Под знаком кванта. - Леонид Иванович Пономарёв

аналогичное действие на фотопластинку оказывают лишь те минералы из его коллекции, которые содержат уран;

действие это не зависит от вида минерала, а только от количества урана в нем;

эффект никак не связан с явлением люминесценции: чистый металл уран, не обладающий этим свойством, действует на фотопластинку точно так же (и даже сильнее), как и его флуоресцирующая соль.

23 ноября 1896 г. Беккерель доложил о результатах своих исследований Французской академии наук. Из них следовало, что уран испускает не известные ранее лучи (их быстро окрестили «урановыми» или «беккерелевыми»), которые аналогично Х-лучам Рентгена действуют на фотопластинку и ионизируют воздух. Так было открыто замечательное явление природы, которое Мария Склодовская-Кюри в 1898 г. назовет радиоактивностью.

ПЬЕР И МАРИЯ КЮРИ

О жизни Марии Склодовской-Кюри написано много замечательных книг. Еще при жизни ее избрали почетным членом 106 академий и ученых обществ, а недавние опросы показали, что и до сих пор она остается самой почитаемой женщиной мира. Жизнь эта не была богата яркими внешними событиями — она проста и строга, как чистый гармонический тон, и вся она, без остатка, отдана служению науке. Для Марии Кюри наука — не средство и даже не цель, а естественный способ существования. Недаром решение посвятить свою жизнь науке она сравнивала с уходом в монастырь.

Марии Склодовской было 24 года, когда она приехала из Польши в Париж и переступила порог Сорбонны — одно из немногих мест в тогдашнем мире, где женщина могла получить высшее образование. Здесь она встретила Пьера Кюри — человека редкого таланта и благородства, с которым связала свою жизнь и сделала свои главные научные открытия. Она родила и воспитала двух дочерей, одна из которых, Ирэн, впоследствии продолжит и умножит дело жизни своих родителей.

Весной 1896 г. Мария Кюри заканчивала обучение в Сорбонне и тщательно выбирала тему магистерской диссертации. («Выбор темы первого научного исследования — это, как первая любовь,— на всю жизнь»,— говорила она полушутя.) Как раз в это время стали известны первые результаты исследований Беккереля, среди которых ее особенно заинтересовал один: способность «урановых лучей» ионизировать воздух. Интерес этот был не случайным: незадолго до этого ее муж Пьер Кюри вместе со своим братом Жаком изобрели очень удобный и чувствительный электрометр, основанный на явлении пьезоэлектричества (открытого ими же). Работать с электрометром было много проще, чем с фотопластинками, и к тому же он позволял не просто констатировать наличие нового излучения, но и довольно точно измерять его интенсивность. Именно этот количественный подход к явлению радиоактивности позволил Марии Кюри пойти дальше других.

Вначале Мария Кюри хотела найти ответ на простые вопросы: «Только ли уран испускает новые лучи? И если да, то в чем его исключительность?» К тому времени уран был известен уже более ста лет и ничем особым среди других элементов не выделялся: металл как металл, тяжелый, серо-стального цвета, использовали его в то время редко, в основном для окрашивания стекол и керамики в желто-зеленый

цвет. С помощью электрометра Мария Кюри терпеливо проверила на радиоактивность практически все известные в то время элементы (более 80) и вскоре обнаружила, что из них только торий также обладает этим свойством — и даже в большей степени, чем уран (одновременно с нею и независимо этот факт установил также немецкий ученый Эрхард Карл Шмидт (1865—1949)). Это был важный результат, поскольку он сразу же устранял вопрос об исключительности урана: если существует два радиоактивных элемента, то почему их не может быть больше?

После небольшого перерыва в исследованиях (она ждет ребенка), уже через два месяца после рождения Ирэн, в декабре 1897 г., Мария Кюри с новой энергией возвращается к работе. Среди многочисленных химических веществ и минералов ее особое внимание привлекла смоляная обманка из рудника близ Иоахимсталя в Чехии, из которой в то время добывали уран. Радиоактивность смоляной обманки оказалась в четыре раза выше, чем урана, в ней содержавшегося. Это было неожиданно, поскольку химические анализы показали, что торий в смоляной обманке отсутствует. Тогда Мария Кюри предположила (это была смелая, хотя и строго логичная гипотеза), что в смоляной обманке присутствует не известный ранее радиоактивный элемент в количествах, недоступных обычному химическому анализу. Если это действительно так, то его активность должна быть в тысячи раз больше, чем активность урана, который составлял около 30 % от общего веса руды.

16 декабря 1897 г. появляется первая запись Марии Кюри в лабораторном журнале. В марте 1898 г. Пьер Кюри оставил свои работы и присоединился к ней. Уже к 12 мая 1898 г. они были уверены, что открыли новый элемент, который впоследствии получит имя «радий», что означает «луч». В июле они обнаружили в отходах руды еще один радиоактивный элемент, названный ими полонием — в память о родине Марии. Наконец, 26 декабря 1898 г. они доложили о своих результатах Французской академии наук. В то время Мария и Пьер уже могли продемонстрировать слушателям препарат радия, который был в 900 раз активнее, чем равное ему по массе количество урана.

Отныне все мысли Марии Кюри сосредоточились на одном желании: выделить радий в чистом виде. Но как это сделать? Без лаборатории, без помощников, без руды, которая к тому же стоит дорого? Однако ясно осознанное желание, как правило, осуществимо, если оно опирается на сильную волю и готовность к лишениям.

При содействии геофизика Эдуарда Зюсса, тогдашнего президента Австрийской академии наук, австрийское правительство согласилось подарить супругам Кюри тонну урановой смоляной обманки. Удалось найти подходящий сарай, куда свалили эту руду, а также другие десять тонн, которые оплатил миллионер барон Эгмон Ротшильд. Для Марии Кюри начались годы напряженной, однообразной и утомительной работы: изо дня в день, в течение многих лет растворять, выпаривать и снова растворять. Ей пришлось почти вручную переработать 11 т руды и провести только одних кристаллизаций несколько тысяч. Впоследствии Мария Кюри вспоминала: «...открытие радия было сделано в жалких условиях: сарай, в котором произошло это событие, уже овеян легендой. Но эта романтическая подробность не была преимуществом: она поглотила наши силы и замедлила осуществление открытия...»

Это была черная и тяжелая работа, в жару и холод, в старом сарае, без всяких мер предосторожности: счетчик радиоактивного излучения и сейчас продолжает угрожающе щелкать, когда к нему подносят страничку из лабораторного журнала Марии и Пьера Кюри тех лет. «Мы сознавали,