O pierwiastkach chemicznych odkrytych przez kobiety

/    Tomasz Pospieszny   /

Zaktualizowano 28 sierpnia 2021 r.

W układzie okresowym pierwiastków chemicznych jest dzisiaj 118 pierwiastków (sierpień 2021 roku). Spośród tych podstawowych cegiełek Wszechświata tylko kilka zostało odkrytych przez kobiety. Jednak historia tych odkryć jest nader fascynująca.

Maria Skłodowskiej-Curie i polon oraz rad (1898)

Pierwszą kobietą, której nazwisko na trwałe wpisało się w historię odkryć pierwiastków chemicznych jest Maria Skłodowska-Curie. Badając fascynujące promieniowanie uranu odkryte przez Becquerela stwierdziła, że niektóre minerały zawierające ten pierwiastek np. blenda smolista, chalkolit czy autunit wysyłają znacznie silniejsze promieniowanie niż wynikało to z zawartości w ich składzie uranu. Uczona dokonała fenomelnego zabiegu – przeprowadziła syntezę chalkolitu i stwierdziła, że wykazuje on normalną promieniotwórczość, czyli taką jakiej należy się spodziewać ze względu na zawartość uranu w próbce. W związku z powyższym w naturalnym minerale musiała istnieć domieszka nowego, nieznanego nauce pierwiastka. Maria zanotowała: Obie rudy uranu: blenda smolista (tlenek uranu) i chalkolit (fosfat miedzi i uranylu) są o wiele bardziej aktywne niż sam uran. Fakt ów jest godny uwagi i pozwala sądzić, że te minerały mogą zawierać pierwiastek o wiele bardziej aktywny niż uran. Niestety Maria i Piotr nie byli w stanie wyodrębnić potencjalnych pierwiastków chemicznych znanymi wówczas metodami. Ich córka Irena Joliot-Curie wyjaśniała po latach:

Irena Joliot-Curie, b.d., Musée Curie, col. ACJC

Ze względu na to, że jedyną znaną właściwością hipotetycznego ciała [nowego pierwiastka] była jego promieniotwórczość, Piotr i Maria Curie wprowadzili nową metodę pracy, która stała się podstawową w całej radiochemii. Przeprowadzali oni chemiczne rozdzielanie różnych ciał zawartych w minerale i mierzyli promieniotwórczość każdej frakcji. Wkrótce stwierdzili, że promieniotwórczość koncentruje się z jednej strony w siarczkach strącanych z kwaśnych roztworów, z drugiej – w pierwiastkach ziem alkalicznych i niebawem przekonali się o istnieniu dwóch nowych pierwiastków promieniotwórczych: polonu i radu […], wyższych homologów telluru i baru.

Upór Madame Curie doprowadził ją do odkrycia, które zrewolucjonizowała spojrzenie na teorię materii. 18 lipca 1898 roku małżonkowie Curie ogłosili, że odkryli nowy pierwiastek chemiczny, który nazywali polonem (symbol Po, liczba atomowa 84). Donosili:

Przypuszczamy, że ciało, które wyodrębniliśmy ze smółki uranowej, zawiera nieznany jeszcze metal, zbliżony do bizmutu ze swoich właściwości chemicznych. Jeśli istnienie tego metalu się potwierdzi, proponujemy dla niego nazwę polon – od imienia ojczyzny jednego z nas.

Maria i Piotr Curie w laboratorium przy ulicy Cuvier, 1904, Musée Curie, col. ACJC

Jednak na tym nie koniec. W połowie listopada przeprowadzili eksperymenty, dzięki którym otrzymali bardzo promieniotwórczy produkt. Wraz z Gustawem Bémontem otrzymali próbkę zawierającą bar, która była dziewięćset razy bardziej promieniotwórcza niż uran. 26 grudnia 1898 roku ogłosili, że odkryli drugi pierwiastek chemiczny, który nazwali radem (symbol Ra, liczba atomowa 88). W pracy pt. „O nowej silnie radioaktywnej substancji zawartej w blendzie smolistej” napisali:

Wyżej wyszczególnione fakty każą nam przypuszczać, że w tym nowym związku promieniotwórczym znajduje się nowy pierwiastek, który proponujemy nazwać radem. Nowy ten związek zawiera na pewno znaczną ilość baru, mimo to jednak jest on silnie promieniotwórczy. Promieniotwórczość radu musi być, zatem ogromna.

Tak zrodziła się legenda godna najwybitniejszej uczonej.

 

Harriet Brooks i radon (1901)

Harriet Brooks, 1898, McCord Museum, Montreal, Quebec

Ernest Rutherford zauważył, że związki toru nieustannie emitują radioaktywny gaz, który zachowuje właściwości promieniotwórcze przez kilka minut. Nazwał to zjawisko emanacją gazu, a później emanacją torową (ThEm). Uczony pisał: promieniowanie z tlenku toru nie było stałe, ale zmieniało się w najbardziej kapryśny sposób, podczas gdy wszystkie związki uranu emitują promieniowanie w sposób niezwykle stały. Pod kierunkiem Rutherforda ( a właściwie na jego prośbę) Harriet Brooks przeprowadziła serię eksperymentów mających na celu określenie charakteru radioaktywnych emisji toru. Wykazała także, że emanację wysyła również rad. Jej prace dowiodły, że emanacja była gazem o specyficznych właściwościach fizycznych, takich jak na przykład mniejsza masa cząsteczkowa niż masa radu. Brooks wspólnie z Rutherfordem zmierzyła szybkość dyfuzji cząsteczek gazu w powietrza. W 1901 roku uczeni ogłosili pracę pt. „Nowy gaz z raduˮ (Trans. R. Soc. Can., 7, str. 21–25), w której pisali: termin „emanacjaˮ został zastosowany do substancji emitowanej w ten sposób, ponieważ w tamtym czasie nie było dowodów, czy emisja materii była parą substancji, radioaktywnym gazem (nasze podkreślenie) czyli cząstkami materii, z których każda zawiera dużą liczbę cząsteczek. […] Musimy zatem stwierdzić, że emanacja jest w rzeczywistości ciężkimi radioaktywnymi oparami lub gazem. […] specjalne eksperymenty pokazują, że szybko się rozprasza, a także ma charakter gazowy.

Ernest Rutherford, 1908, domena publiczna

Nie ulega wątpliwości, że w 1901 roku Harriet Brooks i Ernest Rutherford udowodnili, że emanacja (dziś zwana radonem, pierwiastek 86) jest radioaktywnym gazem. Należy zauważyć, że Rutherford i Brooks […] opisali swoje wysiłki, aby określić naturę emanacji. Nie można było wyizolować znacznej objętości gazu ani zidentyfikować żadnych nowych linii widmowych. W rezultacie doszli do wniosku, że objętość jakiegokolwiek gazu była niewielka. Wykorzystali urządzenie do dyfuzji gazów jako środek nie tylko potwierdzający, że emanacja jest gazem, ale także w celu uzyskania przybliżonej wartości jego masy cząsteczkowej. Podali (błędnie), że gaz miał masę atomową między 40 a 100. Niemniej jednak fakt, że wartość była znacznie mniejsza niż wartość toru, przekonał ich, że emanacja była wcześniej nieznanym gazem. Nie twierdzili wówczas, że jest to nowy pierwiastek, choć wydaje się, że tę implikację pozostawili czytelnikowi. Jak podkreślają małżonkowie Reyner-Canhamowie (badacze historii odkrycia radonu, biografowie Brooks) Rutherford został przekonany o gazowej naturze emanacji w 1901 roku w wyniku badań przeprowadzonych przez jego pierwszą studentkę, Harriet Brooks.

 

Lise Meitner i protaktyn (1918)

W 1899 roku André-Louis Debierne odkrył pierwiastek, który nazwał aktynem (89Ac). Był to niezwykle tajemniczy pierwiastek, bowiem charakteryzował się dość krótkim czasem połowicznego zaniku, wynoszący zaledwie trzynaście i pół lat. Powinien zatem już dawno zniknąć z powierzchni Ziemi. Ponieważ jednak wciąż zdradza swoją obecność musiał powstawać w wyniku przemiany promieniotwórczej z innego nieznanego dotąd pierwiastka chemicznego. Pierwiastek ten powinien znajdować się w układzie okresowym pomiędzy torem i uranem (90Th  9192U).

Lise Meitner i Otto Hahn w laboratorium, Beriln 1912, domena publiczna

W 1900 roku William Crookes wyizolował nowy pierwiastek jako materiał o wysokim stopniu radioaktywności z uranu. Nie potrafił jednak scharakteryzować go jako nowego pierwiastka chemicznego. Nadał mu nazwę uran X (UX). Nie odniósł on sukcesu bowiem rozpuszczał azotan uranu w eterze, zaś pozostałość roztworu wodnego zawierała w większości mieszaninę dwóch pierwiastków: toru-234 i szukanego protaktynu-234.

W 1909 roku Frederick Soddy z 50 kg uwodnionego azotanu(V) uranylowego otrzymał osad, który wykazywał radioaktywność i emitował cząstki alfa. Według dedukcji uczonego z osadu powstawał w niewielkiej ilości produkt, którego ilość stale i regularnie rosła. Soddy zidentyfikował go jako aktyn (jego obserwacje trwały cztery lata!). Jednak nie potrafił on wyizolować szukanego pierwiastka i podać jego właściwości fizycznych i chemicznych. Warto zauważyć, że cztery lata później Soddy (i niezależnie od niego Polak Kazimierz Fajans) odkrył prawo przesunięć, na podstawie, którego stało się jasne, że pierwiastkiem, z którego powstawał obserwowany przez niego aktyn był poszukiwany pierwiastek 91.

