Складовская и кюри что открыли
Опасный элемент Как женщина-физик из Российской империи получила две Нобелевские премии и изменила мир
О том, что Мария Склодовская-Кюри когда-то жила и сделала что-то, связанное с радиоактивностью, знают все. Однако мало кто углублялся в подробности жизни и деятельности первой женщины, получившей Нобелевскую премию, и первого человека вообще, получившего две «нобелевки». Что Мария Кюри дала феминизму? Каково значение ее открытий? И как они повлияли на ее жизнь и здоровье? Об этом и многом другом — в материале «Ленты.ру» и стримингового сервиса Okko.
Первые шаги
Родилась Мария Склодовская в 1867 году в Варшаве, принадлежавшей в то время Российской империи. Она была пятым ребенком в семье. Когда Марии было 11, ее мать умерла, воспитанием детей занимался отец. Мария отучилась в гимназии и поступила на физико-математический факультет Университета Сорбонны в Париже.
После выпуска Мария решила заняться изучением магнитных свойств различных металлов. Вскоре ей подвернулась удача — она познакомилась с будущим мужем Пьером Кюри, главой лаборатории в Парижской муниципальной школе физики и химии. Пьер выделил Марии помещение для работы, а через пару лет, в 1895 году, ученые поженились.
В это же время Анри Беккерель, французский физик и лауреат Нобелевской премии, заметил, что урановая руда распространяет излучение, которое засвечивает фотопластинки даже в отсутствие света. Он сообщил о своем открытии Французской академии наук в феврале 1896 года, однако его открытие мало кого заинтересовало. Кроме супругов Кюри. Они занялись исследованием явления излучения металлов, в том числе и урана. Супруги ввели в оборот слово «радиоактивность», раскрывающее суть открытого Беккерелем явления.
Значение открытой радиоактивности не только в практическом применении этого эффекта, но и в революционности полученных данных. Кюри опровергла, что атомы неделимы и неизменны.
Через пару лет, в 1898-м, супруги Кюри открыли новый радиоактивный элемент и назвали его «полоний» в честь Польши, родины Марии. В конце того же года супруги Кюри открыли радий, блестящий щелочноземельный металл, обладающий радиоактивными свойствами.
Фото: Universal History Archive / UIG / Shutterstock / REX
После радия и полония Мария и Пьер Кюри открыли ряд других радиоактивных элементов. Ученые установили, что все тяжелые элементы, расположившиеся в нижних клетках таблицы Менделеева, обладают радиоактивными свойствами. В 1906 году Пьер и Мария обнаружили, что радиоактивностью обладает элемент, содержащийся в клетках всех живых существ на Земле — изотоп калия. Супруги заметили, что радиация убивает больные клетки. Сейчас это открытие используют при лечении рака в радиотерапии.
Положенная награда
Исследования радиоактивности в конечном счете приносят супругам Кюри и Анри Беккерелю Нобелевскую премию по физике 1903 году. Получая Нобелевскую премию, Пьер Кюри сказал, что, попав в плохие руки, свойства радия могут причинить вред человеку, и произнес: «Встает вопрос: сможет ли человечество получить пользу, узнав секреты природы?» Он напомнил аудитории, что Альфред Нобель — тот самый человек, в честь которого была названа премия, создал премию на средства, которые получил за изобретение динамита. Нобель показал, что, с одной стороны, взрывы могут поддерживать благосостояние, а с другой стороны, привести к смерти. Пьер также сказал: «Я из тех, кто, как и Нобель, верит, что человечество почерпнет больше хорошего, чем плохого, от моих открытий».
В 1911 году Мария Кюри получила Нобелевскую премию по химии за выдающиеся заслуги в развитии науки: открытие элементов радия и полония, выделение радия и изучение природы и соединений этого элемента. Мария Кюри стала первым — и на сегодняшний день единственной в мире женщиной — дважды лауреатом Нобелевской премии. Получала вторую «нобелевку» Мария уже без Пьера — он погиб в 1906 году под колесами телеги.
Открытия Кюри играют важную роль в истории науки. Благодаря открытию радиоактивности стало возможным радиометрическое датирование, которое позволяет узнать возраст геологических материалов. Уиллард Либби на основании исследований Кюри открыл метод радиоуглеродного датирования, за который получил Нобелевскую премию по химии в 1960 году. Этот метод используют, чтобы определить возраст объектов, содержащих органические материалы.
Фото: ullstein bild via Getty Images
Исследователи в Институте радия под руководством Марии Кюри тоже сделали немало открытий. С 1919 по 1934 годы химики и физики из ее лаборатории опубликовали 483 работы. Саломон Розенблюм в 1929 году разработал квантовую теорию. А Бертран Голдшмидт, бывший ассистент Марии Кюри, использовал ее техники для разработки атомной бомбы.
В годы Первой мировой войны Мария трудилась над созданием рентгеновских установок для нужд госпиталей, за что получила орден Красного Креста. Склодовская-Кюри умерла в 1934 году из-за тяжелого заболевания крови, вызванного длительным воздействием радиоактивного облучения.
