Удивительные камни планеты Земля. Радий и радиоактивность

"Радий не должен обогащать никого. Это элемент. Он принадлежит всему миру"  

(Мария Склодовская-Кюри)  

Радий (химический символ – Ra, от лат. Radium) – химический элемент 2-й группы седьмого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 88.  

Простое вещество радий – это блестящий щелочноземельный металл серебристо-белого цвета, быстро тускнеющий на воздухе. Обладает высокой химической активностью, очень ядовит и канцерогенен. Соединения радия намного более токсичны, чем соединения бария, из-за высокой радиоактивности радия.  

Барий (химический символ – Ba, от лат. Barium, от др. -греч. "тяжёлый") – химический элемент 2-й группы шестого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 56. щёлочноземельный металл.  

Простое вещество барий – мягкий, вязкий, ковкий металл серебристо-белого цвета (ультрачистый барий имеет лёгкий золотистый оттенок). Обладает высокой химической активностью, тускнеет на воздухе, реагирует с водой. Очень токсичен.  

Радий и был открыт в виде смеси с барием. Первое сообщение "О новом радиоактивном веществе" 26 декабря 1898 года во Французской академии наук сделали французские учёные Пьер и Мария Кюри. (1)  

Супруги Кюри обнаружили, что отходы, остающиеся после выделения урана из урановой руды, а именно урановой смолки, добытой в городе Иоахимсталь (Чехия), более радиоактивны, чем чистый уран. Из этих отходов супруги Кюри после нескольких лет интенсивной работы выделили два сильно радиоактивных элемента: полоний и радий.  

В 1910 году Мария Кюри совместно с физико – химиком Андре Дебьерном (2) выделили чистый радий путём электролиза хлорида радия на ртутном катоде и последующей дистилляции * в водороде.  

* Дистилляция (от лат. distillatio – стекание каплями; перегонка) – процесс испарения жидкости с последующим охлаждением и конденсацией паров, который используется, прежде всего, для разделения жидких смесей и очистки выделяемых веществ.  

Выделенный элемент представлял собой, как сейчас известно, изотоп радий-226, великий элемент-обманщик, продукт распада урана-238.  

Радий образуется через многие промежуточные стадии при радиоактивном распаде изотопа урана-238 и поэтому находится в небольших количествах в урановой руде.  

За открытие радия и полония супруги Кюри получили Нобелевскую премию.  

"Чем дальше эксперимент от теории, тем ближе он к Нобелевской премии"  

(Фредерико Жолио-Кюри)  

История радия началась 7 ноября 1867 года, за два года до открытия периодического закона Дмитрием Менделеевым. (3) В этот день в Польше, в семье учителя Владислава Склодовского, родилась девочка. Семья была небогатой: мать болела чахоткой, отец работал и занимался воспитанием детей. Мария, первая ученица в классе, мечтала стать учёным. Для конца XIX века это было исключительно экстравагантным решением: наука была делом мужчин и только мужчин. А у небогатой девушки денег не было даже на то, чтобы получить образование.  

Поэтому две сестры Склодовские, Мария и, старше её на два года, Бронислава, решили – пока одна учится, вторая работает, чтобы обеспечить двоих, и так по очереди.  

Бронислава поступила в медицинский институт, а Мария работала гувернанткой и мечтала о науке, преподавая детям. В 1891 году Марии было 24, когда она отправилась в Париж, в Сорбонну. Девушка, будущий учёный, жила впроголодь, но Мария училась и была счастлива. В итоге получила сразу два диплома – по физике и математике. (4)  

В 1894 году Мария познакомилась с Пьером Кюри, руководителем лаборатории промышленной физики и химии, перспективным учёным. Мария поразила Пьера умом, но когда он сделал ей предложение, отказала. Ещё девочкой она решила посвятить жизнь науке, а не семье, и собиралась продолжить работу в Польше. Друзья и родные убеждали Марию передумать, они говорили:  

"Наукой заниматься на родине проблематично! Пьер – идеальная партией для женщины, увлечённой наукой".  

Тогда Мария согласилась. Осенью 1897 года у них родилась девочка, Ирен. Но домохозяйкой Склодовская-Кюри не стала и продолжала заниматься наукой.  