Kazimierz Fajans, 1931, Narodowe Archiwum Cyfrowe, sygn. 1–Z–830

W 1913 roku wspomniany Kazimierz Fajans zaczął prace nad uranem X. Wraz ze swoim doktorantem Osvaldem H. Göhringiem doszedł do wniosku, że jest to mieszanina pierwiastków. Nazwał je uranem X1 i uranem X2. Pierwszy z nich zidentyfikowali jako izotop toru-234, natomiast drugi izotop wchodził w skład szeregu uranowo-radowego i powstaje w wyniku przemiany beta z zidentyfikowanego izotopu toru-234. W związku z tym uran X2 powinien znajdować się dokładnie za torem, a przed uranem, czyli powinien być nowym pierwiastkiem 91. Za pomocą metod analitycznych Fajansowi udało się rozdzielić i wyizolować oba izotopy. Pierwiastek 91 charakteryzował się krótkim czasem połowicznego zaniku, wynoszącym około 1,1 minuty, dlatego uczeni nazwali go brewium (ang. Brevium) od łacińskiej nazwy brevis czyli krótki.

Otto Hahn, 1933, Archiv der Max-Planck_Gesellschaft, Berlin-Dahlem

Wszystkie te zagadki zaczęły w szczególności interesować Lise Meitner, która wspólnie z Ottonem Hahnem rozpoczęła poszukiwania pierwiastka 91. Nadała mu nawet nazwę – Abrakadabra. Meitner i Hahn udoskonalili technikę rozdziału oraz założyli, że nowy pierwiastek powinien mieć właściwości zbliżone do tantalu (pierwiastek 73). Zaczęli – wzorem Marii Skłodowskiej-Curie – badać pechblendę, w której pokładali dużą nadzieję. Hahn i Meitner odkryli nową metodę analityczną umożliwiającą oddzielanie wyizolowanych z pechblendy pierwiastków należących do grupy tantalu z minimalnymi ilościami innych substancji promieniotwórczych.

Lise Meitner, 1912, Archiv der Max-Planck-Gesellschaft, Berlin-Dahlem

Kiedy wybuchła pierwsza wojna światowa Hahn pojechał na front, zaś główne prace nad pierwiastkiem Abrakadabra wykonywała Lise Meitner. W listach do Hahna donosiła o postępach pracy. Pisała między innymi, że otrzymała wystarczającą ilość materiału do badań, że zamówiła specjalne platynowe naczynia odporne na działanie fluorowodoru, że jedna z próbek wykazuje znaczną aktywność, której nie można przypisać żadnemu znanemu pierwiastkowi. Praca, którą wykonała Lise Meitner polegała na izolacji oraz zbadaniu właściwości fizycznych i chemicznych nowego pierwiastka chemicznego, a także wykazaniu, że jest on pierwiastkiem macierzystym aktynu. Uczona długo i bardzo skrupulatnie mierzyła wysyłane promieniowanie przez protaktyn. Na podstawie pomiarów doszła do wniosku, że w wyniku przemiany alfa nowy pierwiastek przekształca się w izotop aktynu. Po żmudnych i bardzo trudnych eksperymentach chemicznych Meitner 19 czerwca 1917 roku napisała do Hahna: Mam dobre wiadomości dotyczące naszej pracy. Preparat nr 9 naprawdę wydaje się istotny, aktywność alfa jest najwidoczniej już stała. Myślę, że mamy tę substancję w ręku. 17 stycznia 1918 roku donosiła: […] aktywność [pierwiastka] jest bardzo słaba, ale można ją zmierzyć z całkowitą pewnością i może być zweryfikowana przez prędkość zaniku… W każdym razie teraz możemy myśleć o bardzo szybkiej publikacji. 16 marca 1918 roku w prestiżowym niemieckim czasopiśmie naukowym, Physikalische Zeitschrift, Lise Meitner i Otto Hahn przedstawili artykuł pt. Macierzysta substancja aktynu, nowy pierwiastek radioaktywny o długim okresie półtrwania. Napisali między innymi: Przypuszczenie, że pechblenda była odpowiednim materiałem wyjściowym okazało się w pełni uzasadnione. Udało nam się odkryć nowy pierwiastek radioaktywny, wykazując jednocześnie, że jest to substancja macierzysta aktynu. Dlatego też proponujemy dla niego nazwę protaktyn. Później nazwę zmienili na protaktyn. Chociaż nie od razu była ona oczywista.

Stefan Meyer, b.d., Archiv der Uniwersitat Wien

Stefan Meyer w liście do Lise pisał: Z Twojego listu wynikają strasznie trudne pytania o protaktyn. Wolałbym nazwy Lisonium, Lisottonium, etc. W związku z tym proponuję symbol Lo, ale niestety one się nie nadają, jeśli ktoś pragnie ogólnej akceptacji… Chociaż mimo iż nadal wolę Lisotto, to wiele bardziej znaczące jest, że został odkryty Pa lub Pn, niż pojawiające się najpiękniejszej nazwy. Otto Hahn wspominał: Z powodu wybuchu wojny nie znaliśmy publikacji Soddy’ego i J. A. Cranstona, która ukazała się w tym samym czasie co nasza i donosiła o substancji macierzystej aktynu. Soddy i Cranston próbowali otrzymać tą substancję z pechblendy poprzez sublimację. Preparaty otrzymywali w wyniku zwiększenia ilości emanacji aktynowej, wykazując wzrastające stężenie aktynu. Przy pewnych założeniach, Soddy i Cranston wyliczyli w przybliżeniu czas półtrwania dla aktynu na 3500 lat. […] Nie mogli jednak określić żadnych informacji o charakterystycznych właściwościach nowej substancji. […] Oryginalnymi odkrywcami pierwiastka byli Fajans i Göhring, dlatego mieli prawo do nadania mu nazwy brewium, ze względu na krótki czas półtrwania. Ale Międzynarodowa Komisja Atomowa nie mogła stosować tej nazwy dla pierwiastka, który my odkryliśmy, ponieważ miał on czas półtrwania wielu tysięcy lat. W związku z tym, w pełni uzasadnione okazało się nazwanie długowiecznego izotopu brewium protaktynem (Pa).

Lise Meitner w laboratorium, Berlin, 1912, Archiv der Max-Planck-Gesellschaft, Berlin-Dahlem

Po długich i trudnych dyskusjach z Fajansem ustalono, że nowy pierwiastek będzie nazywał się protaktyn. A dziś, chociaż doskonale wiadomo, że całą pracę wykonała Lise Meitner, tylko dzięki jej uprzejmości i lojalności wraz z nią za odkrywcę pierwiastka 91 uważa się Ottona Hahna.

 

Ida Tacke-Noddack oraz mazur i ren (1925/1926)

György von Hevesy, b.d., domena publiczna
Dirk Coster, b.d., domena publiczna

W 1913 roku brytyjski uczony Henry Moseley przeprowadził systematyczne badania widma promieniowania rentgenowskiego emitowanego przez uprzednio wzbudzone pierwiastki chemiczne. W oparciu o otrzymane wyniki przewidział istnienie brakujących w układzie okresowym pierwiastków o liczbach atomowych 42, 43, 72 i 75. Dzięki jego badaniom Holender Dirk Coster oraz Węgier György von Hevesy pracujący w instytucie Bohra w Kopenhadze odkryli hafn (Hf, liczba atomowa72).

 

Ida i Walter Noddackowie w laboratorium Physikalisch-Technische Reichsamstalt, Berlin, lata dwudzieste XX wieku, Stadtarchiv Wesel

Ida Tacke-Noddack i jej mąż Walter skupili się na pierwiastkach chemicznych o numerach 43 i 75. Szczególnie ciekawym pierwiastkiem był pierwiastek 43. Na przestrzeni lat wielokrotnie donoszono o jego odkryciu i proponowano różne nazwy: w 1818 roku Polinium (gr. szary), w 1844 roku Pelopium (na cześć Pelopsa syna Tantala), w 1846 roku Ilmenium (od gór Ilmensky), w 1877 roku Davyum (na cześć wybitnego chemika Humphrey’a Davy’ego), w 1896 roku lucium (łac. lux, świato) czy w 1908 roku nipponium (jap. Japonia). Ida przystąpiła do pracy analizując dostępną literaturę naukową. Wspominała – Od wiosny 1923 r. spędziłam dziesięć miesięcy, od wczesnego rana do późnej nocy w Państwowej Bibliotece w Berlinie przeszukując prawie sto lat literatury dotyczącej chemii nieorganicznej. Niemieckie małżeństwo uczonych zaczęło badać rudy manganu i platyny. Ida i Walter najpierw mozolnie rozpuszczali, następnie wytrącali, ekstrahowali i zatężali roztwory zawierające nowe pierwiastki. Później wytrącali je w postaci osadów (siarczków), które redukowali gazowym wodorem, następnie ogrzewali w tlenie otrzymując sublimaty bogate w ren, ale nie mazur. Przy udziale Ottona Berga zastosowali analizę opartą na spektroskopii rentgenowskiej. Otrzymane wyniki wskazywały na obecność obu pierwiastków 43 i 75 w badanych rudach. 11 czerwca 1925 roku Walther Nernst przedstawił wyniki pracy w Pruskiej Akademii Nauk. Komunikat donosił o odkryciu w niobicie i tantalicie nowych pierwiastków 43 i 75, których ilości były rzędu 10–6 do 10–7 grama. Pierwiastek 43 uczeni nazwali Masurium (mazur, symbol Ma) dla uczczenia Mazur ojczystego kraju przodków W. Noddacka, zaś pierwiastek 75 Rhenium (ren, symbol Re) od rzeki Ren (łac. Rhenus) w Nadrenii miejsca urodzenia I. Tacke.