Несмотря на то что Мария Склодовская-Кюри получила две Нобелевские премии и была предана науке, она посещала… сеансы медиумов. Вместе с супругом она бывала у ясновидящей Эвсапии Палладино, итальянского медиума, которая заявляла, что может общаться с мертвыми. Пьер считал, что методы Палладино могут пролить свет не только на радиоактивность, но и на «множество абсолютно новых фактов о космосе, о котором мы ничего не знаем». А некоторые из черновиков книг и статей Марии Кюри все еще настолько радиоактивны, что хранятся в свинцовых ящиках. Кажется уместным отметить, что Кюри оставила буквально неприкосновенное научное наследие. Смотрите фильм «Опасный элемент», который эксклюзивно вышел в стриминговом сервисе Okko — из него можно узнать еще больше удивительных вещей о жизни гениальной Марии Кюри.
Женское наследие
Мария Склодовская-Кюри говорила: «Нет необходимости вести такую противоестественную жизнь, какую вела я. Я отдала много времени науке, потому что у меня было к ней стремление, потому что я любила научное исследование. Все, чего я желаю женщинам и молодым девушкам, это простой семейной жизни и работы, которая их интересует». Она стала символом эпохи, в которую женщины смогли надеяться на свободный путь к самореализации.
Фото: Bettmann / Contributor / Getty Images
В 1926 году, через 20 лет после первой Нобелевской премии, полученной Кюри, Коко Шанель стала первой успешной бизнесвумен, выпустив свое легендарное маленькое черное платье. Она хотела сделать из него что-то вроде униформы для всех женщин, обладающих стилем. У Шанель внушительный список достижений: руководство собственным модным домом, развитие текстильного производства, создание линии бижутерии и, конечно же, выпуск известного на весь мир парфюма Chanel № 5.
Вскоре после смерти Марии Склодовской-Кюри Нобелевскую премию по химии получает ее дочь радиохимик Ирен Жолио-Кюри. Вместе со своим мужем Фредериком она синтезировала первые в истории искусственно созданные радиоактивные элементы, открыв дорогу бесчисленным достижениям в медицине, особенно в борьбе с раком.
Кто знает, был бы возможен полет в космос Валентины Терешковой, первой женщины-космонавта, без достижений Марии Кюри. Возможно, Вирджиния Раджи не стала бы мэром Рима, а Голда Меир — премьер-министром Израиля (она управляла страной в один из самых сложных периодов ее истории, во время Войны судного дня).
Узнайте больше о жизни величайшей женщины-ученого в истории в фильме «Опасный элемент» — его можно посмотреть в стриминговом сервисе Okko.
Радий — элемент-убийца, который долгое время считали лекарством. История Марии и Пьера Кюри
Уходящий 2019 был назван ЮНЕСКО (по предложению российской делегации) Годом периодической таблицы химических элементов, одного из самых важных научных достижений человечества. 26 декабря 1898 года, 121 год назад, супруги Мария и Пьер Кюри опубликовали сообщение «О новом радиоактивном веществе». Они открыли радий — великий элемент-обманщик. Он сулил огромные выгоды, а стал знаменитым убийцей.
Супруги Кюри — первооткрыватели радия
История радия началась 7 ноября 1867 года, за два года до открытия периодического закона Дмитрием Менделеевым. 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 что говорить о небогатой девушке совсем не из высших кругов общества? Денег не было даже на то, чтобы получить образование.
Поэтому две сестры Склодовские, Мария и 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 пришла очередь 24-летней Марии отправиться в Париж, в Сорбонну. Она жила впроголодь, и всё было непросто. Но Мария была счастлива и в итоге получила сразу два диплома — по физике и математике.
В 1894 году Мария познакомилась с Пьером Кюри, руководителем лаборатории промышленной физики и химии, перспективным ученым. 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: наукой заниматься на родине было проблематично, а Пьер был идеальной партией для женщины, увлеченной наукой, так что она 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. В опытах Беккереля соль урана помещали на фотопластинку, завернутую в плотную черную бумагу, и излучение сквозь неё засвечивало пластинку. Так было открыто явление проникающей радиации, его назвали «лучами Беккереля».
Мария Кюри заинтересовалась и обнаружила, что излучают, помимо урана, торий и его соединения. Она ввела в научный обиход понятие «радиоактивности»
Сегодня для нас это довольно привычное слово, а придумали его так: Склодовская-Кюри была патриоткой Польши и поклонницей поэта Адама Мицкевича. Один из друзей Мицкевича организовал в Вильно «Общество лучистых». Он считал, что от каждого добродетельного человека исходят лучи, благотворно влияющие на окружающих. Видите, лучи здорово занимали тогда ум людей, и Кюри, конечно, о лучах и «Лучистом обществе» слышала. Слово «радий» происходит от латинского radius — «луч», так что название элемента — «излучающий», «лучистый».