Еще в 1896 году Мария заинтересовалась исследованием явления, которое открыл французский физик Антуан Анри Беккерель. (5) В опытах Беккереля соль урана помещали на фотопластинку, завёрнутую в плотную чёрную бумагу, и излучение сквозь неё засвечивало пластинку. Так было открыто явление проникающей радиации, его назвали "лучами Беккереля".  

В честь Беккереля понятно. Но почему лучи?  

Можно предположить, что Склодовская-Кюри была поклонницей поэта Адама Мицкевича. Один из друзей Мицкевича организовал в Вильно "Общество лучистых".  

"От каждого добродетельного человека, – считали в обществе, – исходят лучи, благотворно влияющие на окружающих".  

Этот вопрос с лучами занимал тогда ум людей, и Мария Кюри, конечно, о слышала о "Лучистом обществе".  

Но вполне возможно совсем другое, почему "лучи Беккереля". Слово "радий" происходит от латинского radius – "луч", так что название элемента радий – "излучающий", "лучистый".  

В 1897 году Мария обнаружила, что смоляная обманка (настуран, минерал урана) из рудника Иоахимсталь в Чехии излучает в несколько раз сильнее, чем сам уран. При этом тория в смоляной обманке нет. А вдруг в минерале – неизвестный элемент, радиоактивность которого в тысячи раз сильнее урана? А если несколько элементов – и все они излучают?  

26 декабря 1898 года Мария и Пьер Кюри сделали доклад во Французской академии наук, в котором объявили о теоретическом открытии двух новых радиоактивных элементов. Теперь нужно было получить их, а значит, переработать тонны руды. Супруги работали в сарае, а химические реакции проводили в чанах. Анализы веществ делали в крохотной, плохо оборудованной лаборатории муниципальной школы.  

По традиции как первооткрыватели новых элементов супруги Кюри имели право назвать их. Это стало настоящей сенсацией, тем более, что было удивительно для многих, их первооткрывателем была женщина. Мария назвала первый элемент полонием - в честь отсутствующей на карте мира её родной Польши. Ни один элемент ранее не был назван с политическим подтекстом, и Мария надеялась, что её выбор привлечёт международное внимание к проблеме независимости страны. Однако, этого не случилось.  

Большая часть территории, составляющая Царство Польское, вошла в состав России по итогам Венских договоров 1815 года.  

Польша находилась в составе Российской империи с 1815 по 1915 год, когда в ходе Первой мировой войны территория была оккупирована немецкими и австро-венгерскими войсками.  

Больше повезло второму элементу - радию, он стал очень известен. Получить чистый радий в начале XX века стоило огромного труда. За четыре года тяжелейшей работы Пьер и Мария регулярно получали ожоги. Для учёных-химиков это было делом привычным. И лишь позже стало понятно, что ожоги имеют прямое отношение к самому явлению радиоактивности.  

Патента не зарегистрировали и опубликовали, ничего не скрывая, все результаты своих исследований, вплоть до  способа извлечения радия.  

Это стало толчком для исследований в области радиоактивности. Учёные разных стран стали изучать препараты радия и продукты его распада.  

В 1899 молодой французский физик Андре Дебьерн открыл новый элемент актиний. В январе 1900 года немецкий учёный Фридрих Дорн (6) описал газообразное радиоактивное вещество - новый элемент радон. Излучение двух видов - α и β (альфа и бета-излучение) обнаружено в 1899 году Резерфордом. В мае 1900 года было открыто гамма-излучение. Цепная реакция выдающихся открытий в ядерной физике началась и развивалась неудержимо.  

Радий довольно редок. В сентябре 1902 года супруги Кюри выделили одну десятую грамма хлорида радия из нескольких тонн минерала.  

А чтобы получить 1 грамм чистого радия, нужно было несколько вагонов урановой руды, 100 вагонов угля, 100 цистерн воды и пять вагонов разных химических веществ. Поэтому на начало XX века в мире не было более дорогого металла.  

В 1910 году радий оценивался в 180 тысяч долларов за грамм, что было эквивалентно 160 килограммам золота.  

Химический элемент стал знаменит, даже моден. К супругам Кюри пришла известность. И могли прийти деньги. Но они решили иначе, отказавшись извлекать материальные выгоды из выдающегося открытия. Для них важнейшим делом жизни была наука.  