Ida Noddack, b.d., Stadtarchiv Wesel

Warto zauważyć, że równolegle z odkryciem Idy i Waltera nowy pierwiastek znaleźli Anglicy i Czesi. Podczas, gdy ci pierwsi uznali odkrycie Niemców, Czesi byli uparci i zaproponowali dla pierwiastka 75 nazwę pragium (na cześć Pragi). Musieli jednak w końcu ulec, gdyż Ida wysłała im swoje próbki, w których potwierdzono obecność pierwiastka Noddacków. W 1926 roku Ida i Walter wydzielili 2 miligramy czystego renu. Roku później Ida wydzieliła 120 miligramów tego metalu z molibdenitu, a w1928 roku z 660 kg molibdenitu gram renu. Noddackowie określili właściwości pierwiastka i zbadali jego związki. Nie zdołali jednak wydzielić czystego mazuru, ani – co gorsze –odtworzyć jego widma. Ernest O. Lawrence nazwał prawa Noddacków do odkrycia mazuru widocznymi urojeniami i dodawał, że najwyraźniej sobie ten fakt wmówili. Jednakże mazur figurował jako pierwiastek chemiczny w tablicy Mendelejewa i podręcznikach do chemii aż do 1949 roku, kiedy to w Amsterdamie podczas ustaleń konferencji Międzynarodowej Unii Chemii Czystej i Stosowanej (IUPAC) skreślono go z listy pierwiastków. W 1937 roku Carlo Perrier i Emilio Segrè otrzymali pierwiastek 43 w wyniku reakcji syntezy jądrowej, poprzez bombardowanie metalicznego molibdenu (pierwiastek 42) deuteronami (izotopami wodoru) lub neutronami. Nazwali go technetem (symbol Tc, z gr. technetos – sztuczny). W 1967 roku Segrè twierdził, że Noddackowie w kwestii mazuru byli zwyczajnie nieuczciwi.

Ida Noddack w laboratorium, b.d., Stadtarchiv Wesel

Historyk nauki William H. Brock wyjaśnił konkretnie, dlaczego Ida i Walter powinni zostać uznanymi odkrywcami mazuru. W książce Historia chemii napisał:

Ren został łatwo uznany i niezależnie odkryty w tym samym roku przez innych badaczy, natomiast odkrycie mazuru okazało się wątpliwe. Małżonkowie Noddack zdołali wydzielić miligramowe próbki renu z setek kilogramów rud, nie udało się to jednak w przypadku mazuru. W latach trzydziestych, mimo wzmianek o mazurze w podręcznikach i umieszczaniu go w zestawieniach pierwiastków, na ogół uważano, że dane rentgenowskie nie stanowią dostatecznego dowodu istnienia tego pierwiastka. Sądzono, że Noddackowie pośpieszyli się z ogłoszeniem swego odkrycia. Jak dziś wiadomo, pierwiastek 43 (technet) jest produktem rozszczepienia uranu i wykazano, że rudy badane przez Noddacków zawierały uran w ilości umożliwiającej pojawienie się linii mazuru (technetu) w widmach rentgenowskich.

Z perspektywy czasu wydaje się więc słusznym przywrócić mazur do układu okresowego i przypisać pierwszeństwo odkrycia pierwiastka 43 Idzie i Walterowi Noddackom. Czy jest to jednak możliwe?

 

Marguerite Perey i frans (1939)

Pracownicy Instytutu Radowego w Paryżu w bibliotece, 1930. Siedzą, od lewej: Marguerite Perey, Leonie Razet, Marie-Isabelle Archinard i Sonia Cotelle. Stojący od lewej: Andre Régnier, Alexis Yakimach, Raymond Grégoire, Renée Galabert, Tcheng-Da-Tchang i Frederic Joliot-Curie, Musée Curie, coll. ACJC

Poszukiwania fransu nazywanego eka-cezem były równie długie jak poszukiwanie pierwiastków Noddacków. W 1925 roku Radziecki chemik D. K. Dobroserdov twierdził, że znalazł eka-cez w próbce potasu (radioaktywność z próbki pochodziła z naturalnie występującego radioizotopu potasu-40). Opublikował wyniki pracy, a pierwiastek nazwał russium. Rok później angielscy chemicy Gerald J. F. Druce i Frederick H. Loring analizowali zdjęcia rentgenowskie siarczanu manganu(II). Zaobserwowali linie spektralne, które uważali za eka-cez. Zapowiedzieli odkrycie pierwiastka 87 i zaproponowali nazwę alkalium, gdyż byłby to najcięższy metal alkaliczny. W 1930 roku Fred Allison z Alabama Polytechnic Institute twierdził, że odkrył pierwiastek 87 podczas analizy minerałów polucytu i lepidolitu i zaproponował nazwę virginium. Cztery lata później H. G. MacPherson z UC Berkeley podważył i obalił odkrycie Allisona, co doprowadziło do otwartego sporu uczonych. W 1936 roku rumuński fizyk Horia Hulubei i jego koleżanka Yvette Cauchois przeanalizowali polucyt używając aparat rentgenowski o wysokiej rozdzielczości. Zauważyli kilka słabych linii emisyjnych, które przypuszczalnie należały do pierwiastka 87. Zgłosili swoje odkrycie i zaproponowali nazwę moldavium. Rok później prace Hulubeia zostały skrytykowane przez amerykańskiego fizyka F. H. Hirsha Jr., który odrzucił metody badawcze Hulubeja i Cauchois twierdząc, że analizowali oni linie rtęci lub bizmutu.

Marguerite Perey, 1940, Musée Curie, col. ACJC

W 1935 roku Marguerite Perey uczennica Marii Skłodowskiej-Curie przeczytała artykuł amerykańskich naukowców, którzy donosili, że odkryli promieniowanie beta wysyłane przez aktyn. Perey była sceptyczna względem ich doniesień, bowiem energia cząstek beta nie pasowała do cząstek emitowanych przez aktyn. Miała ona spore doświadczenie z aktynem, gdyż pracowała z nim już ponad siedem lat. Domyślała się, że amerykanie muszą dysponować zanieczyszczoną próbką, w której cząstki beta emituje atom potomny tj. taki, który powstaje z aktynu i pozostaje w badanej przez nich próbce. Chcąc udowodnić swoją hipotezę przystąpiła do pracy przygotowując niezwykle czystą próbkę aktynu-227. Zadanie było czasochłonne i bardzo precyzyjne. Uczona musiała działać szybko, aby w próbce nie powstawały atomy potomne. Jej finezyjne badanie polegało na spostrzeżeniu, że niewielka część – około 1,2% – całkowitej radioaktywności aktynu pochodziła z emisji cząstek alfa. Nikt nie podejrzewał, że aktyn-227 emituje cząstki alfa przekształcając się w pierwiastek 87 o czasie połowicznego zaniku 22 minuty i jednocześnie cząstki beta (98,8%) przechodząc w izotop toru-227 (chociaż pierwsze doniesienia na ten temat pojawiły się już w 1914 roku). Jest to tzw. rozgałęzienie. Powstający w ten sposób izotop pierwiastka 227 Perey nazwała aktynem K (Ac-K).

Andre Debierne, 1940, Musée Curie, col. ACJC

Jej bezpośrednim przełożonym był Debierne, chociaż pracowała w laboratorium kierowanym przez Irène Joliot-Curie. Dlatego też o swoim zaskakującym odkryciu poinformowała najpierw Irène. Zaproponowała nawet nazwę catium, ale Joliot-Curie odradziła jej ją, gdyż mylnie by się mogła kojarzyć z kationem. Idąc wzorem Marii Skłodowskiej-Curie Perey zaproponowała więc nazwę dla nowego pierwiastka frans. W tym samy czasie o odkryciu dowiedział się Debierne. Uważał, że jego pracownica powinna najpierw poinformować o odkryciu jego i poczuł się urażony. Jego złość była tak potężna, że nie chciał uznać odkrycia Perey. Nie trafiały do niego żadne argumenty. Konflikt trwał kilka miesięcy. Ostatecznie zgodził się, aby uznać Perey za odkrywczynię pierwiastka i zaakceptował proponowaną przez nią nazwę frans (87Fr). Uczona w jednym z listów pisała: Mam wielką nadzieję, że frans przyda się do leczenia wcześnie rozpoznanego raka. Moim największym życzeniem jest, aby wykonać to zadanie w przyszłości. Niestety sama padła ofiarą radioaktywności – zmarła na nowotwór 15 maja 1975 roku…

 

Zalecana literatura:

  1. T. Pospieszny, Pasja i geniusz. Kobiety, które zasłużyły na Nagrodę Nobla, Wydawnictwo Po Godzinach, Warszawa, 2019.
  2. M. Fontani, M. Costa, M. V. Orna, The lost elements. The periodic table’s shadow side, Oxford University Press, New York, 2014.
  3. I. Eichstaedt, Księga pierwiastków, Wiedza Powszechna, Warszawa 1970.
  4. S. Kean, Znikająca łyżeczka. Dziwne opowieści chemicznej treści, Ferria Science, Łódź, 2017.

Tydzień Noblowski — Nagroda Nobla dla małżonków Joliot-Curie w 1935 roku

 

Drugą kobietą, która otrzymała Nagrodę Nobla z chemii była Irena Joliot-Curie. Otrzymała ją wraz z mężem Fryderykiem w 1935 roku za odkrycie sztucznej radioaktywności.
Paul Langevin podczas wykładu wygłoszonego w styczniu 1936 roku powiedział:
Mamy więc prawo powiedzieć, że Fryderyk i Irena Joliot-Curie są założycielami nowej chemii; to gałąź chemii jądrowej, w której uświadamiamy sobie starożytne marzenie alchemików, transmutacji jednego pierwiastka w drugi […]. W 1935 roku została dodana do nazwiska Curie trzecia Nagroda Nobla. Wszystkie te prace doprowadziły do odkrycia tego, co nazywamy rodzinami promieniotwórczymi […].
Jeśli więc mamy rodziny naturalne i rodziny sztuczne, możemy z pewnością powiedzieć, że najbardziej radioaktywną rodziną świata jest rodzina Curie […]. Piotr i Maria Curie z jednej strony, Irena i Fryderyk Joliot-Curie z drugiej dają nam uderzający symbol, zdecydowanie wykazujący twórczość wynikającą z współpracy obu płci w dziedzinie nauki, którą możemy uznać za jedną z najwyższych, jaka istnieje.
Poniżej plansza z naszej wystawy, która towarzyszy książce Tomasza Pospiesznego pt. Pasja i geniusz. Kobiety, które zasłużyły na Nagrodę Nobla, Wydawnictwo Po Godzinach, Warszawa 2019.
© Tomasz Pospieszny & Ewelina Wajs / Piękniejsza Strona Nauki

123. rocznica urodzin Ireny Joliot-Curie

Z okazji urodzin drugiej w historii nauki laureatki Nagrody Nobla z chemii zapraszamy do przeczytania fragmentu książki Tomasza Pospiesznego pt. Pasja i geniusz. Kobiety, które zasłużyły na Nagrodę Nobla.