От кислот к солям: проверьте, что вы помните из школьного курса химии
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.
Радий — 88-й элемент главной подгруппы второй группы, седьмого периода периодической таблицы. Обозначается символом Ra. Блестящий металл серебристо-белого цвета, темнеющий на воздухе, он относится к щелочно-земельным металлам с высокой химической активностью. Радиоактивен; (период полураспада ± 1600 лет).
В честь супругов Кюри названа единица радиации (Ки), основанная на активности 1 грамма радия-226. Радий редок: на каждые три миллиона атомов урана в природе приходится лишь один атом радия.
По традиции как первооткрыватели новых элементов супруги Кюри имели право назвать их. Элементы стали сенсацией (ведь их первооткрывательницей была женщина, уже удивительно). Мария назвала первый полонием — в честь отсутствовавшей на карте мира 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. Этого не случилось.
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.
Выделенный элемент представлял собой, как сейчас известно, изотоп радий-226, продукт распада урана-238. Чтобы получить всего 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, в какой-то мере даже моден; к супругам Кюри пришла известность. И могли прийти деньги. Но они, по воспоминаниям Марии, решили иначе: «Пьер Кюри занял позицию самую бескорыстную и самую щедрую. В согласии со мной он отказался извлекать материальные выгоды из нашего открытия. Поэтому мы не взяли никакого патента и опубликовали, ничего не скрывая, все результаты наших исследований, равно как и способ извлечения радия…»
Это стало толчком для исследований в области радиоактивности. Учёные разных стран стали изучать препараты радия и продукты его распада. Последовали открытия. В 1899 молодой французский физик Андре Дебьерн открыл новый элемент актиний. В январе 1900 года английский ученый А. Дорн описал газообразное радиоактивное вещество — новый элемент радон. Излучение двух видов — α и β — обнаружено в 1899 году Резерфордом. В мае 1900 года было открыто гамма-излучение. Цепная реакция выдающихся открытий в ядерной физике началась и развивалась неудержимо.
Две Нобелевские премии и первая женщина — профессор Сорбонны
Радий довольно редок. За прошедшее с момента его открытия время — больше столетия — во всём мире удалось добыть только 1,5 килограмма чистого радия. В сентябре 1902 года супруги Кюри выделили одну десятую грамма хлорида радия из нескольких тонн минерала.
В 1903 году Мария Склодовская-Кюри защитила диссертацию в Сорбонне. На обсуждении её работу назвали величайшим вкладом, когда-либо внесенным 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 Нобелевку. Но на церемонии вручения не было ни Марии, ни Пьера: они болели. Свои недомогания супруги связывали с нарушением режима отдыха и питания.
«Можно думать, что в преступных руках радий станет очень опасным, и здесь уместно задать вопрос, заинтересовано ли человечество в дальнейшем раскрытии секретов природы, достаточно ли оно созрело для того, чтобы с пользой применить полученные знания, не могут ли они повлиять отрицательно на будущее человечества?
Пример открытий Нобеля знаменателен: мощные взрывчатые вещества позволили осуществить замечательные работы, но одновременно — в руках великих преступников — они представляют ужасное средство уничтожения, которое влечет народы к войне. Я отношусь к числу тех, кто вместе с Нобелем думает, что человечество извлечет из новых открытий больше блага, чем зла…»
Из Нобелевской речи Пьера Кюри
Открытие супругов Кюри перевернуло физику. Ведущие ученые взялись за исследования радиоактивных элементов, что к сороковым годам приведет к созданию первой атомной бомбы и атомной электростанции. Пьер стал профессором физики Сорбонны, а Мария заняла пост главы лаборатории промышленной физики и химии.
Когда через шесть месяцев Склодовская-Кюри прочитала первую лекцию, она стала первой женщиной — преподавателем Сорбонны
В 1910 году Мария Кюри вместе с Андре Дебьерном выделила чистый металлический радий, а не его соединения. Они 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.
6 учёных, которые своими открытиями в физике, химии и медицине изменили мир
Сегодня можно удивиться, что одни и те же исследования были отмечены Нобелевскими премиями в разных номинациях, но в те годы разница между физикой и химией на атомном уровне была еще не столь ясна. Многие из первых лауреатов Нобелевских премий по химии и по физике получали награду за работы, связанные с периодической системой, так как упорядочивание таблицы Менделеева ещё продолжалось. Только к 1944 году, когда был синтезирован 96-й элемент и назван кюрием в честь Марии Кюри, её работа была уверенно отнесена к области химии.
В 1918 году Мария стала научным директором Радиевого института в Париже. Здоровье её продолжало стремительно ухудшаться. Пагубные последствия радиоактивности впервые стали заметны на ученых, 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.
Ирен Жолио-Кюри, вторая в династии
Дочь Пьера и Марии Ирен тоже стала ученым. Она работала в Радиевом институте, с 1921 стала заниматься самостоятельными исследованиями, в 1926 году вышла замуж за коллегу, учёного Фредерика Жолио. Для Ирэн Фредерик стал тем же, чем Пьер был для 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.
