Элементы Мари Кюри. Цена опасного открытия - Дава Собел

в одиночку, но всегда и только в присутствии урана, указывал на их родственную связь. Действительно, некоторые исследователи в Соединенном Королевстве и Соединенных Штатах активно пытались «вырастить» радий из урана в своих лабораториях. До сих пор они приписывали свои неудачи предположительно «мафусаиловскому» гигантскому периоду полураспада урана, который, как было принято считать, продолжался целые эоны. Те же исследователи заподозрили, что между ураном и радием в этой линии наследования стоит еще некоторое число промежуточных элементов.

Еще один путь раскрытия генеалогии радия скрывался в разнообразии урановых руд в далеко отстоящих друг от друга месторождениях в разных точках мира. Если бы в каждом случае преобладало одно и то же соотношение радия с ураном, то эта общая пропорциональность продемонстрировала бы материнско-дочерние – или, скорее, материнско-внучатые – отношения.

Как только Эллен Гледич в 1908 году вернулась в Париж из отпуска, который провела в Норвегии с семьей, Мари принялась убеждать ее заняться вопросом соотношения радия и урана.

Глава девятая

Люси (гелий)

Эллен Гледич родилась в Мандале, маленьком городке на южной оконечности Норвегии, в деревянном доме неподалеку от берега Северного моря, и выросла в Тромсе, островной деревне в тысяче миль к северу, где ее отец служил директором местной школы второй ступени. Несмотря на детство, проведенное в идиллической глуши, она с радостью возвращалась в живую и кипучую энергию Парижа, большого города, привольно раскинувшегося по обоим берегам Сены. Она жила в пансионе на улице Бертолле, одной из многих парижских улиц, названных в честь ученых, примерно равноудаленной от лаборатории Кюри и Сорбонны. Бережливая и в силу своего воспитания, и по необходимости, она покрывала свои бытовые расходы за счет нескольких завоеванных стипендий, в том числе стипендии вдовствующей королевы Жозефины, составлявшей четыреста норвежских крон. А поскольку фармацевтическая подготовка Эллен делала ее подходящей кандидатурой для проведения процедур фракционной кристаллизации, важнейших для лаборатории, мадам Кюри не брала с нее обычную арендную плату, которую вносили другие ученики и независимые исследователи.

Вернувшись к работе в Париже осенью 1908 года, Эллен уже не была единственной женщиной в лаборатории Кюри в возрасте «от двадцати до тридцати». Люси Бланки, одна из первых учениц мадам в Высшей нормальной школе в Севре, присоединилась к остальным в качестве независимого исследователя. Работавшая теперь преподавателем физики в женской педагогической академии в Версале, мадемуазель Бланки ощущала потребность в дополнительном узконаправленном лабораторном опыте того рода, который могла обеспечить мадам Кюри. Вернувшись к исследованиям в свободное время, как надеялась Люси, она сможет восстановить свои экспериментальные навыки, улучшить собственный педагогический метод и придать живости своему учебнику для продвинутых классов физики, который в то время заново редактировала. Как и Эллен Гледич, Люси Бланки получала удовольствие, переводя научную теорию и терминологию на язык, который мог понять даже начинающий учащийся.

«Физика составляет один из разделов изучения природных явлений, – писала Люси во вступлении к своему учебному пособию, – то есть всего того, что происходит вокруг нас. Падение камня, зеркало, отражающее наши лица, закипающая вода – все это примеры привычных вещей, которые мы должны изучать. Но изучение физики не только объясняет обычные события в нашем повседневном бытии; оно поведет нас в новый мир, совершенно неведомый непосвященному». Она сама, как живое доказательство этого обещания, оказалась на улице Кювье, где сравнивала альфа-эмиссию полония с альфа-эмиссией радия С и актиния В. Хотя все альфа-частицы считались одинаковыми, они выделялись из разных веществ с разной скоростью и проходили разные расстояния, таким образом в разной степени ионизируя окружающий воздух.

Эллен, чьей первой задачей в области радиоактивности было повторение работы, проведенной в лаборатории сэра Уильяма Рэмзи в Лондоне, теперь перенесла внимание на исследования радия и урана, проведенные американским радиохимиком Бертрамом Болтвудом из Йельского университета. Она на практике познавала, по ее собственному выражению, как «проблема возникает в одной лаборатории, ее берется решать другая и, возможно, она находит решение в третьей». Этот общий процесс, одновременно и кооперативный, и состязательный, символизировал для нее «соперничество, с которым связан прогресс науки».

В науке о радиоактивности редкость радиоэлементов дополнительно усиливала чувство соперничества, заставляя коллег завидовать мадам Кюри. Другие исследователи жаждали бы иметь доступ к ее «материнской жиле» радия. Болтвуд, например, в одном из писем к Эрнесту Резерфорду от 1904 года описывал слухи о «безумных научных оргиях» в лаборатории Кюри с участием совершенно непристойных количеств бромида радия. В 1908 году Болтвуд с завистью поглядывал на запасы радия в Австрии, от которых у него «текли слюнки», поскольку ему самому приходилось довольствоваться «незначительно малыми количествами» и даже «гомеопатическими дозами».

Сырые урановые руды, которые Болтвуд искал для определения соотношения радия и урана, было так же трудно найти. Как он указывал в American Journal of Science, «урановые минералы крайне редки», настолько, что «добыть подходящие образцы разных родов и разновидностей либо крайне трудно, либо вообще невозможно».

Первое определение глобального соотношения радия к урану Болтвуд проводил на основе анализа всего восьми взятых взаймы образцов руд. Семь из этих образцов были из Соединенных Штатов – Колорадо, Коннектикута и Северной Каролины, а восьмой из Саксонии. Его анализ показал, что все они содержат примерно одинаковые крохотные пропорции радия к урану. Воодушевленный, он повторил попытку с дюжиной дополнительных образцов, в том числе из Норвегии и Бразилии, и соотношение по-прежнему осталось неизменным. В сотрудничестве с Резерфордом Болтвуд рассчитал глобальное соотношение радия и урана как 0,00000034. Это чрезвычайно малое число обладало огромным весом, поскольку предоставляло доказательство семейных отношений между этими элементами. Не важно, порождал ли один другой напрямую или между ними вклинивалось еще одно поколение, – они все равно были родичами.

Чтобы подтвердить или опровергнуть выводы Болтвуда, Эллен Гледич повторила и его допущения, и процедуры, которым он следовал. Она согласилась, что содержание радия в руде лучше всего оценивать, измельчив часть руды в порошок и растворив его в кислоте, а затем собрать и измерить газообразную эманацию, которую он испускал. Поскольку эманация радия была известна как его «дочь», ее можно было использовать как мерило содержания радия. Однако часть эманации терялась в процессе сбора, и Эллен считала, что Болтвуд вполне мог переоценить или, наоборот, недооценить эти количества. Еще она выразила сомнения в том, что он выделил достаточно времени и предпринял все необходимые шаги, чтобы гарантировать идеальное извлечение эманации.

Благодаря давним связям между лабораторией Кюри и фабрикой «Соли радия» у Эллен был доступ к ассортименту руд из дальних месторождений, исследованных старателями для Эмиля Арме де Лиля. Она выбрала три типа руды, с которых начала свою серию анализов: отенит из Франции, торианит с Цейлона и смоляную обманку из Санкт-Йоахимстальской шахты в Богемии – первоначального источника полония и радия для четы Кюри.

* * *

Мадам