 

Irenka w Saint-Rèmy-lès-Chevreuse, gdzie rodzina spędzała lato, 1904, [za:] Marie Curie. Une femme dans son siècle, Paris 2017, s. 99; opracowanie graficzne Ewelina Wajs
Irène Joliot-Curie przyszła na świat 12 września 1897 roku w Paryżu. Nieco ponad rok później jej rodzice, Maria Skłodowska-Curie i Pierre Curie, ogłosili odkrycie dwóch nowych cudownych pierwiastków radioaktywnych – polonu i radu. Sądzę, że można śmiało wysunąć wniosek, iż Irène urodziła się w przededniu naukowej rewolucji. Z listu Marii do siostry Heleny wiadomo, że poród nastąpił „przynajmniej o 15 dni za wcześnie; przyspieszyło go zmęczenie przy porządkowaniu mieszkania i rzeczy zimowych, dreptałam za wiele przez ostatnie dni1. Poród odebrał teść Marii – Eugènie Curie. Kilka dni później, 27 września, na raka piersi zmarła matka Pierre’a Sophie-Claire. Eugène zamieszkał z rodziną syna i wydaje się, że od tego momentu był „najlepszym przyjacielem dziewczynki, najtkliwszym jej wychowawcą2. Irène, wspominając dziadka, pisała, że był człowiekiem:

[…] o postępowych poglądach, wolnomyślicielem i antyklerykałem3. […] Jestem przekonana, że w niektórych kwestiach politycznych dziadek miałby te same poglądy co ja, ponieważ mój sąd opiera się na prostych zasadach, które on mi wszczepił. Moje nastawienie w stosunku do spraw politycznych i religijnych zawdzięczam w znacznie większym stopniu jemu niż matce4.

Jej siostra Ève Curie wspominała z kolei, że:

[…] jemu to niewątpliwie zawdzięcza późniejsza Irena Joliot-Curie równowagę psychiczną,

on ją nauczył stronić od wszelkiego smutku i bezgranicznie kochać rzeczywistość, on jej przekazał swój antyklerykalizm, a nawet swoje sympatie polityczne5.

Sama uczona zaś dodawała:

W początkach mego wykształcenia ważną rolę odegrał dziadek, dawał mi dużo książek i kazał się uczyć wierszy, które nie bardzo jeszcze rozumiałam, ale których piękno już odgadywałam. Z tych czasów pozostało mi zamiłowanie do uczenia się poezji6.

Irena z dziadkiem Eugeniuszem Curie, [za:] https://www.pourlascience.fr/sd/histoire-sciences/deux-jeunes-gens-complementaires-4516.php, dostęp 12 września 2019
Nie powinno to dziwić, gdyż doktor Curie miał więcej czasu niż synowa, a jednocześnie był bardziej antyklerykalny niż ona. Irène przejęła nieprzejednany stosunek dziadka do religii. Dopóki żyła, nigdy nie weszła do kościoła, nawet żeby podziwiać dzieła sztuki sakralnej7. We wspomnieniach poświęconych matce napisała:

Matka, która nigdy nie była wierząca, mówiła nam niekiedy: „Wychowuję was bez religii. Później, kiedy będziecie dorosłe, będziecie mogły, o ile zechcecie, przyjąć religię, która by wam odpowiadała”. Dziadek, stary wolnomyśliciel, nie ochrzcił swoich synów, co było rzeczą rzadką w tamtym czasie. Na pewno nie mógłby zrozumieć ani uznać, że synowie jego mogliby się nawrócić na jakąś religię. Ja zajmuję to samo stanowisko i chociaż szanuję szczerze wiarę, nie mogłabym współżyć blisko ze swoim dzieckiem, którego pojęcia tak bardzo odbiegałyby od moich8.

Bronisława Dłuska w liście do Ludwika Wertensteina pisała, że Irène:

[…] namiętnie kochała matkę i uważała ją za swoją wyłączną własność. Nikt inny nie miał

na nią wpływu z wyjątkiem dziadka, dr. Eugeniusza Curie, który po śmierci żony zamieszkał

z rodzicami Ireny. Był to człowiek niezwykle wykształcony i niezmiernej dobroci. […] Mając

dużo wolnego czasu, dziadek opiekował się troskliwie i mądrze małą Ireną. Uczył ją czytać

i pisać, chodził z nią na spacery i rozmawiał całymi godzinami. Wpływ matki i dziadka odbił

się wcześnie na dziecku, urabiając w nim poważny stosunek do życia i do lekceważenia błahszych jego stron9.

Maria była oddaną, kochającą i troskliwą matką. W listopadzie 1897 roku w jednym z listów do Władysława Skłodowskiego pisała:

Nadal karmię moją małą królewnę, ale niedawno obawialiśmy się, że będę musiała przestać. W ciągu ostatnich trzech tygodni Irena nagle spadła na wadze, wyglądała niezdrowo, była bez ochoty do życia i smutna. Teraz idzie jednak ku lepszemu. Jeśli Irena będzie normalnie przybierała na wadze, będę nadal karmić ją sama. Jeśli nie, wezmę mamkę, mimo przykrości, jaką mi to sprawi, i mimo kosztów: za nic na świecie nie chciałabym zaszkodzić rozwojowi mojego dziecka10.

Maria z Ireną, ok. 1904, Musee Curie (coll. ACJC)

Natomiast w grudniu 1898 roku do Bronisławy Dłuskiej donosiła, że z Irène „robi się coraz większy łobuz, co do żywienia jest bardzo wybredna i, oprócz tapioki na mleku, nic prawie regularnie jeść nie chce, nawet jajek”11. W notatniku notowała etapy rozwoju córki:

Styczeń 1898 roku: Chowa się dobrze i zaczyna przekręcać się w łóżeczku na bok.

Luty: Zaczyna bać się obcych ludzi i rzeczy, podniesionych głosów itp.12

20 lipca: […] robi „pa” rączką – zupełnie już dobrze chodzi na czworakach i mówi „gogli – gogli – go”. Przez cały dzień przebywa w ogrodzie w Sceaux, na dywanie. Tacza się po nim, wstaje, siada…

15 sierpnia: […] wyrznął się siódmy ząbek, na dole z lewej strony. Może się utrzymać, stojąc pół minuty bez niczyjej pomocy. Od trzech dni kąpiemy ją w rzece. Krzyczy przy tym, ale dzisiaj (czwarta kąpiel) przestała krzyczeć i zaczęła się bawić, uderzając rączkami o wodę. Bawi się z kotem i goni go z bojowymi okrzykami. Nie boi się już obcych. Dużo śpiewa.

Z krzesła potrafi sama wdrapać się na stół.

17 października: […] chodzi bardzo dobrze, zupełnie już nie biega na czworakach.

5 stycznia 1899 roku: […] ma piętnaście zębów13.

Maria i Piotr Curie z córką Ireną oraz Jean i Henrietta Perrinowie z córką Aliną, ok. 1900, [za:] http://www.bg.agh.edu.pl/MSC/msc.php?page=04C_PiotrCurie, dostęp 5 września 2020
Należy pamiętać, że w czasie gdy Irène stawiała dzielnie pierwsze kroki i poznawała świat na swój własny dziecięcy sposób, jej rodzice poznawali mistyczny świat atomów. Wnuczka Marii Hélene Langevin-Joliot podkreśliła:

Moja matka […] mówiła, że były dwie Marie, jedna ta z laboratorium i druga w domu. W domu pełniła rolę matki, która troszczy się o dzieci. Piotr dużo mniej zajmował się córkami,

więc w ich domu panował tradycyjny w owych czasach podział ról. Oczywiście mieli w domu pomoc, kogoś, kto gotował, pilnował dzieci. Ojciec Piotra mieszkał z nimi i w dużej mierze przejął opiekę nad dziećmi, szczególnie moją matką, co było ogromnie ważne, zwłaszcza po śmierci Piotra14.

Irène podobnie jak jej ojciec niewiele mówiła, była uparta, nieśmiała i skryta, myślała wolno, ale dogłębnie, cechowała ją wielka inteligencja. Uczennica Marii Eugénie Cotton podaje, że kiedy Irène w gabinecie przyrodniczym w Sevres zobaczyła gipsowy odlew ciosu mamuta, zapytała ją, czy kiedykolwiek widziała mamuta. Gdy Cotton wyjaśniła, że mamuty żyły bardzo dawno, zaintrygowana Irene powiedziała: „No to spytam się dziadzi, jest stary. Musiał przecież kiedyś je widzieć15. Dziadek nauczył ją też wrażliwości. Kiedyś zobaczyła obraz Rembrandta przedstawiający starą biedną kobietę i wykrzyknęła, zanosząc się płaczem: „Och, moja biedna staruszko!16. Wykazywała dziecinną nieśmiałość i zuchwałość. Kiedy Maria zapraszała nielicznych przyjaciół do domu, Irène ukrywała się za jej spódnicą i od czasu do czasu upominała się „Musisz zwrócić na mnie uwagę17. Zagadywana na plaży przez znajomą matki powiedziała ostrożnie: „Nie bardzo cię znam18. Nie bez powodu Maria nazywała ją małą królewną lub małym dzikusem19.