Мода на излучение
В начале XX века появилась мода на радиацию. В радиевых ваннах и питье радиоактивной воды видели чуть ли не панацею от всех болезней. Радий стали использовать в потребительских товарах по всему миру. Некоторые люди пили обогащенную радием воду из керамических кружек с радиевым покрытием в качестве оздоровляющего напитка; такие сосуды назывались «ревигаторами».
Конкурирующая с ревигаторами компания «Радитор» продавала закупоренные бутылочки с радиевой и ториевой водой. Сегодня жутко читать, что в инструкции по применению рекомендовали пить по шесть и более стаканов освежающего напитка в день.
Радий считался полезным, его включали в состав продуктов и бытовых предметов: хлеб, шоколад, питьевая вода, зубная паста, пудры и кремы для лица, краска циферблатов наручных часов, средства для повышения тонуса и потенции.
Из-за сильной радиоактивности все соединения радия светятся голубоватым светом, что хорошо заметно в темноте. Поэтому до 1970-х годов его часто использовали для красок постоянного свечения (в циферблатах авиационных и морских приборов, специальных часах), сейчас его заменяют менее опасными изотопами трития. Иногда часы с радиевым светосоставом выпускали и в наручном исполнении.
Также радий использовали в старых ёлочных игрушках, тумблерах с подсветкой, на шкалах радиоприёмников. Характерный признак светящейся массы советского производства — горчично-жёлтый цвет. Краска со временем перестаёт светиться, но это не делает её менее опасной, так как радий никуда не исчезает. Со временем она может начать осыпаться, и пылинка, попавшая внутрь организма при вдохе, способна причинить вред за счёт излучения.
«Особенно радовались мы, — пишет Мари Склодовская-Кюри, — когда обнаружили, что все наши обогащенные радием продукты самопроизвольно светятся. Пьер Кюри, мечтавший о том, чтобы они оказались красивого цвета, должен был признать, что эта неожиданная особенность доставила ему радость. Несмотря на тяжелые условия работы, мы чувствовали себя очень счастливыми».
Радиевые девушки
В 1920–30-е годы началась череда несчастных случаев, связанных с радиацией. Самой известной стала история массовой гибели девушек — работниц фабрики по выпуску светящихся часов.
В 20-х годах прошлого века в США существовала корпорация US Radium («Американский радий»). На часовом заводе в Нью-Джерси работницы наносили дорогую краску на циферблаты, облизывая кисточки для точного мазка.
К 1924 году многие из них начали болеть, их зубы выпадали, а челюсти разрушались. Девять девушек умерли
Небольшая группа работниц подала иск на корпорацию, но у «радиевых девушек» ушло три года лишь на то, чтобы преодолеть проволочки и назначить дату суда. Немногие выжившие умерли через пару лет после суда, присудившего им пенсию и денежную компенсацию.
В начале 30-х годов Эбен Макберни Байерс, знаменитый гольфист, следуя моде, стал принимать препарат «Радитор», суливший улучшение самочувствия и поднятие тонуса. Байерс выпил 1400 бутылочек и умер мучительной смертью от лучевой болезни в 51 год: его челюсти и лицо были разрушены.
Почему вечером учиться гораздо эффективнее, чем утром
После нескольких подобных дел производство радиоактивных панацей и прочих товаров постепенно сошло на нет. Но, несмотря на многочисленные случаи, доказавшие вредность радия для человека, радиевая косметика просуществовала в Европе до 1960-х годов. Рентген-аппараты, с помощью которых можно было проверить, как хорошо сидит на вас обувь, стояли в магазинах Швейцарии до 60-х годов.
В Америке в 30–40 годы продавались наборы вроде «Юного химика», предлагавшего малышам изучение радиоактивности в домашних условиях, а в СССР довольно долго выпускали настольные и наручные часы, компасы и другие приборы со стрелками, покрашенными радиевой краской. Такие вещи до сих пор можно найти в шкафах у наших бабушек, на старых дачах.
Что делать, если вы подозреваете, что у вас дома есть старый прибор, который излучает? Звонить в МЧС, они приедут и заберут его. Ни в коем случае не выкидывайте прибор на помойку! Это касается различных старых измерительных приборов (часов, измерителей давления, компасов, радиоприемников), шкалы которых могут светиться в темноте.
В природе в незначительных количествах радий содержится в продуктах питания: куриных яйцах, молоке, горохе. А бразильский орех — один из самых радиоактивных продуктов в мире. Впрочем, это тоже весьма относительно: в 100 граммах ореха столько же радиации, сколько получает человек во время рентгеновского снимка грудной клетки.
История Марии Кюри
Мария Склодовская появилась на свет 7 ноября 1867 года в семье польских учителей и была пятым по счету ребенком. Ее отец был преподавателем физики, а мать — директором гимназии. Когда Мария еще училась в школе, мать умерла от туберкулеза. Девочка прилежно училась, но только в 24 года, накопив денег, работая гувернанткой, смогла поехать в Париж, где поступила в Сорбонну. Однажды во время занятий Мария упала в голодный обморок — она жила в крайней нужде.
