Maria Skłodowska-Curie i sukcesorki jej odkryć

Tomasz Pospieszny

Wydział Chemii, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu

ul. Umultowska 89b, 61-614 Poznań

tposp@amu.edu.pl

 

Maria Skłodowska-Curie (1867–1934) należy do grona najwybitniejszych uczonych wszechczasów. Znana jest – wraz z mężem Pierrem Curie – jako odkrywczyni dwóch pierwiastków promieniotwórczych – polonu i radu[1]. Małżonków Curie należy także uznawać za prekursorów stosowania substancji radioaktywnych w medycynie. To właśnie dzięki nim powstała curieterapia nazywana dziś radioterapią. Paul Langevin powiedział, że odkrycie małżonków Curie dla cywilizacji przyszłości będzie miało znaczenie porównywalne z odkryciem ognia przez człowieka[2]. Było ono niezwykłe i niespodziewane, całkowicie zrewolucjonizowało poglądy na budowę materii. Podczas gdy rad stał się niezwykle „modnym” pierwiastkiem chemicznym wykorzystywanym do leczenia guzów, nowotworów, zaćmy, chorób zębów i dziąseł, nerwic, schorzeń kości, krwi, a nawet impotencji. Dodawano go do paszy dla zwierząt czy włóczki, z której robiono ubranka dla niemowląt. Jego nazwę nosiły masło, cygara, czekolada, pasta do zębów czy prezerwatywy. Grywano w „radowe ruletki”, urządzano bale z pokazami tego pierwiastka, a „radowe modelki” przedstawiały świecące kostiumy. Z drugiej strony polon – bliższy sercu Marii Skłodowskiej-Curie – przez lata nie był uznawany za pierwiastek chemiczny. Mirosław Kernbaun (jeden z uczniów Marii) powiedział – Dziwnym więc trafem dzieli on [polon] los narodu, ku czci którego otrzymał imię: egzystuje de facto, jako pierwiastek chemiczny, de iure jednak przez międzynarodową komisję chemików nie jest za taki uznawany[3]. Niemniej jednak poszukiwanie nowych „cudownych” pierwiastków chemicznych w celu uzupełnienia wolnych miejsc w tablicy Mendelejewa oraz odkrywanie tajemnic atomu było niezwykle ważne. Madame Curie swoimi pracami wyznaczyła naukową drogę innym wybitnym kobietom, które na trwałe wpisały się na karty historii chemii i fizyki jądrowej.

Naturalną spadkobierczynią Madame Curie była jej córka Irène Joliot-Curie (1897–1956)[4]. Uczona wielkiego kalibru. Wraz z mężem za odkrycie sztucznej radioaktywności otrzymała w 1935 roku Nagrodę Nobla z chemii. Została tym samym drugą kobietą uhonorowaną tym zaszczytem. Warto podkreślić, że wskutek pomyłki i być może odwagi, mogłaby zostać podobnie jak jej matka wielokrotną noblistką. Małżonkowie Joliot-Curie w 1932 roku przeprowadzili serię eksperymentów, które doprowadziły Jamesa Chadwicka do odkrycia neutronu, a Carla Andersona do odkrycia pozytonu (dodatniego elektronu). Obaj uczeni za swoje prace zostali wyróżnieni Nagrodą Nobla z fizyki odpowiednio w 1935 i 1936 roku. Później Irène przeprowadziła doświadczenia związane z bombardowaniem neutronami uranu. Jako produkt reakcji rozszczepienia jądra atomu zidentyfikowała lantan (pierwiastek 57). Nie była jednak przekonana co do słuszności swoich obserwacji. Dziś za odkrywcę rozszczepienia atomu uważa się Ottona Hahna.