Irena i Ewa Curie, 1908, Muzeum Marii Skłodowskiej-Curie w Warszawie, [za:] http://www.bg.agh.edu.pl/MSC/msc.php?page=04C_PiotrCurie, dostęp 5 września 2020
Od wczesnych lat wykazywała znaczne zainteresowanie i zdolności do nauki. Splendor, który spadł na rodzinę Curie w 1903 roku w związku z przyznaniem Marii i Pierre’owi Nagrody Nobla z fizyki, dotknął także bezpośrednio sześcioletnią Irène. Dziennikarze podchodzili pod ogród państwa Curie i ukradkiem próbowali rozmawiać z ich córką. Zapytana przez jednego z nich: „Gdzie są twoi rodzice?”, odpowiedziała poważnie: „W laboratorium20. Hélene Langevin-Joliot wspominała:

Mama opowiadała mi, że uwielbiała spędzać czas z rodzicami, ale nie zawsze było to możliwe. Lubiła też bawić się z dziećmi, a Nagroda Nobla była jedną z jej ulubionych zabawek21.

Eugénie Cotton pisała z kolei, że Irène:

[…] do ósmego roku życia wzrastała w szczęśliwym domu rodzinnym. Rodziców swoich, rzecz prosta, widywała za dnia bardzo rzadko, ale wieczorami, w niedzielę, podczas wakacji otoczona była ich czułą miłością i pozostały jej piękne wspomnienia wspólnych spacerów w lesie, nad morzem. Często obijały się o jej uszy wyrazy takie jak laboratorium, rad, polon, emanacja. […] [Irene] bawiła się pięknym złotym medalem Davy’ego, który otrzymali jej rodzice, widziała, jak rad świeci w ciemności […]22.

 

Bibliografia

1. K. Kabzińska, M.H. Malewicz, J. Piskurewicz, J. Róziewicz, Korespondencja polska Marii Skłodowskiej-Curie. 1881−1934, Instytut Historii Nauki PAN, Polskie Towarzystwo Chemiczne, Warszawa 1994, s. 27.

2. E. Curie, Maria Curie, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1997, s. 160.

3. I. Joliot-Curie, Wspomnienia o Marii Skłodowskiej-Curie, „Postępy Fizyki” 6, 1955, s. 40–65.

4. Tamże, s. 57.

5. S. Quinn, Życie Marii Curie, Prószyński i S-ka, Warszawa 1997, s. 358.

6. I. Joliot-Curie, Wspomnienia, dz. cyt., s. 44.

7. S. Bertsch McGrayne, Nobel Prize Women in Science. Their Lives, Struggles, and Momentous Discoveries, wyd. 2, Joseph Henry Press, Washington 2006, s. 121.

8. I. Joliot-Curie, Wspomnienia, dz. cyt., s. 57.

9. E. Wajs-Baryła, List Bronisławy Dłuskiej do Ludwika Wertensteina z charakterystyką Ireny Joliot-Curie – po otrzymaniu Nagrody Nobla, „Nauka Polska. Jej Potrzeby, Organizacja i Rozwój” 27 (52), 2018, s. 13–24.

10. S. Quinn, Życie Marii Curie, dz. cyt., s. 189.

11. E. Curie, Maria Curie, dz. cyt., s. 173.

12. S. Quinn, Życie Marii Curie, dz. cyt., s. 189.

13. E. Curie, Maria Curie, dz. cyt., s. 173–174.

14. A. Albrecht, Maria Skłodowska-Curie. Listy, Drzewo Babel, Warszawa 2012, s. 47.

15. S. Bertsch McGrayne, Nobel Prize Women in Science, dz. cyt., s. 122.

16. Tamże, s. 122.

17. Tamże.

18. Tamże.

19. W. Conkling, Radioactive! How Irene Curie and Lise Meitner Revolutionized Science and Changed the World, Algonquin Young Readers, Chapel Hill 2016, s. 20.

20. S. Bertsch McGrayne, Nobel Prize Women in Science, dz. cyt., s. 122.

21. Cytat z filmu: Wyjście z cienia – historia Ireny i Fryderyka Joliot-Curie, reż. R. Reed, USA 2009.

22. E. Cotton, Rodzina Curie i promieniotwórczość, Wiedza Powszechna, Warszawa 1965, s. 97.

„Zmierzch” — fragment książki Tomasza Pospiesznego o Irenie Joliot-Curie

/   Tomasz Pospieszny   /

 

 

Irena z miłością i oddaniem pielęgnowała swój ukochany ogródek w Antony. Kiedy przebywała na wakacjach w ukochanym l’Arcouest chodziła czasami na wiejską potańcówkę. Fred podczas obiadów żywo dyskutował z Piotrem, tak jak kiedyś podczas niedzielnych obiadów z Marią Skłodowską-Curie. W październiku 1954 roku Irena wyjechała do Warszawy na obchody dwudziestej rocznicy śmierci Marii. Przekazała wówczas pamiątki rodzinne i listy, które miały utworzyć podwaliny pod muzeum biograficzne matki. W tym samym roku w Paryżu urządzono uroczystości dla upamiętnienia również dwudziestolecia odkrycia sztucznej radioaktywności. Pośród wielu notabli był także obecny minister oświaty. Irena jeszcze raz zgłosiła swoją kandydaturę do Akademii Nauki i oczywiście przegrała. Powód był jak zawsze ten sam – męskie grono nie dojrzało jeszcze by zasiadać w ławach z kobietami. Otrzymała za to na pocieszenie Złoty Medal Lavoisiera.

Irena Joliot-Curie w Warszawie, lata 50. XX wieku, Polska Akademia Nauk Archiwum w Warszawie

W 1955 roku w Lozannie odbył się Światowy Kongres Matek w obronie dzieci przeciwko wojnie. Irena została zaproszona i poproszona o wygłoszenie odczytu. Niestety w tym samym czasie była zajęta realizacją marzeń jeszcze z czasów Marii Curie. Już w 1942 roku Irena starała się, aby na rozległych terenach niedaleko Paryża wybudować potężne laboratoria, w których można by prowadzić wiodące badania w obszarach chemii i fizyki jądrowej. Jednak dopiero w latach pięćdziesiątych dwudziestego wieku uniwersytet zakupił tereny w Orsay położonym 25 kilometrów na południowy zachód od Paryża. Kiedy władze uniwersytetu zatwierdziły budżet, Irena sporządziła plany dla nowych laboratoriów fizyki jądrowej. Teraz zespoły naukowców będą mogły pracować w warunkach mniej zatłoczonych niż w paryskich laboratoriach i z finezyjnymi aparatami jak na przykład potężne akceleratory cząstek. Teraz wielkie marzenie Ireny Joliot-Curie miało zostać zrealizowane.

Zimą, wyczerpana nadmiarem pracy, ale także sytuacją polityczną, pojechała samotnie na narty. Fred był nadal osłabiony zapaleniem wątroby i wolno powracał do zdrowia. Ustalili, że on zostanie pod opieką Heleny i Piotra, a ona pojedzie trochę wypocząć. W liście do męża pisała:

 

To bardzo dziwne być tutaj bez Ciebie. Wierzę, że jest to jedyne miejsce, w jakim kiedykolwiek byłem bez Ciebie. Codziennie żałuję, że nie mam zbyt wiele miejsca na moje rzeczy oraz dla moich spraw. I nawet żałuję, że nie mogę pościelić Ci łóżka, pomimo, że nigdy nie lubiłam tego robić.[1]

 

Po powrocie z wakacji powróciła do pracy w laboratorium. Pracowała dość intensywnie przez cały styczeń. Jednak jej stan zdrowia nagle, bez wcześniejszego ostrzeżenia zaczął się pogarszać. Niby stopniowo i powoli, ale systematycznie. Podobnie jak ongiś w czerwcu 1934 roku…

Irena Joliot-Curie na lotnisku w Warszawie, 1946, Narodowe Archiwum Cyfrowe

Irena Joliot-Curie przechodzi skomplikowaną operację ucha środkowego, ale dość szybko wraca do sił. Będzie pracowała. Będzie bawiła się z wnukami. Będzie czułą i kochaną żoną dla Freda. Niestety nie na długo. Zaczyna się męczyć. Nie może już chodzić na dłuższe spacery po okolicy. Wówczas obwozi ją swoim samochodem przyjaciółka Angèle Pompei. To właśnie jej mówi ze śmiechem – Czuję, że stałam się leniwa.[2] Jedzie jeszcze raz w góry do Szwajcarii. Jednak tym razem wraca bez większej poprawy zdrowia. Zgłasza się do szpitala im. Curie. Taksówkarz pyta kiedy może ją odebrać. Nie wiem – odpowiada cicho.[3] Lekarze oznajmiają jej, że gruźlica, na którą cierpiała przez niemal całe życie została pokonana. Niestety utrzymująca się gorączka oraz ciągły spadek wagi są niepokojącym symptomem podstępnej choroby. Diagnoza – białaczka.[4] Irena wie co oznacza ta diagnoza. Cierpię na chorobę mojej mamy – mówi przyjaciółce.[5] Traci siły z dni na dzień. Oddychanie, jedzenie, najzwyklejsze czynności życiowe sprawiają mi trudność – mówi do Angèle.[6] Wie, że umiera. Aline Perrin wyznaje – Nie boję się śmierci. Miałam przepiękne życie.[7] Irena Joliot-Curie odeszła w sobotę 17 marca 1956 roku. Miała pięćdziesiąt osiem lat.

 

Pogrzeb Ireny Joliot-Curie, fot. Thomas Mcavoy, „Life” Magazine

W dzień jej śmierci ogłoszono żałobę narodową. Pogrzeb odbył się na koszt państwa. Trumna z ciałem uczonej stała w sali głównej Sorbony. Profesorowie i studenci Wydziału Nauk Ścisłych pełnili wartę przez 24 godziny. Zmieniali się co piętnaście minut. Później trumnę przeniesiono do Sceaux. Irenę pochowano w skromnym grobie niedaleko Marii i Piotra Curie. Nie było asysty wojskowej ani kościelnej. Uszanowano jej zamiłowanie do pokoju i absolutny ateizm. Oddano jej hołd. Hołd należny królowej promieniotwórczości i obrończyni pokoju. Kiedyś powiedziała:

 

Człowiek musi swoją pracę traktować poważnie, musi być niezależny, a nie tylko czerpać z życia przyjemność. To zawsze powtarzała mi matka, nigdy natomiast nie usłyszałam od niej, że kariera naukowa jest jedyną drogą, którą warto iść.[8]

 

Może i nie jest jedyną drogą, jednak dla Ireny z pewnością była.

