Элементы Мари Кюри. Цена опасного открытия - Дава Собел

физики утверждали, что энергию нельзя ни создать, ни уничтожить, она может только меняться при переходе из одной формы в другую. Какая же форма энергии существовала внутри атома урана, чтобы генерировать урановые лучи? Была ли эта способность свойственна только одному урану? Чтобы выяснить это, Мари начала тестировать другие материалы. Золото и медь, отметила она, не продемонстрировали «никаких лучей».

Дома она с такой же скрупулезностью продолжала заносить в дневник этапы развития Ирен. В феврале того года, например, пятимесячная девочка, которая уже умела «менять свое положение на кровати путем переворачивания» и «держать в ручке предметы», внезапно стала «бояться незнакомых людей и непривычных предметов, громких голосов и т. д.».

Перебрав все образцы, имевшиеся в ее распоряжении в школе, Мари стала брать взаймы другие у коллег-ученых. Богатая ураном руда, известная как смоляная обманка или урановая смолка, заставила ее насторожиться, когда показала бо2льшую активность, чем чистый уран. Этот странный результат заставил ее повторить ряд предыдущих измерений. Другие урансодержащие сложные соединения последовательно демонстрировали меньшую активность, чем чистый уран. Но смоляная обманка снова и снова – в полном противоречии с ее ожиданиями – испускала больше излучения, чем могло объяснить содержание в ней урана.

Пытаясь найти объяснение этим результатам, Мари продолжила тестировать другие материалы. И вскоре обнаружила, что элемент торий, другой тяжелый металл, подобный урану, испускал такого же рода спонтанное излучение. Это означало, что уран – не единственный источник урановых лучей. И теперь она подозревала, что смоляная обманка обязана своей поразительно высокой активностью какому-то пока неизвестному элементу, скрытому среди ее составляющих.

Пьер отложил свои эксперименты по выращиванию кристаллов, чтобы объединить усилия с Мари в многообещающем новом направлении, которое приняли ее исследования. Вместе они заполнили оставшиеся страницы общего дневника цифрами и перечнями, подводившими итоги ее открытий, и диаграммами, сравнивавшими плотность и состав всех урансодержащих и торийсодержащих сложных соединений. В середине марта 1898 года они завели новый лабораторный дневник для регистрации хода совместных поисков активного компонента смоляной обманки. 31 марта в домашнем дневнике Мари записала, что у Ирен прорезался первый зубик.

Работа, которую Мари выполнила к этому моменту, заслуживала доклада во французской Академии наук, авторитетном и влиятельном научном обществе, к которому принадлежал и Анри Беккерель. Мари не могла выступить с докладом сама, поскольку не принадлежала к Академии. Еще ни одна женщина в истории не была избрана ее членом. Пьер тоже не имел высокого статуса академика. Мари обратилась за помощью к своему бывшему профессору, Габриэлю Липпману, который зачитал ее работу «Лучи, испускаемые сложными соединениями урана и тория» на заседании 12 апреля.

Самые поразительные замечания в докладе мадам Кюри касались минеральной смоляной обманки. Она изучила три образца этой черноватой руды, два из шахт в восточной Европе и один из Корнуолла в Англии. Все они показали разную степень активности, причем один из них втрое, а другой – вчетверо большей по сравнению с ураном. «Этот факт весьма примечателен, – утверждала она, – и позволяет уверенно предположить, что эти минералы могут содержать элемент намного более активный, чем уран».

Теперь ей оставалось только найти его.

* * *

Извлеченный из земли кусок черновато-бурой смоляной обманки имел тусклый цвет и был маслянистым на вид, напоминая вспученную смолу. Эту руду добывали ради ее главного компонента – оксида урана, который находил широкое коммерческое применение как пигмент для окрашивания стекла и керамики в зеленовато-желтый оттенок. К тому времени как Мари Кюри заинтересовалась смоляной обманкой, методы извлечения оксида урана были хорошо известны и давно применялись в промышленности. Но она искала в ней элемент в следовых количествах, составлявший, вероятно, не более 1 процента от общего веса руды. Она наткнулась на это неизвестное вещество в своей импровизированной лаборатории, используя новые методы, которые не входили в традиционный набор инструментов химика или старателя. В сущности, единственным известным свойством ее предполагаемого нового элемента была активная эмиссия урановых лучей.

Ни Пьер, ни Мари, будучи физиками, не обладали знаниями и опытом, чтобы разложить смоляную обманку на ее химические компоненты и выявить неизвестный источник радиации, который она содержала. Однако то, чего им не хватало в знаниях, они с лихвой компенсировали энтузиазмом и советами коллег. Они приобрели стограммовый кусок смоляной обманки, растерли его в порошок и принялись атаковать кислотами, чтобы разложить на составляющие.

На каждой стадии своего химического анализа супруги Кюри проверяли полученные результаты на урановые лучи. Так, после первоначального взаимодействия образца с кислотой они обработали раствор сероводородом – бесцветным газом, пахнущим тухлыми яйцами; уран и торий остались в растворе, но остальные вещества реагировали с серой и выпали на дно мензурки в виде твердого осадка, который оказался очень активным. Он содержал знакомые элементы – свинец, висмут, медь, мышьяк и сурьму, узнаваемые по их поведению в реакциях, – и (предположительно) тот самый таинственный элемент, поскольку все известные Мари уже протестировала, и ни один из них не мог быть ответствен за электрические эффекты, которые полученный осадок создавал в ионизационной камере.

Далее они растворили этот осадок в сульфиде аммония, и на этот раз мышьяк и сурьма остались в растворе, в то время как в осадок выпало все остальное. Продолжая повторять эти этапы с разными реагентами, они, наконец, получили небольшое количество осадка, который химически вел себя как висмут – беловатый металл, похожий на свинец, – за исключением того, что испускал искомые лучи. Он был в четыреста раз активнее чистого урана.

Анри Беккерель, который внимательно слушал чтение апрельского доклада Мари, той весной несколько раз посещал супругов Кюри в лаборатории в промышленной школе. В июле, когда они были готовы опубликовать следующий результат своего исследования, он сам представил его в Академии.

Мари взяла в привычку называть урановые лучи более общим термином – «лучи Беккереля» – после того как обнаружила способность испускать их у тория. Теперь же она представила совершенно оригинальный термин для обозначения способности некоторых тяжелых элементов, таких как уран и торий, к излучению: слово «радиоактивный» впервые фигурирует в заглавии доклада, составленного ею совместно с Пьером, – «О новом радиоактивном веществе, содержащемся в смоляной обманке», – который Беккерель зачитал перед собравшимися академиками 18 июля 1989 года.

Супруги Кюри признали, что пока еще никакими средствами не смогли отделить свое новое радиоактивное вещество от висмута. Тем не менее они были так уверены в существовании этого элемента, что уже дали ему название: «Мы предлагаем назвать его полонием в честь страны происхождения одного из нас».

Мари послала почтой копию отчета о своем открытии кузену Юзефу Богускому в Музей промышленности и сельского хозяйства, который позаботился о его немедленной публикации в ежемесячном варшавском журнале. В то же время