Jedną z uczennic Marii Curie, a także Ernesta Rutherforda i J. J. Thomsona była Harriet Brooks (1876–1933)[5]. Zapomniana dziś wybitna uczona, która jako pierwsza w Kanadzie zrobiła doktorat z fizyki jądrowej, a dzięki swoim zdolnościom i przenikliwości dała się poznać jako godna następczyni Madame Curie. Brooks przeprowadziła serię eksperymentów mających na celu określenie charakteru radioaktywnych emanacji toru (gazowych substancji emitowanych prze tor). Jej prace z 1901 roku udowodniły, że emanacja była radioaktywnym gazem o specyficznych właściwościach fizycznych nazywanym dziś radonem (pierwiastek 86). Jako pierwsza próbowała także określić jego ciężar atomowy. Niestety dziś jako odkrywcę radonu podaje się Rutherforda lub niemieckiego fizyka Friedricha Dorna.

Inną niezwykle zasłużoną dla nauki kobietą była austriacka uczona Lise Meitner (1878–1968)[6]. Albert Einstein nazywał ją niemiecką Madame Curie[7]. Wspólnie z Ottonem Hahnem odkryła, wyizolowała oraz zbadała właściwości fizyczne i chemiczne nowego pierwiastka chemicznego – protaktynu (pierwiastek 91). Wykazała także, że jest on pierwiastkiem macierzystym aktynu (pierwiastka 89). Ponadto uczeni wspólnie odkryli kilka izotopów radioaktywnych, odrzut jądra atomowego, a Meitner samodzielnie odkryła także zjawisko Augera. W 1938 roku Hahn wraz ze swoim współpracownikiem Fritzem Strassmannem bombardując neutronami uran (pierwiastek 92) zidentyfikowali bar (pierwiastek 56) jako produkt rozszczepienia jądra uranu. W styczniu 1939 roku Meitner wraz ze swoim siostrzeńcem Ottonem Robertem Frischem, prawidłowo zinterpretowała reakcję rozszczepienia jądra atomowego oraz obliczyła energię wyzwalaną w tym procesie (ok. 200 MeV) i przewidziała reakcję łańcuchową. W 1944 roku Nagrodę Nobla za w dziedzinie chemii otrzymał Otto Hahn. Lise została pominięta mimo iż była nominowana do tego prestiżowego wyróżnienia aż 48 razy.

Nie bez znaczenia są także prace Stefanii Horovitz (1877–1942/3)[8]. Wykonując niezwykle czasochłonną i skrupulatną pracę dowiodła, że jeden pierwiastek chemiczny może istnieć w kilku odmianach różniących się masą (izotopy). Stwierdziła, że masa atomowa ołowiu powstającego w szeregu uranowo-radowym wynosiła 206,73, wykazując tym samym, że ołów z rozpadu jest lżejszy niż „zwykły” ołów (207,21). Ponadto dowiodła, że odkryty w 1906 roku przez Boltwooda i Hahna pierwiastek jon to de facto izotop toru-230. Było to niezwykle ważne spostrzeżenie, bowiem wykazało, że jon i tor-230 mają takie same właściwości spektroskopowe i chemiczne, a jedyną różnicą jest ich masa atomowa. W jednym eksperymencie Horovitz podważyła istnienie pierwiastka i znalazła drugi dowód na istnienie izotopów.

W połowie lat dwudziestych ubiegłego wieku Ida Tacke-Noddack (1896–1978)[9] wraz z mężem Walterem przeprowadzili serię eksperymentów, które doprowadziły do otrzymania przez nich dwóch pierwiastków chemicznych: mazuru (numer 43, dziś znany jako technet) i renu (numer 75). W 1926 roku Ida i Walter wydzielili 2 miligramy czystego renu. Rok później Ida wydzieliła 120 miligramów tego metalu, a w1928 roku gram renu. Noddackowie określili właściwości pierwiastka i zbadali jego związki. Nie zdołali jednak wydzielić czystego mazuru, dlatego nie uznano ich odkrycia. Dziś dysponujemy dowodami na to, że Noddackowie otrzymali mazur i to oni byli odkrywcami tego pierwiastka. Ida Noddack była trzykrotnie nominowana do Nagrody Nobla w dziedzinie chemii jednak nigdy jej nie otrzymała.