Fryderyk Joliot-Curie na Kongresie Pokojowym w Paryżu, [za:] https://prabook.com/web/frederic.joliot-curie/1103303#gallery
            Ja rzadko myślę o śmierci, ale gdy już to robię, myślę o niej spokojnie i bez wykrętów. (…) Brak życia po śmierci nie oznacza negacji ciągłości. Po pierwsze, mamy ciągłość następujących po sobie pokoleń, zrządzoną przez naturę. A poza tym jest jeszcze praca, twórczość, miłość – to co zostaje, po tym, jak sam człowiek, jego imię, a nawet jego kości już znikną – wyznał kiedyś Fryderyk.[9] Jednak teraz, kiedy nie było przy nim Ireny zrozumiał jak wielkie spustoszenie powoduje śmierć. Nie dla tych, którzy odchodzą lecz dla tych którzy pozostają. Jego przyjaciel, rosyjski pisarz Ilja Erenburg (1891–1967) powiedział, że byli szczęśliwym małżeństwem, chociaż tak bardzo się od siebie różnili. Irena była pełna rezerwy i raczej małomówna, a Joliot, który był generalnie gadatliwy, często milkł w jej obecności.[10]

 

James Chadwick wspominał:

 

Wiedziała, że to co myśli i mówi – czasem, być może z wyniszczającą szczerością – wpływa z wielką uwagą i szczerością na prawdy naukowe, także z okazywanym i widocznym wielkim szacunkiem we wszystkich okolicznościach. W całej swojej pracy, zarówno w laboratorium, jak i podczas dyskusji lub udziałach w komisji, stawiała sobie najwyższe standardy i była najbardziej sumienną w wypełnianiu wszelkich obowiązków, których się podjęła.[11]

 

Rzeczywiście Irena nigdy nie wycofała się z podjętych zobowiązań. Jej organizm był praktycznie przez całe życie wystawiony na działanie promieniowania alfa emitowanego przez polon. Jednak najbardziej prawdopodobną przyczyną rozwoju białaczki, było działanie promieniowania X podczas pierwszej wojny światowej. Królowa Belgii Elżbieta Bawarska (1876–1965) w liście do Joliota pisała – Bez wątpienia, kiedy Irena wykonywała badania tego rodzaju, zwłaszcza na froncie belgijskim koło Ypres, otrzymała ogromne dawki promieniowania rentgenowskiego, które miały w jej przypadku straszliwe skutki i których stała się ofiarą kilka miesięcy temu.[12]

 

Joliotowie w 1940 roku, [za:] https://prabook.com/web/irene.joliot-curie/3771575#gallery
            Fred pozostał bez ukochanej żony, z którą spędził trzydzieści lat. Trzydzieści lat miłości i pasji. Wzajemnego zrozumienia. Strasznie tęsknię za Ireną – napisał trzy miesiące po jej śmierci.[13] W liście do Pierre’a Biquarda wyznał:

 

Musisz uświadomić sobie, jak wiele czarnych myśli mnie otacza, gdy znalazłem się tu, gdzie wszystko przypomina mi szczęśliwe godziny, które spędziłam z Ireną. Co za pustka! Muszę jednak mieć odwagę i żyć dla przyszłości dzieci i wnuków, którzy są wokół mnie, oraz uczuć przyjaciół takich jak ty, którzy mnie wskrzeszają.[14]

 

Natomiast Erenburgowi powiedział – Irena zmarła na to, co nazywamy naszą chorobą zawodową. W dzisiejszych czasach jesteśmy bardziej ostrożni, ale w latach trzydziestych… Niełatwo mi z tym.[15] W liście do Ottona Hahna napisał: Irena poczuła się okropnie w tym samym momencie, gdy wracała nadzieja, że ze mną będzie lepiej. Przeżywam bardzo trudne chwile, ale udało mi się znaleźć w sobie niezbędną siłę i nie poddałem się pracując bez końca.[16] Fryderyk zdawał sobie sprawę z powagi stanu swojego zdrowia. Kiedy spotkał w Paryżu Leopolda Infelda (1898–1968) wyznał mu, że wie jak bardzo jest chory i że jego wątroba pracuje tylko w trzydziestu procentach.[17] Zdaje się, że stracił wolę życia wraz z odejściem Ireny. Wiosną 1956 roku w Antony odwiedził go Ilja Erenburg. Podczas spaceru wokół domu po pięknym ogrodzie Fred mówił:

 

Irena miała talent do łączenia kolorów tulipanów. Zakwitły wiosną tego roku, ale jej już nie było żeby mogła je zobaczyć. Jestem opanowany przez uczucie, że muszę się spieszyć. Chcę, załatwić różne sprawy. To nie tak, że jestem zbyt niespokojny o moje zdrowie, ale nie należy go traktować zbyt swobodnie.[18]

 

Fryderyk Joliot-Curie, fot. N.R. Farbman, 1950, „Life” Magazine

Dla Ireny Fred poświęcił się całkowicie budowie laboratoriów w Orsay, które był jej niespełnionym marzeniem. Pilnował planów budowy, projektów ogrodu. Pomimo, że jego czas był wypełniony wykładami i opiniami oraz sprawami politycznymi znajdował czas dla dzieci i wnuków. Nadal jednak pozostawał w kręgu polityki. W kwietniu 1958 roku pojechał kolejny, szósty i ostatni raz do Moskwy na zebranie Biura Światowej Rady Pokoju, gdzie spotkał się osobiście z Chruszczowem (1894–1971). Rozmawiali przeszło dwie i pół godziny. Wspólnie doszli do wniosku, że militarne użycie energii nuklearnej sprawi że popłynie krew ludzkości i to nie tylko krew Francuzów i Rosjan. Bomby atomowe dotyczą całej ludzkości.[19]

W sierpniu pojechał do l’Arcouest by trochę odpocząć. Odwiedzał znajomych, popłynął na ryby. Ostatnią złowił 11 sierpnia. Dzień później, 12 sierpnia wieczorem dostał nagłego bólu brzucha i krwotoku. Krzyknął. Gospodyni wezwała pogotowie, które odwiozło go na pociąg. W Paryżu natychmiast go zoperowano. Przy łóżku czuwała Helena. Dwa dni później wdała się posocznica i Fryderyk potrzebował transfuzji krwi. Tysiące Francuzów zgłosiło się do szpitala. Niestety nie udało się go uratować. Zmarł 14 sierpnia 1958 roku w wieku pięćdziesięciu ośmiu lat. Przeżył Irenę tylko o dwa lata. Podobnie jak ona miał państwowy pogrzeb. Żegnały go tysiące. Spoczął obok żony w Sceaux. Era wielkich fizyków i chemików jądrowych z wolna dobiegała końca.

 

Madame Joliot-Curie, Monsieur Joliot-Curie chapeau bas!

 

Grób rodziny Joliot-Curie na cmentarzu w Sceaux pod Paryżem, fot. Thomas Haas

Non, rien de rien

Non, je ne regrette rien

Ni le bien, qu’on m’a fait

Ni le mal, tout ça m’est bien égal

 

Non, rien de rie

Non, je ne regrette rie

Car ma vie, car mes joie

Aujourd’hui, ça commence avec toi![20]

 

 

 

 

 


[1] M. Goldsmith, Frédéric Joliot-Curie. A Biography, Lawrence and Wishart, London, 1976, s. 201.

[2] E. Cotton, Rodzina Curie i promieniotwórczość, Wiedza Powszechna, Warszawa 1965, s. 136.

[3] R. Pflaum, Grand Obsession. Madame Curie and Her Word, Doubleday, New York 1989, s. 463.

[4] Kowarski w liście do Chadwicka pisał: Z pewnością od kilku lat cierpiała na jakąś postać anemii albo brak odporności na zakażenia. Wygląda mi to na chroniczne zaburzenie komórek krwi i możliwe, że miało jakiś związek z długotrwałym wystawieniem na promieniowanie. [Za:] D. Brian, Rodzina Curie, Amber, Warszawa 2006, s. 384.

[5] Cytat za filmem: Wyjście z cienia – historia Ireny i Fryderyka Joliot-Curie, reż. R. Reed, USA 2009.

[6] E. Cotton, Rodzina Curie, op. cit., s. 137.

[7] S. B. McGrayne, Nobel Prize Women in Science. Their Lives, Struggles, and Momentous Discoveries, 2nd Ed., Joseph Henry Press, Washington, D.C., 2006, s. 142.

[8] S. Emling, Maria Skłodowska-Curie i jej córki, Warszawskie Wydawnictwo Literackie MUZA SA, Warszawa 2013, s. 293.

[9] D. Brian, Rodzina Curie, op. cit., s. 375.

[10] Ibidem, s. 384.

[11] N. Byers, G. Williams, Out of the Shadows, Cambridge University Press, Cambridge, UK, 2006, s. 145.

[12] M. Goldsmith, Frédéric Joliot-Curie, op. cit., s. 203.

[13] Ibidem, s. 202.

[14] Ibidem, s. 203.

[15] D. Brian, Rodzina Curie, op. cit., s. 384.

[16] M. Goldsmith, Frédéric Joliot-Curie, op. cit., s. 203.

[17] Ibidem, s. 203.

[18] Ibidem, s. 203.

[19] Ibidem, s. 225.

[20] Fragment francuskiej piosenki pt. „Non, je ne regrette rien„. Tekst Michela Vaucaire, kompozycja Charles Dumont, wykonanie Edith Piaf – ulubiona piosenkarka Fryderyka Joliot-Curie.