Пьер стал профессором физики Сорбонны, а Мария заняла пост главы лаборатории промышленной физики и химии.  

В 1903 году Мария Склодовская-Кюри защитила диссертацию в Сорбонне. На обсуждении её работу назвали величайшим вкладом, когда-либо внесённым в науку докторской диссертацией. В том же году супругам Кюри и Анри Беккерелю вручили Нобелевскую премию по физике "за изучение явления радиоактивности". Так Мария Кюри стала первой женщиной, получившей Нобелевскую премию. Но на церемонии вручения не было ни Марии, ни Пьера: они болели. Свои недомогания супруги связывали с нарушением режима отдыха и питания.  

19 апреля 1906 года Пьер поскользнулся, попал под экипаж и мгновенно погиб. Это был удар для Марии. Пьер был для неё не только мужем, отцом их детей, но и единомышленником, соратником. Факультетский совет Сорбонны назначил её на кафедру физики, которую прежде возглавлял её муж.  

1910 году Мария Кюри вместе с Андре Дебьерном, выделив чистый металлический радий, доказали, что это самостоятельный химический элемент.  

Кандидатуру Марии выдвинули на выборах во Французскую академию наук, однако консервативные академики не проголосовали за женщину. Кандидатура Марии Кюри была отклонена. Зато в 1911 году она получила вторую Нобелевскую премию - по химии. Так она стала первым ученым, который удостаивался Нобелевской премии дважды.  

Открытие супругов Кюри перевернуло физику. Ведущие ученые взялись за исследования радиоактивных элементов, что к сороковым годам приведёт к созданию первой атомной бомбы и атомной электростанции.  

В России радий впервые был получен в экспериментах известного советского радиохимика Виталия Григорьевича Хлопина. (7) В 1918 году на базе Государственного рентгеновского института было организовано Радиевое отделение, которое в 1922 году получило статус отдельного научного института. Одной из задач Радиевого института были исследования радиоактивных элементов, в первую очередь – радия. Директором нового института стал Владимир Иванович Вернадский, его заместителем – Хлопин, физический отдел института возглавил Л. В. Мысовский. (8)  

В 1918 году Мария стала научным директором Радиевого института в Париже. Здоровье её продолжало стремительно ухудшаться. Пагубные последствия радиоактивности впервые стали заметны на учёных, её исследовавших. Марии Кюри не стало 4 июля 1934 года, она умерла от лучевой анемии.  

Прошли десятилетия, но и сегодня вещи Марии Кюри хранятся в особых условиях и недоступны для посетителей. Её научные записи и дневники до сих пор излучают и имеют уровень радиоактивности, опасный для окружающих.  

Радий сулил огромные выгоды, а стал знаменитым убийцей. (10)  

"Я отношусь к числу тех, кто... думает, что человечество извлечёт из новых открытий больше блага, чем зла…"  

(Пьер Кюри)  

В конце XIX века время, риски  

радиоактивности известны не были, и казалось, что радиоактивность представляет из себя  

лишь чудесные блага для человека. Это привело к "промышленности на радии",  

процветавшей в межвоенный период.  

С 1920 по 1940 гг. никто не знал об опасностях радиоактивности. (11)  

Дочь Пьера и Марии Ирен тоже стала учёным. Она работала в Радиевом институте, с 1921 стала заниматься самостоятельными исследованиями, в 1926 году вышла замуж за коллегу, учёного Фредерика Жолио. Для Ирен Фредерик стал тем же, что и Пьер был для её матери Марии.  

Ирен не просто искала новые элементы, а открыла способ превращения обычных элементов в искусственные при бомбардировке их субатомными частицами. За эту работу она получила Нобелевскую премию в 1935 году.  

К сожалению, в качестве "атомных снарядов" она использовала полоний. Во время одного из экспериментов в 1946 году капсула с полонием взорвалась в лаборатории Ирен, и она надышалась элементом, который открыла её мать. Ирен умерла от лейкемии в 1956 году. Тогда никто не знал, насколько ядовит полоний, один из самых страшных ядов на свете.  