Jednym z najdłużej poszukiwanych pierwiastków chemicznych był frans (pierwiastek 87). W 1935 roku Marguerite Perey (1909–1975)[10], uczennica Marii Skłodowskiej-Curie, mając spore doświadczenie w chemii aktynu przystąpiła do pracy, w której wykazała, że izotop akyunu-227 emituje cząstki alfa przekształcając się w pierwiastek numer 87. Powstający w ten sposób izotop pierwiastka 227 Perey nazwała aktynem K (Ac-K). Niestety jej bezpośredni przełożony André Debierne uważał, że uczona postąpiła nieetyczne informując jako pierwszą Irène Joliot-Curie. Idąc wzorem Marii Skłodowskiej-Curie, Perey chcąc upamiętnić swoją ojczyzną zaproponowała dla nowego pierwiastka nazwę frans. Debierne jednak nie chciał uznać odkrycia Perey. Dopiero po wielu miesiącach i rozmowach z Joliot-Curie ustąpił. Warto zauważyć, że Perey została w 1962 roku pierwszą kobietą przyjętą do Francuskiej Akademii Nauk. Nie udało się to nigdy Marii Skłodowskiej-Curie i jej córce Irène.

Marian Smoluchowski, jeden z najwybitniejszych uczonych światowych w 1928 roku napisał:

Kobiety odznaczają się przecież pewnemi specjalnemi zaletami: drobiazgową sumiennością i mrówczą pilnością pracy, które powinny im dawać wybitne uzdolnienie w kierunku np. chemii, gdzie ważną rolę grają systematyczne, mozolne poszukiwania doświadczalne. Kobietom, które wstępują na drogę naukową, powinno się ułatwiać ich powołanie; powinny nareszcie zniknąć wszelkie zewnętrzne przeszkody, owe śmieszne przesądy, owe przestarzałe poglądy, które zamykają dostęp kobietom do niektórych instytucyj naukowych, które im utrudniają kształcenie się, pracę naukową, dostęp do katedr uniwersyteckich. Niech tu (jak na każdem innem polu) panuje zasada wolnej konkurencji. Oby ta konkurencja była jaknajżywsza[11].

I trudno nie przyznać mu racji. Kapelusze z głów panowie.

 

[1] T. Pospieszny, Nieskalana sławą. Życie i dzieło Marii Skłodowskiej-Curie, Novae Res, Gdynia 2016.

[2] D. Brian, Rodzina Curie, Amber, Warszawa 2006, str. 74.

[3] M. Skłodowska-Curie, Badanie ciał radioaktywnych, reprint wydania z 1904 roku, Komitet Historii Nauki i Techniki, Wydział I Nauk Społecznych PAN, Warszawa 1992, str. <4>.

[4] T. Pospieszny, Radowa księżniczka. Historia Ireny Joliot-Curie, Novae Res, Gdynia 2017.

[5] M. F. Rayner-Canham, G. Rayner-Canham, Harriet Brooks. Pioneer Nuclear Scientist, McGill-Queenʼs University Press, Montreal, 1992.

[6] T. Pospieszny, Zapomniany geniusz. Lise Meitner – pierwsza dama fizyki jądrowej, Novae Res, Gdynia 2016.

[7] Ibidem, str. 19.

[8] J. Apotheker, L. S. Sarkali, European Women in Chemistry, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim 2011, str. 75–79.

[9] A. Lykknes, D. L. Opitz, B. Van Tiggelen, For Better or For Worse? Collaborative Couples in the Sciences, Springer, Basel, 2014.

[10] J.-P. Adloff, B. Kauffman, Fracnium (Atomic Number 87), the Last Discovered Natural Element, Chem. Educator, 2005, 10, str. 387–394.

[11] M. Smoluchowski, Kobiety w naukach ścisłych, Pisma Mariana Smoluchowskiego, Polska Akademia Umiejętności, 1928, 3(1), str. 138–152.

NADNOTECKI INSTYTUT UAM
W PILE
UL. KOŁOBRZESKA 15
64-920 PIŁA

CENTRUM DOSKONALENIA NAUCZYCIELI   

W PILE

UL. BYDGOSKA 21

64-920 PIŁA

KONTAKT