Элементы Мари Кюри. Цена опасного открытия - Дава Собел
Супруги Кюри провели летние каникулы 1898 года в маленьком домике, который сняли в регионе Овернь в южно-центральной Франции. Оттуда, из деревушки Ору, они совершали поездки на велосипедах по окрестным городкам, изучали горы и гроты, густо усеивавшие этот вулканический ландшафт, и знакомили Ирен с радостями купания голышом. «Последние три дня мы купали ее в реке», – отмечала Мари в своем личном дневнике 15 августа.
Вернувшись в Париж, они заказали новую партию дорогой смоляной обманки из Санкт-Йоахимстальской шахты в Богемии. Смоляная обманка показала себя настолько богатой смесью материалов, что заслуживала дальнейшего анализа. Химик из школы Пьера, Гюстав Бемон, помогал супругам систематически разлагать на составляющие вторую порцию смоляной обманки, что привело к открытию второго нового радиоактивного элемента. Как полоний обладал сходством с висмутом – обнаруживая свою индивидуальность одной только радиоактивностью, – так и вторая находка Кюри была близка по свойствам к барию. А Мари уже доказала своими опытами, что чистый барий не показывал ни малейшего намека на радиоактивность.
И вновь свойство радиоактивности указало на присутствие не обнаружимого иными способами элемента.
Прежде чем объявить о своем результате публично, супруги Кюри стали искать подтверждающего свидетельства с помощью спектроскопии. Метод спектрального анализа, разработанный в 1860-е годы, дал химикам возможность определять элементы по цвету света, который они испускали при нагревании до раскаленного состояния. Каждый элемент объявлял о своем присутствии волнами света разной длины, создавая рисунок такой же неповторимый, как отпечаток пальца. Несколько элементов, обнаруженных посредством спектроскопии, носили имена цветов, которые помогли их обнаружить, например цезий (небесно-голубой), рубидий (рубиново-красный) и таллий (от греческого слова, обозначавшего молодой зеленый побег). Кюри уже однажды предложили исследовать свою микроскопическую дозу полония известному спектроскописту Эжену Демарсе, который, к сожалению, не смог обнаружить в этом образце никаких спектральных линий помимо тех, что указывали на присутствие висмута. Теперь они снова обратились к Демарсе, преисполненные надежд, и на этот раз он выявил линию в почти ультрафиолетовом спектре, не принадлежавшую ни одному из известных элементов. Что еще лучше, яркость этой линии росла или уменьшалась в соответствии с уровнем радиоактивности каждого из нескольких образцов, которые были переданы ему для изучения.
Этот новый элемент практически сам дал себе название – не по цвету, а скорее по выдающейся степени радиоактивности, которая превосходила радиоактивность урана в тысячу раз. Супруги Кюри и их соратник Бемон полагали, что разница может быть даже больше, но у них закончилась вся смоляная обманка, и они не могли продолжить исследование, не пополнив запас. На следующий день после Рождества 1989 года Анри Беккерель проинформировал Академию наук об открытии «радия».
Хотя Беккерель в полной разделял радостное возбуждение супругов Кюри, новость о новом элементе почти не вызвала реакции за пределами небольшого сообщества физиков.
* * *
Внутри семейного круга Мари за пять месяцев, прошедших между заявлениями о полонии и радии, произошли важные изменения: Мари лишилась постоянного общества своей сестры Брони. Осенью 1898 года супруги Длуские переехали в Закопане, городок в австрийской части Польши в Татрах, чтобы создать там современный туберкулезный санаторий.
«Ты не можешь даже вообразить, какую пустоту оставила в моей жизни, – жаловалась Мари Броне в начале декабря. – С вами двумя я утратила все, за что держалась в Париже, за исключением мужа и ребенка. Мне кажется, что, если не считать нашей квартиры и школы, в которой мы работаем, Парижа больше не существует».
Продолжая упорно трудиться в лаборатории, а на досуге поспешая за проворной малышкой-дочерью, которая уже научилась ходить без поддержки, через несколько месяцев она писала Броне в более спокойном тоне: «Я ужасно скучаю по моей семье, прежде всего по вам, мои дорогие, и по отцу. Часто с печалью думаю о своей оторванности от вас. Ни на что другое я пожаловаться не могу, ибо здоровье наше вполне неплохо, ребенок растет хорошо, и у меня есть самый лучший муж, о каком только можно мечтать; я и представить себе не могла, что найду подобного ему. Он – истинный дар небес, и чем дольше мы живем вместе, тем больше любим друг друга».
Глава пятая
Андре (актиний)
По мнению супругов Кюри, теперь можно было говорить о существовании четырех «радиоэлементов» – урана, тория, полония и радия. Однако большинство других ученых признавали только первые два.
Крохотные следы полония и радия, которые Кюри извлекли из смоляной обманки, были слишком незначительными для вычисления атомного веса или других экспериментов, которые поддержали бы какие-либо претензии на статус элементов для этих веществ. Они не проявляли себя ничем, кроме своей радиоактивности и одной-единственной спектральной линии. И все же на фотографических пластинах – посреднике, с помощью которого урановые лучи впервые заявили о своем присутствии, – как обнаружили Кюри, полоний и радий могли за полминуты дать те же эффекты, для достижения которых урану и торию требовались часы.
«По нашему мнению, – писала Мари в размышлениях о совместной работе с Пьером, – не могло быть сомнений в существовании этих новых элементов, но для того, чтобы заставить химиков признать их существование, было необходимо их изолировать». Супругам для этой следующей фазы понадобились бы гораздо бо2льшие запасы сырья. Первоначальная оценка Мари содержания полония в смоляной обманке – 1 процент – была до безумия оптимистичной. Поскольку увесистые куски смоляной обманки приносили лишь едва различимые следы желанных конечных продуктов, их соотношение по массе стремилось к одной тысячной или даже одной стотысячной доле одного процента. И поэтому теперь вместо сотни граммов смоляной обманки они заказали из шахты в Богемии сто килограммов и оплатили ее премиальными деньгами Мари.
Было очевидно, что масштаб их деятельности больше не вмещается в крохотное лабораторное помещение на нижнем этаже промышленной школы. И услужливый директор Поль Шутценбергер нашел новое место для исследований Мари. Через двор напротив здания школы стоял старый деревянный сарай, некогда служивший анатомическим театром для студентов-медиков. Чугунная печь, черная классная доска и несколько ветхих деревянных столов – вот все, что еще оставалось от обстановки в этом строении, больше похожем на