Недорогие радиоактивные вещества, полученные Ирен, стали важными инструментами в арсенале врачей. Радиоактивные вещества-индикаторы, принимаемые внутрь в микродозах, "высвечивают" органы и мягкие ткани не менее эффективно, чем рентген - кости. Сегодня их используют практически во всех крупных больницах мира, а такой диагностикой занимается особая медицинская дисциплина, называемая радиологией.  

(1) Мария Склодовская-Кюри (7. 11. 1867 – 4. 07. 1934) – польский и французский учёный-экспериментатор (физик, химик), педагог и общественный деятель. Совместно с мужем Пьером Кюри и Антуаном Анри Беккерелем является первооткрывателем радиоактивности и автором термина "радиоактивность". Также вместе с мужем открыла элементы радий (от лат. radius – "луч") и полоний (от лат. Polоnia – Польша, в честь родины Марии Склодовской).  

Первая женщина – нобелевский лауреат и первый в истории двукратный нобелевский лауреат.  

Удостоена Нобелевских премий по физике (1903) и по химии (1911). Мария, Пьер Кюри и Антуан Анри Беккерель также являются первыми французами – нобелевскими лауреатами в области физики.  

После гибели мужа в 1906 году стала первой женщиной – профессором Парижского университета. Также является первой женщиной – членом Парижской медицинской академии. Участвовала в создании Институтов Кюри в Париже и Варшаве.  

Пьер Кюри (15. 05. 1859 – 19. 04. 1906) – французский учёный-физик, один из первых исследователей радиоактивности, член Французской академии наук, лауреат Нобелевской премии по физике за 1903 год.  

(2) Андре Луи Дебьерн (14. 07. 1874 – 31. 08. 1949) – французский физик и химик, первооткрыватель химического элемента актиний (химический символ  

Ac, от лат. Actinium) – химический элемент 3-й группы седьмого периода Периодической системы элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 89.  

(3) Дмитрий Иванович Менделеев (27. 01. [8. 02. ] 1834 – 20. 01. [2. 02. ] 1907) – русский учёный-энциклопедист: химик, физикохимик, физик, метролог, экономист, технолог, геолог, метеоролог, нефтяник, педагог, воздухоплаватель, приборостроитель. Профессор Императорского Санкт-Петербургского университета; член-корреспондент (по разряду "физический") Императорской Санкт-Петербургской Академии наук. Среди самых известных открытий — периодический закон химических элементов, один из фундаментальных законов мироздания, неотъемлемый для всего естествознания. Автор классического труда "Основы химии". Тайный советник.  

(4) Необычная история ужасной глупости XX века m. fishki. net  

(5) Антуан Анри Беккерель (15. 12. 1852 – 25. 08. 1908) – французский физик, лауреат Нобелевской премии по физике и один из первооткрывателей радиоактивности. В честь него названа единица измерения активности радиоактивного источника в Международной системе единиц (СИ) – беккерель.  

(6) Фридрих Эрнст Дорн (27. 07. 1848 – 6. 12. 1916) – германский физик-экспериментатор, более всего известный как первооткрыватель химического элемента радона.  

(7) Виталий Григорьевич Хлопин (14 [26]. 01. 1890 – 10. 07. 1950) – русский и советский учёный-радиохимик, профессор, академик АН СССР (1939), Герой Социалистического Труда (1949), директор Радиевого института АН СССР (1939 – 1950).  

(8) Владимир Иванович Вернадский (28. 02. [12. 03. ] 1863 – 6. 01. 1945) – российский, украинский и советский учёный-естествоиспытатель, мыслитель и общественный деятель.  

Лев Владимирович Мысовский (6 [18]. 02. 1888 – 29. 08. 1939) – русский и советский физик, доктор физико-математических наук. Автор большого количества теоретических разработок и практических изобретений. Первый заведующий физическим отделом Радиевого института, где проработал 17 лет.  

(10) Необычная история ужасной глупости XX века  

https://cdn. sbor. ru/Files/file/neobuchnaya_istoriya_uzhasnoi_gluposti. pdf  

(11) Лада Бакал "Радий – элемент-убийца, который долгое время считали лекарством. История Марии и Пьера Кюри"  

https://mel. fm/ucheba/fakultativ/1937485-curie_radium