпочтя остаться во Франции и заработать дополнительные деньги, читая курс физики студентам-медикам в Сорбонне. Мари тоже нашла себе оплачиваемую работу. Через четыре года после получения сертификата с правом преподавания она стала членом педагогического состава лучшего женского высшего учебного заведения – расположенной в Севре школы для будущих педагогов, École Normale Supérieure d’enseignement secondaire de jeunes filles[12]. Она описывала своих учениц как «девушек примерно двадцати лет, которые поступили в школу после суровых экзаменов и должны были продолжать очень серьезно трудиться, чтобы соответствовать требованиям» лицеев, в которых надеялись в будущем преподавать.

Ученицы Мари поначалу хихикали между собой и высмеивали ее польский акцент, но вскоре уже ждали ее занятий с энтузиазмом и предвкушением. «Мы выглядывали из окон, ожидая прибытия нашего профессора, – вспоминала одна ученица, – и стоило нам завидеть в конце каштановой аллеи ее скромное серое платье, как мы бежали занимать места в конференц-зале».

Необходимость несколько раз в неделю ездить на трамвае в Севр отрывала Мари от лабораторного сарая и замедлила ее продвижение к определению атомного веса радия.

На момент объявления об открытии радия, в 1898 году, самый активный образец Кюри состоял в основном из хлорида бария с предположительным содержанием радия, слишком малым, чтобы его можно было взвесить. С тех пор Мари старательно накапливала все больше и больше радия, просеивая дополнительные тонны обедненной смоляной обманки, присылаемые из шахты в Богемии. В марте 1902 года, ближе к концу второго года преподавания в Высшей нормальной школе, она наконец накопила нужное количество материала, чтобы предпринять попытку измерения атомного веса, что помогло бы утвердить радий как настоящий элемент в глазах Менделеева и других химиков.

Ее с трудом добытое сокровище представляло собой один-единственный сантиграмм чистого хлорида радия. Спектроскопический анализ Эжена Демарсе заверил Мари в том, что ее образец содержит только радий и хлор, связанные вместе в химическом соединении как заключительной стадии ее фракционных кристаллизаций. Чисто технически это была соль, дальняя родственница обычной столовой соли. Только она могла похвастаться в миллион раз большей активностью, чем уран.

Как бы ни был мал этот образец (всего-то одна сотая грамма), количество радия, которое он содержал, было еще меньше. Чтобы найти определяющий атомный вес радия, ей пришлось бы подвергнуть образец нескольким химическим реакциям, задействующим элементы с известным атомным весом, а затем провести соответствующие вычисления.

Мари несколько раз взвесила свой драгоценный, совершенно чистый хлорид радия на апериодических весах Кюри (с точностью до двадцатой доли миллиграмма) и нашла среднее арифметическое результатов. Затем она полностью растворила образец с нитратом серебра, и их взаимодействие заставило составляющие обменяться партнерами, образовав хлорид серебра и нитрат радия. После она высушила и взвесила хлорид серебра (несколько раз подряд). Затем провела обратную реакцию, чтобы восстановить хлорид радия, и убедилась в том, что ничто не было потеряно в ходе этих разнообразных манипуляций. Зная, что принятый атомный вес серебра составляет 107,8, а хлора – 35,4, теперь она могла определить, какая часть веса ее образца хлорида радия принадлежит хлору. Остаток и был радием, которому она назначила атомный вес 225, плюс-минус единица [13]. Это число было самостоятельным, не сопровождаемым ни граммами, ни иными единицами, поскольку представляло вес одного-единственного атома – тела, которое невозможно взвесить ни на каких весах. Число 225+/-1, почти вдвое превышавшее атомный вес бария, представило еще одно убедительное доказательство индивидуальности радия.

В мае Мари сообщила об этом важном результате своему отцу. «И теперь ты владеешь солями чистого радия! – ответил Владислав. – Если учесть количество труда, затраченного на его получение, то это безусловно самый дорогой из химических элементов!» Это было верно, однако старый преподаватель, похоже, не сумел постичь более широкое значение открытия своей дочери: «Какая жалость, – продолжал он, – что эта работа имеет лишь теоретический интерес». Через несколько дней, получив телеграмму с вестью о том, что ее отца поразила внезапная болезнь, Мари поспешила в Варшаву, но прибыла слишком поздно и не застала его в живых. На похоронах она отчаянно цеплялась за сестер и брата, а в сентябре снова поехала в Польшу, подтверждая и укрепляя семейные узы.

Продемонстрировав реальность радия, Мари провела следующие несколько