Склодовская окончила факультеты физики и математики, а затем занялась исследованиями в лаборатории, которой руководил Пьер Кюри. Через год Мария и Пьер поженились. На деньги, подаренные родственниками, новобрачные купили два велосипеда и укатили в свадебное путешествие за город, где потом часто проводили выходные. «Жизнь не стоит того, чтобы так много заботиться о ней», — эта фраза Мари вполне могла стать девизом молодоженов. В сентябре 1897 года у них родилась дочь Ирен.
В 1896 году Анри Беккерель обнаружил, что урановые соединения испускают глубоко проникающее излучение. Кюри решила заняться изучением этого излучения, которое впоследствии назвала радиоактивностью. Вскоре Мария высказала предположение, что в урановой руде содержится еще не открытый и сильно радиоактивный элемент. Супруги Кюри попытались выделить его. В 1898 году Мария и Пьер объявили об открытии двух новых элементов, которые были названы ими полонием (в честь Польши — родины Марии) и радием. Чтобы экстрагировать эти элементы в измеримых количествах, исследователям пришлось переработать тонны руды. В течение последующих четырех лет Кюри работали в примитивных и вредных для здоровья условиях. Они занимались химическим разделением в больших чанах, установленных в продуваемом всеми ветрами сарае, без всяких защитных средств. Анализы веществ им приходилось производить в крохотной, плохо оборудованной лаборатории муниципальной школы.
В сентябре 1902 года Кюри объявили о том, что им удалось выделить одну десятую грамма хлорида радия из нескольких тонн урановой руды. Выделить полоний не получилось, так как он оказался продуктом распада радия. Соль радия испускала голубоватое свечение и тепло. Это фантастическое вещество привлекло внимание всего мира. Цены на радиевые источники резко поднялись — 750 тысяч франков золотом за один грамм вещества. Его промышленное производство сулило баснословно высокие прибыли. Но секрет выделения вещества был известен только супругам Кюри. Они должны были запатентовать методику, стать собственниками радия и обеспечить себе безбедную жизнь. Но Мария решила: «Радий принадлежит не мне, а всему миру». Пьер добавил: «Это было бы противно духу науки». И супруги Кюри обнародовали свой «рецепт».
Несмотря на это, их финансовое положение улучшилось. В декабре 1903 года Шведская королевская академия наук присудила им Нобелевскую премию по физике. Мария стала первой женщиной, удостоенной высшей научной награды. Пьер был назначен профессором физики в Сорбонне, а Мария — заведующей его лабораторией. В 1904 году у них родилась вторая дочь Ева. Кстати, она прожила 103 года. Была театральным и музыкальным критиком, написала книгу о своей матери.
Жизнь Пьера оборвалась внезапно — в апреле 1906 года он погиб под колесами грузовой повозки. Мария получила назначение на кафедру физики, которую возглавлял ее муж. Кюри стала первой женщиной — преподавателем Сорбонны. В 1911 году Мария удостоилась второй Нобелевской премии — по химии, став не только первой женщиной — лауреатом Нобелевской премии, но и первым ученым, получившим ее дважды.
В Париже, на улице Пьера Кюри, строили их с Пьером мечту — Институт радия. Средства на него дали Пастеровский институт и Сорбонна. Но тут началась Первая мировая война. Отправив дочерей в Бретань, Кюри осталась в Париже, чтобы в случае оккупации институт не был разграблен. Свой первый грамм радия — главное свое сокровище — она перевезла в обычном саквояже в Бордо и спрятала там в сейфе. На специальных курсах готовила сестер-радиологов. Она создала 220 передвижных и стационарных рентгеновских установок для полевых госпиталей. «Первое время хирурги, найдя осколок на том самом месте, на какое указывала рентгеноскопия, удивлялись и восхищались как при виде чуда», — вспоминала Мария.
Она открыла обеззараживающее влияние радиоактивных газов при лечении гнойных воспалений, создала специальную емкость, в которой содержались препараты. Мария Склодовская-Кюри исследовала также пагубное влияние излучения открытых ею элементов на человеческий организм. К сожалению, эти открытия были сделаны ценой ее собственной жизни.
Из-за многолетней работы с радием здоровье выдающегося ученого стало ухудшаться. Кюри скончалась 4 июля 1934 года от лейкемии в небольшой больнице местечка Санселлемоз во французских Альпах. Хоронили великого ученого в свинцовом гробу, который поместили в деревянный. Лабораторные дневники семьи Кюри и вещи Марии до сих пор радиоактивны.
Кстати, старшая дочь Кюри Ирен стала лауреатом Нобелевской премии в той же области, что и мать — за работу с радиоактивными элементами.