Wizyta profesora Pierre’a Joliot w Polsce

24 października 2019 roku wnuk Marii Skłodowskiej-Curie i Piotra Curie, syn Ireny i Fryderyka Joliot-Curie, prof. Pierre Joliot odebrał doktorat honoris causa Uniwersytetu im. Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie.

Profesor Pierre Joliot w Muzeum Marii Skłodowskiej-Curie w Warszawie

 

Dzień później wraz z żoną prof. Anne Joliot oraz dyrektorem paryskiego Muzeum Curie Renaud’em Huynh był gościem Muzeum Marii Skłodowskiej-Curie w Warszawie. 26 października w Muzeum babki profesora Joliot odbyło się spotkanie z gościem, podczas którego odpowiadał on na pytania prowadzących spotkanie dyrektora Muzeum Marii Skłodowskiej-Curie w Warszawie Sławomira Paszkieta i prof. Tomasza Pospiesznego. Warto odnotować, że w spotkaniu uczestniczyli także inni członkowie rodziny patronki Muzeum – prawnuczka Heleny Skłodowskiej-Szalay (siostry Marii) Hanna Karczewska z mężem Mateuszem, wnuczka Józefa Skłodowskiego (brata Marii) Jagoda Szuprowicz oraz jego prawnuk Piotr Chrząstowski.

Pan Sławomir Paszkiet – Dyrektor Muzeum MSC, profesor Pierre Joliot i profesor Tomasz Pospieszny w trakcie spotkania

 

Profesor Pierre Joliot i profesor Tomasz Pospieszny

 

Anne i Pierre Joliot oraz Tomasz Pospieszny

 

Ewelina Wajs w rozmowie z profesorem Pierre’em Joliot

 

Pan Piotr Chrząstowski – prawnuk Józefa Skłodowskiego w rozmowie z Tomaszem Pospiesznym

 

Mieliśmy zaszczyt oprowadzić po naszej wystawie Pasja&geniusz prawnuków Heleny i Józefa Skłodowskich. Od lewej: Mateusz i Hanna Karczewscy oraz Piotr Chrząstowski

 

Piotr Chrząstowski, Hanna Karczewska, Tomasz Pospieszny i Mateusz Karczewski, fot. PSN

 

Rodzinne wspomnienia w Muzeum MSC w Warszawie, fot. PSN

Spotkanie z prof. Pierre’m Joliot było wyjątkowe pod każdym względem – pełne wspomnień, niezwykłych historii, ale także scjentycznego spojrzenia na otaczającą nas rzeczywistość i współczesne tworzenie nauki.

Dziękujemy panu Sławomirowi Paszkietowi za zaproszenie do udziału w tym szczególnym i niepowtarzalnym wydarzeniu.

Autorem zdjęć (jeśli nie podano inaczej) jest Maciek Domański.

Okolicznościowe wydawnictwo Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie, fot. PSN

Irena Joliot-Curie — czy wiecie, że….

Irena Joliot-Curie w laboratorium Instytutu Radowego, lata 30., Musee Curie (Col. ACJC)

 

Irène Joliot-Curie urodziła się 12 września 1897 roku w Paryżu. Kto wie, że:

 

  • była bardzo kapryśnym dzieckiem;
  • jedną z jej ulubionych zabawek był medal Nagrody Nobla z fizyki przyznany Marii i Piotrowi Curie w 1903 roku;
  • w wieku dziewięciu lat straciła ojca;
  • była w dużej mierze wychowywana przez dziadka Eugeniusza Curie – przejęła jego wrażliwość na zjawiska przyrody, a także jego poglądy polityczne i światopogląd;
  • jako dziecko była bardzo milcząca i poważna, miała niewielu przyjaciół;
  • przez dwa lata była uczennicą „spółdzielni” – specjalnej szkoły, którą założyła jej mama;
  • miała młodszą o siedem lat siostrę Ewę – uzdolnioną pianistkę i pisarkę;
  • znała język polski – szczególnie dobrze posługiwała się gwarą góralską;
  • lato 1911 roku spędziła z siostrą i matką w Zakopanem u Bronisławy Dłuskiej, tam nauczyła się tam jeździć konno;
  • jesienią 1911 roku towarzyszyła matce podczas ceremonii noblowskiej w Sztokholmie;
  • jako siedemnastolatka dołączyła do matki by pracować w służbie radiologicznej na froncie pierwszej wojny światowej: wykonywała prześwietlenia, a także szkoliła pielęgniarki do pracy z promieniami X;
  • w 1918 roku została odznaczona przed rząd francuski orderem za udział w wojnie;
  • od 1923 roku była asystentką Marii w Instytucie Radowym w Paryżu;
  • była najbliższą przyjaciółką swojej matki;
  • w 1925 roku obroniła pracę doktorską, której promotorem był Paul Langevin;
  • w 1926 roku poślubiła Fryderyka Joliot, asystenta w Instytucie Radowym;
  • po ślubie Irena i Fryderyk postanowili połączyć swoje nazwiska (za zgodą Marii Curie) i odtąd nazywali się Joliot-Curie;
  • w 1927 roku urodziła córkę Helenę, a w 1932 roku syna Piotra;
  • po urodzeniu córki zachorowała na gruźlicę i co roku jeździła na kilka miesięcy do sanatorium;
  • razem z Fryderykiem odkryli sztuczną promieniotwórczość;
  • Nagrodę Nobla z chemii w 1935 roku wręczył Irenie i Fryderykowi król Szwecji Gustaw V, który wręczył tę samą nagrodę Marii w 1911 roku;
  • po ceremonii noblowskiej Irena zaszyła się w kącie czytając książkę;
  • trzy razy była o krok od kolejnej Nagrody Nobla: odkrywając neutrony (Nagroda Nobla dla Jamesa Chadwicka, 1935), pozytony (Nagroda Nobla dla Carla Andersona, 1936) oraz rozszczepienie jądra atomowego (Nagroda Nobla dla Ottona Hahna, 1944);
  • w 1936 roku Irena i Fryderyk za część pieniędzy otrzymanych z Nagrodą Nobla kupili elektromagnes do Pracowni Fizycznej Instytutu Radowego w Warszawie, odwiedzili wtedy Warszawę w drodze do Moskwy;
  • założyła pierwszy klub jujitsu w Paryżu w 1936 roku;
  • uwielbiała sport, zwłaszcza jazdę na nartach, pływanie i grę w tenisa;
  • jako pierwsza kobieta we Francji zasiadła w rządzie jako sekretarz stanu ds. badań naukowych;
  • nigdy nie dbała o fryzurę i ubiór;
  • konwenanse dla niej nie istniały;
  • miała olbrzymie poczucie humoru mawiała np. Istnieją mężowie, którzy noszą przy sobie fotografie swych żon. Poproście Freda, aby wam pokazał fotografię, jaką nosi w portfelu. Był to ogromny szczupak, którego złowił;
  • uwielbiała czytać powieści Kiplinga, Colette, Mitchell oraz kryminały;
  • w 1948 roku została zatrzymana – jako potencjalny szpieg – i nie wpuszczona do Stanów Zjednoczonych;
  • w 1950 roku Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie przyznał jej tytuł doktora honoris caususa;
  • w 1951 roku ten sam tytuł przyznał jej Uniwersytet Jagielloński;

Irena Joliot-Curie – „Pasja i geniusz. Kobiety, które zasłużyły na Nagrodę Nobla”

Była równie genialna jak matka i tak samo jak ona oddana nauce, pracy i idei ogólnoludzkiego dobra. Wspólnie z mężem odkryła zjawisko sztucznej promieniotwórczości, za co otrzymała Nagrodę Nobla z chemii […]. Jej działalność wiązała się ponadto z walką o równouprawnienie kobiet […]. Irène Joliot-Curie należy bez wątpienia do pionierek tworzących współczesną naukę o atomie. Należy również do kobiet upominających się o prawa swojej płci.

Tomasz Pospieszny, Pasja i geniusz. Kobiety, które zasłużyły na Nagrodę Nobla, Wydawnictwo Po Godzinach, Warszawa 2019, s. 257

Do trzech razy sztuka – wyścig Ireny Joliot-Curie po Nagrodę Nobla

Irena Joliot-Curie, b.d., Muzeum Marii Skłodowskiej-Curie w Warszawie

Im dalej eksperyment jest od teorii, tym bliżej Nagrody Nobla.

Irena Joliot-Curie

 

Irena w Instytucie Radowym w Paryżu, 1942, reprodukcja pocztówki z Musée des artes et métiers

Odkrywca neutronu sir James Chadwick powiedział o niej:

Urodziła się w czasach tworzenia nauki o radioaktywności, gdy jej rodzice dokonywali wielkich odkryć, dorastała z radioaktywnością, a całe życie zawodowe poświęciła jej badaniu. Nosiła zaszczytne imię, do którego dodała blasku poprzez wielki wkład o dużej doniosłości w zakresie promieniotwórczości oraz rozwoju fizyki jądrowej… W ciągu tych lat kontynuowała i opublikowała prace nad różnymi aspektami promieniotwórczości, jednocześnie jej zapał do badań naukowych był taki, że ani obowiązki administracyjne, ani też pogarszający się stan zdrowia nie mógł powstrzymać jej z dala od laboratorium. Jej rodzice mieli zarówno silne osobowości jak i niezależne umysły i Madame Joliot-Curie odziedziczyła wiele cech z ich charakterów, jak również ich naukowy geniusz. Miała silną osobowość, była naturalna, bezpośrednia i samowystarczalna.