Полжизни вместе с мужем ковыряться голыми руками в радиоактивных материалах, а потом, почти в сороковник, заделать дочку, которая проживет 104 года. А сейчас некоторые с дозиметром ходят помидоры выбирать.
главное, чтоб работу на дом не брала.
Радиационная экология Чёрного моря – Наталья Мирзоева | Научпоп
Насколько Чёрное море радиоактивно? Как оно едва не стало хранилищем радиоактивных отходов? Что изучает радиационная экология? Как Чернобыльская авария повлияла на экологию Чёрного моря? Как Чёрное море загрязняет Средиземное? Насколько опасны радиоактивные загрязнения сегодня? Рассказывает Наталья Мирзоева, кандидат биологических наук, заведующая отделом радиационной и химической биологии ФИЦ Институт биологии южных морей имени А. О. Ковалевского РАН.
«ЧТО ТАКОЕ РЕНТГЕН И ЧЕМ ОН ОТЛИЧАЕТСЯ ОТ ЗИВЕРТА» или «ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ РАДИАЦИИ»
Мы уже рассказывали о том, что такое радиация в принципе (см. мою первую статью здесь же). Теперь так же коротко и очень понятным языком обсудим единицы её измерения. Надо сказать, вопрос этот не слишком сложный, но, тем не менее, иногда здесь происходит некоторая путаница.
Начнём с того, что для измерения активности радиоактивных материалов в системе СИ используется такая единица как беккерель (Бк). Фактически это дело показывает то, сколько распадов в секунду происходит в данном веществе за 1 с. Поэтому 1 Бк = 1 с^-1. То есть, речь идёт именно о процессах «внутри» радионуклида, а не об информации о «радиации вокруг» него. Внесистемная единица измерения активности – кюри (Ки). 1 Ки = 3,7 * 10^7 Бк.
Теперь непосредственно о самой радиации. Существует такое понятие как экспозиционная доза. По сути, она просто характеризует способность фотонного (гамма) излучения ионизировать окружающий воздух и представляет собой отношение суммарного заряда ионов, образованных в результате действия излучения, к массе воздуха, на который это действие оказывалось. Соответственно единица измерения экспозиционной дозы – кулон на килограмм (кл/кг). Внесистемная единица измерения – это тот самый рентген (Р). 1 Р = 2,58*10^-4 кл/кг. Мощность экспозиционной дозы измеряется в амперах на килограмм (А/кг) или в рентгенах в секунду (Р/с). На практике, впрочем, часто используют рентгены в час (Р/ч). А мощность – она и есть мощность. Её значение даёт понять, «насколько сильное» гамма-излучение присутствует в данном месте, «сколько рентген воздействует на объект за секунду или за час».
Также существует понятие поглощённой дозы. Это – величина энергии ионизирующего излучения, переданная веществу. Чтобы было понятно, скажем так. Если экспозиционная доза скорее характеризует само по себе излучение (только гамма), то поглощённая – показывает именно «количество» действия излучения (какого-нибудь) на что-либо, «сколько радиации здесь подействовало на объект». Формулировки, разумеется, мягко говоря, некорректные, но весьма наглядные и понятные. В системе СИ данная величина измеряется в греях (Гр). Один грей равен одному джоулю (энергии) на килограмм (вещества) (Дж/кг). Кроме того, есть несистемная единица под название «рад», равная 0,01 Гр. Фактически именно поглощённая доза является основополагающей в дозиметрии. Она показывает именно действие энергии на вещество и применима к радиоактивному излучению любого вида. В общем и целом, в большинстве случаев можно считать, что «100 рентген гамма-излучения равны 100 радам или 1 грею». То есть, в среднем, объект, помещённый в среду, в которой наблюдается мощность гамма-излучения 100 Р/ч, за час получит дозу в 1 грей. А за 2 часа, как несложно догадаться – 2 грея. Хотя на самом деле там всё будет зависеть от конкретной энергии конкретных частиц. Но в среднем – примерно как-то так.
Теперь самое интересное. Дело в том, что разные виды излучения (альфа, бета, гамма. ) по-разному воздействуют на живые организмы. Ранее мы уже отмечали, что альфа-излучение может быть гораздо опаснее, чем бета (другой вопрос, что оно должно ещё как-то «попасть в организм», а для него это сложнее). Поэтому для оценки биологического эффекта облучения организма была придумана эквивалентная доза излучения, измеряемая в зивертах (Зв). Она равна поглощённой (организмом или его частью) дозе, умноженной на так называемый взвешивающий коэффициент данного вида излучения. То есть, величину энергии, полученной организмом или его частью, просто умножают на коэффициент, который у каждого вида излучения свой. Для гамма-излучения он равен 1. Следовательно, в этом (и самом распространённом) случае эквивалентная доза (в Зв) будет численно равна поглощённой (в Гр). Есть и внесистемная единица измерения эквивалентной дозы: бэр (биологический эквивалент рентгена), который равен 0,01 Зв. Таким образом, если человек пробыл 3 часа в местности, мощность экспозиционной дозы в которой составляет 30 Р/ч, то поглощённая им доза излучения примерно такова: 3 * 30 = 90 (рад) = 0,9 (Гр), что в эквиваленте равно 90 (бэр) или 0,9 (Зв).
Для бета-частиц и рентгеновского излучения взвешивающий коэффициент также равен 1.
Для протонного принимается равным 2.
Для альфа-частиц и осколков деления атомов – 20.
Что касается нейтронного излучения, то оно сильно различается по энергии этих самых нейтронов, и здесь коэффициент может быть от 2 до 21.
Получается, что 1 час воздействия альфа-излучения на организм как бы соответствует целым 20 часам воздействия гамма-излучения.
Всё? Нет, не всё. Излучение ещё и по-разному может действовать на различные ткани и органы организма. Например, глаза могут быть более чувствительны, чем кожа. Для оценки действия излучения на конкретные «места организма» используется ещё один коэффициент, на который умножается суммарная эквивалентная доза облучения организма. Полученная величина называется эффективной дозой и измеряется в тех же единицах, что и эквивалентная. Например, для желудка и лёгких коэффициент равен 0,12, для кожи – 0,01.
Какие конкретно эквивалентные дозы излучения приводят к развитию лучевой болезни? Это тема для отдельного разговора. Если совсем вкратце, то за довольно короткий промежуток времени человек должен успеть получить дозу 100 Р = 1 рад = 1 Гр = 100 бэр = 1 Зв (для гамма-излучения). Да, да, вероятно, именно поэтому знаменитый бар в «Сталкере» был назван именно так.
Автор: Сергей Смолин.
Самая опасная рукопись в мире
На снимке ниже запечатлена одна из записных книжек Марии Кюри.
Наверняка вы знаете, кто эта женщина. Мария Кюри — ученый-экспериментатор, выдающийся химик, исследователь радиоактивности, получившая две Нобелевские премии: одну в 1903 году по физике, вторую в 1911 году по химии.
Почему же ее записные книжки считаются опасными?
Вовсе не из-за знаний, которые они содержат.
Мария Кюри вместе со своим мужем Пьером Кюри открыла радиоактивные элементы полоний и радий, разработала методы выделения радиоактивных изотопов. Когда ученые открыли радий, они не имели ни малейшего представления о том, как он может сильно навредить организму. Поэтому не предпринимали никаких мер защиты при обращении с этим химическим элементом: образцы этого вещества спокойно носили в карманах и т.д.
Мария Кюри умерла в 1934 году от апластической анемии — заболевания системы крови, которое вызвала радиация. Многие ученые, работавшие вместе с Кюри, умерли от лейкемии и других похожих заболеваний, виновником которых была радиация.
За время работы в лаборатории женщина-ученый получила огромную дозу облучения и сама стала радиоактивной. Когда она умерла, ее похоронили в свинцовом гробу, так как свинец не пропускает излучение. Личные вещи Кюри, в том числе и записные книжки, передали в Национальную библиотеку Франции (находится в Париже), где они хранятся до сих пор в свинцовых коробках, так как все еще радиоактивны.
Сегодня получить доступ к блокнотам Марии Кюри не так просто. Если человек хочет ознакомиться с ее рукописями, то должен сперва подписать форму «об отказе от ответственности» в Национальной библиотеке Франции, и лишь потом, в случае одобрения, его допустят к заметкам ученого. Знакомство с записями Марии Кюри происходит в специальном читальном зале, который находится вдали от других читальных залов библиотеки. Посетитель должен быть облачен в защитный костюм и во время работы с блокнотами использовать дозиметр.
Специалисты выяснили, что доза облучения, которую получает человек в защитном костюме, работающий с записными книжками Кюри, не сильная. Даже если он будет контактировать с этими записями регулярно на протяжении года, то максимальная доза облучения, которую он получит, составит около 10 мкЗв. Доза, которую человек получает во время полета на самолете на высоте 10 км — 5 мкЗв/ч. То есть, говоря условно, за время полета от Москвы до Перми, который длится 2 часа, доза облучения составит также 10 мкЗв.
Блокноты Кюри из всех известных рукописей все равно самые опасные из-за радиоактивности, если читать их без защитного костюма, мало не покажется.
Интересный факт. К личным вещам Мари Кюри нельзя будет прикасаться голыми руками еще 1500 лет, так как период полураспада радия-226 около 1600 лет.
Радиация!
«ЧТО ТАКОЕ РАДИАЦИЯ» и «КАКАЯ ОНА БЫВАЕТ»
Краткая и понятная справка для самых маленьких.
В сети (и не только) иногда попадаются люди, которые не знают даже самых простых вещей про радиацию. Специально для них объясняем. Да, очень вкратце. Да, НЕ совсем научно, а, может быть, даже и НЕ совсем точно, и вообще наивно и по-детски. Но зато очень просто и ясно. А если кому-то нужно больше и правильнее – пожалуйте в Гугл.
Сначала на всякий случай напоминаем. Как известно, вещества состоят из атомов, а атомы состоят из трёх видов частиц: протонов (положительно заряженные частицы), нейтронов (нейтральные частицы), электронов (отрицательно заряженные частицы). Из протонов и нейтронов сделано ядро атома. И тех, и других называют ещё нуклонами. А электроны (которые намного меньше по массе) роятся вокруг этого ядра по специальным «орбитам» (орбиталям). Этот «рой» (облако) электронов нас сейчас не интересует. Все самые захватывающие процессы происходят в ядре.
Все эти нуклоны держатся (обычно) вместе и никуда на разлетаются. На это у них есть веские причины, называемые ядерными силами, из-за которых нуклоны притягиваются друг к другу. Строго говоря, само это явление рассматривается уже не в ядерной физике, а в физике элементарных частиц, в общем, просто поверьте, что оно есть. Помимо ядерных сил на нуклоны действуют некоторые другие силы, например, кулоновские силы отталкивания. У «обычных» стабильных изотопов притяжение нуклонов пересиливает всё остальное. И ничего интересного с такими ядрами не происходит. Однако, при некоторых условиях, например, если нейтронов получается «больше, чем нужно», или при некоторых других, могут начать происходить весьма любопытные явления. Именно это и отличает радиоактивные изотопы элементов от не радиоактивных.
Одним из таких любопытных явлений является альфа-распад. При альфа-распаде из ядра атома вылетают – кто бы мог подумать! – так называемые альфа-частицы. Они представляют собой два протона и два нейтрона (то, есть, по сути, это ядра гелия). Соответственно, в ядре остаётся меньшее число нуклонов, и данный атом становится уже атомом другого элемента. Альфа-частицы не могут улететь далеко от покинутого ядра, их пробег в воздухе составляет несколько сантиметров, а в какой-нибудь там алюминий они могут проникнуть только на доли миллиметра, не говоря уже о чём-то более плотном. Альфа-частицы притягивают к себе часть электронов из окружающей среды, чтобы стать «полноценными» атомами гелия. Соответственно, при контакте с ними соседние атомы вещества часть своих электронов теряют и становятся так называемыми ионами. Ввиду маленькой проникающей способности, альфа-излучение в подавляющем большинстве случаев не представляет опасности для человека и прочих зверюшек, так как эти частицы не способны преодолеть даже верхний омертвевший слой кожи (даже если смогут на неё попасть сквозь окружающий воздух). Однако, вещества, в которых происходит альфа-распад, могут быть чрезвычайно опасны при попадании внутрь организма. Кстати говоря, радиоактивные вещества, попав в организм, могут весьма и весьма надолго там задержаться (а некоторые прям очень надолго), то есть, воздействие получится не только гораздо более сильным, но ещё и долгим (и вот это уже относится к изотопам с любым видам распада, а не только с альфа). Именно поэтому при нахождении в некоторых опасных зонах следует пользоваться защитной одеждой и противогазом.
Второе интересное явление, касающееся предмета нашего рассмотрения – бета-распад. Здесь процесс немного более сложный. Существует такая вещь как слабое взаимодействие (тут опять физика элементарных частиц). И вот это взаимодействие при бета-распаде превращает один из нейтронов атома в протон (или наоборот). При этом, в соответствии с определёнными законами, в ядре также «образуются» две частицы. В зависимости от вида бета-распада (отрицательный или положительный), это могут быть либо электрон и антинейтрино, либо позитрон и нейтрино. «Нейтрины» оставим в покое, нам они сейчас не нужны. А вот такие вылетающие из ядер электроны/позитроны – это и есть бета-частицы. Они способны ионизировать чьи-либо атомы, вызывать химические реакции и вообще делать всякие разные вещи. Их проникающая способность – на порядок больше, чем у альфа-частиц. Пробег в воздухе может исчисляться метрами. Эти малыши вполне способны проникать в кожу человека. Вещества с бета-распадом так же очень опасны при попадании вовнутрь (хотя действие бета-частиц на организм всё-таки намного слабее, чем альфа).
Нейтронное излучение. Как несложно догадаться, это поток нейтронов. Фактически наблюдается не «само по себе», а только при ядерных реакциях (в реакторах или при тех самых ядерных взрывах). Вылетающие нейтроны различаются по своей энергии. В отличие от вышеперечисленных частиц, нейтроны взаимодействуют только с ядрами атомов и лучше поглощаются не тяжёлыми (плотными), а лёгкими атомами, скажем, бором. Так называемые «быстрые» нейтроны (с более высокой энергией) поглощаются вообще плохо, однако, могут быть «замедленны» с помощью, к примеру, водородосодержащих материалов (той же воды). Нейтроны могут «цепляться» к ядрам окружающих веществ, в результате чего эти ядра становятся радиоактивными и начинают сами испускать те или иные частицы (наведённая радиоактивность).
Существует также экзотическое протонное излучение и некоторые другие, но их рассмотрение уже выходит за рамки этого разговора.