Irena Joliot-Curie dała się poznać jako genialna uczona, która potrafiła dumnie nosić nazwisko rodziców. Warto pamiętać, że jej prace doprowadziły do odkrycia neutronu, pozytonu (dodatniego elektronu), a także przeprowadziła reakcję rozszczepienia jądra atomowego. W 1935 roku, jako druga kobieta w historii, otrzymała Nagrodę Nobla z chemii za prace nad syntezą nowych pierwiastków promieniotwórczych. Sądzę, że mogła otrzymać kolejną Nagrodę Nobla, na którą z pewnością zasługiwała…

Lekcja pierwsza

Fryderk i Irena Joliot-Curie, 1936, NAC sygn. 1-E-3967

Historia wyścigu Ireny Joliot-Curie po Nagrodę Nobla rozpoczyna się w 1928 roku, kiedy Walther Bothe zapoczątkował bombardowanie pierwiastków lekkich cząstkami alfa. Uczony wraz ze swoim studentem Herbertem Beckerem zauważyli, że w wyniku bombardowania cząstkami alfa atomów boru, magnezu lub glinu, następuje emisja wysokoenergetycznego promieniowania gamma, co było zgodne z przewidywaniami. Niespodziewanie jednak zaobserwowali emisję promieniowania gamma emitowanego przez bombardowane atomy litu i berylu. Było to zaskakujące, bowiem atomy tych pierwiastków były zbyt małe, ażeby pod wpływem cząstek alfa mogły ulec rozbiciu. W komunikacie stwierdzili, że promieniowanie emitowane przez bombardowane cząstkami alfa atomy berylu ma większą energię niż cząstki alfa oraz że podczas reakcji nie następowała emisja protonów, a nadmiar energii promieniowania gamma pochodzi z rozpadu jądra. Badanie niemieckich uczonych zaintrygowały Irenę i jej męża Fryderyka Joliot-Curie. Uczona wspominała po latach – dysponowanie wielką ilością polonu pozwoliło Fryderykowi Joliot i mnie wykonać badania, które doprowadziły do odkrycia neutronu i sztucznej promieniotwórczości.

Irena w grudniu 1931 roku na posiedzeniu Francuskiej Akademii Nauk ogłosiła, że w wyniku przeprowadzonych eksperymentów może stwierdzić, iż energia badanego promieniowania jest aż trzykrotnie wyższa niż energia bombardujących cząstek alfa. Natomiast przepuszczając promieniowanie berylowe przez parafinę i celofan zauważyła, że wybija ono protony (atomy wodoru pozbawione elektronu). Było to niezwykle dziwne, bowiem promieniowanie berylowe zderzało się z jądrami atomowymi wodoru, tak jak dwie kule bilardowe! Mogło ono działać na maleńkie i lekkie elektrony, ale nie na protony. 18 stycznia 1932 roku małżonkowie Joliot-Curie opublikowali artykuł Emisja protonów o dużej prędkości z zawierającego wodór materiału napromieniowanego bardzo przenikliwym promieniowaniem gamma. W pracy zgodzili się z Niemcami, że promieniowanie berylowe pomimo ogromnej przenikliwości jest wysokoenergetycznym promieniowaniem gamma.

Irena i Fryderyk w swoim laboratorium w Paryżu, grudzień 1932, NAC sygn. 1-E-3968

Kiedy pracujący w Laboratorium Cavendisha na Uniwersytecie Cambridge James Chadwick przeczytał ich doniesienia, nie uwierzył w wyniki uzyskane w paryskim laboratorium. Chadwick zreferował prace Ireny Ernestowi Rutherfordowi. Po latach uczony pisał: Gdy opowiedziałem mu o obserwacjach Curie-Joliot i ich poglądach na ten temat, dostrzegłem jego rosnące zdziwienie, wreszcie wybuchnął: »Nie wierzę w to«. […] Oczywiście, Rutherford zgodził się, że należy wierzyć obserwacjom, ale wyjaśnienie to zupełnie inna sprawa. Kilka lat wcześniej Rutherford w słynnym Wykładzie Bakeriańskim przewidywał istnienie cząstki o masie zbliżonej do protonu, jednak pozbawionej ładunku. Irena i Fred nie zapoznali się z treścią wykładu. Siostrzeniec Lise Meitner, Otto Rober Frisch pisał:

Powiedziano mi, że Rutherford później spotkał Joliota i zapytał go: »Nie zdajesz sobie sprawy, że miałeś w ręce neutrony, które omawiałem w moim wykładzie Bakeriańskim w 1920 roku?« Joliot odpowiedział: »Nigdy nie czytałem tego wykładu; myślałem, że to będzie zwykły pokaz krasomówstwa, a nie nowych pomysłów«.

 

James Chadwick (1891–1974), [za:] https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1935/chadwick/biographical/

James Chadwick rozpoczął eksperymenty 7 lutego 1932 roku. Zacząłem bez żadnych zbędnych założeń, choć oczywiście myślałem o neutronie. Byłem prawie pewien, że obserwacji Curie-Joliot nie da się wyjaśnić, odwołując się do czegoś w rodzaju zjawiska Comptona […] – wspominał. Uczony potwierdził wyniki francuskich kolegów, ale zmodyfikował ich eksperymenty. Zamiast parafiny i celofanu, promieniowanie berylowe kierował na płytki z litu, berylu, boru czy węgla. W każdym przypadku po zderzeniu promieniowania z folią, Chadwick obserwował emisję protonów. Wniosek nasuwał się sam: promieniowanie berylowe nie mogło mieć natury fali elektromagnetycznej lecz cząstki pozbawionej ładunku! 17 lutego 1932 roku James Chadwick przedstawił wyniki eksperymentów w „Nature” w artykule Możliwe istnienie neutronu. W kolejnym artykule zatytułowanym Istnienie neutronu już bez wątpliwości opisał nową cząstkę elementarną. To właśnie za to odkrycie James Chadwick otrzymał w 1935 roku Nagrodę Nobla z fizyki.

 

 

Lekcja druga

Teraz małżonkowie Joliot-Curie mając doskonały pocisk w ręku rozpoczęli prace z i nad neutronem. Bombardowali nim różne substancje, a wyniki zderzeń rejestrowali na fotografiach wykonywanych w komorze Wilsona. Na jednej z nich ujrzeli tor ruchu elektronu zakrzywiony w kierunku bieguna ujemnego pola magnetycznego zamiast do dodatniego. W kwietniu 1932 roku napisali, że kilka elektronów przechodzących przez komorę Wilsona, zostawiało ślady mające taki sam wygląd jak tory elektronów, tyle że wykazywały przeciwne krzywizny względem pozostałych. W miedzy czasie postanowili poradzić się Rutherforda i Bohra. Jednak jak się wydaje pierwszy z nich dyplomatycznie uchylił się od odpowiedzi, drugi zaś nie do końca umiał wyjaśnić dziwne zachowanie elektronów. Tymczasem młody fizyk z Kalifornijskiego Instytut Technologicznego Carl David Anderson badając za pomocą komory Wilsona umieszczonej w bardzo silnym polu magnetycznym promieniowanie kosmiczne spostrzegł nietypowy tor ruchu cząstek – ślad o długości pięciu centymetrów, przypominający włos, zakrzywiony w kierunku

Irena i Fryderyk, ok. 1937, NAC sygn. 1-E-3965

ujemnego bieguna magnesu. Co ciekawe wykonał 1300 fotografii, a jedynie na 15 zaobserwował dziwne krzywizny. Anderson w „Science” napisał, że konieczne wydaje się powołanie do życia dodatnio naładowanej cząstki o masie porównywalnej do

elektronu. Badacz odkrył pozyton czyli dodatni elektron. Córka Ireny i Fryderyka Helena Langevin-Joliot wspomina, że istnienie pozytonów wkrótce zostało potwierdzone nie tylko w promieniowaniu kosmicznym. Kilku fizyków, zwłaszcza Joliot-Curie, pamiętało dziwne trajektorie elektronów, przypisywane do elektronów […] odbijających się od ścian komory mglistej.

 

Irena i Fred po zapoznaniu się z praca Andersona wrócili do laboratorium, powtórzyli jego eksperymenty i na jednym ze zdjęć spostrzegli dwa tory: jeden odgięty w kierunku bieguna dodatniego i drugi do ujemnego. Odkryli tworzenie się pary pozyton–elektron. Powstawanie pary antycząstka–cząstka jest możliwe dzięki kwantom promieniowania gamma o wystarczająco dużej energii. Uczeni napisali: mamy tu po raz pierwszy do czynienia z przekształcaniem promieniowania elektromagnetycznego w materię. […] gdy foton gamma o wysokiej energii napotka ciężkie jądro, to w następstwie kolizji jest przekształcany w dwa elektrony o przeciwnych znakach. Maria Skłodowska-Curie zasugerował im, aby zjawisko nazwali materializacją elektronów. Niestety było to za mało na Nagrodę Nobla. Carl David Anderson za odkrycie pozytonu otrzymał Nagrodę Nobla z fizyki w 1936 roku. Wówczas Irena i Fryderyk Joliot-Curie od roku będą już laureatami tej prestiżowej nagrody.

Lekcja trzecia

Lise Meitner w laboratorium, ok. 1930, Archiv der Max-Planc-Gesellschaft, Berlin

W dniach 22–29 października 1933 roku w Brukseli odbyła się siódma konferencja Solvaya Struktura i właściwości jądra atomowego. Poza Marią Curie zaproszono także Lise Meitner i Irenę Joliot-Curie. Małżonkowie Joliot zreferowali wyniki eksperymentów polegających na bombardowaniu cząstkami alfa wysyłanymi z polonu różnych pierwiastków w tym aluminium, fluoru oraz sodu. Według uczonych powinny powstać odpowiednio izotopy: fosforu, sodu oraz glinu. Tymczasem w reakcji glinu z cząstkami alfa powstawał stabilny izotop krzemu, a w komorze Wilsona obok śladów neutronów pojawiły się ślady pozytonów. Podczas wystąpienia zatytułowanego Promieniowanie przenikliwe z atomów bombardowanych cząstkami alfa Fred opowiedział o badaniach nad neutronem, pozytonem oraz omówił eksperymenty i zdjęcia z komory Wilsona. Skomentował także najnowsze wyniki badań związane z bombardowaniem glinu i emisją neutronów oraz pozytonów. Eksperymenty małżonków skrytykowała m. in. Lise Meitner, która twierdziła, że w podobnych badaniach nie zaobserwowała obecności neutronów. Debiut na międzynarodowej scenie fizyki jądrowej był dla Joliotów dramatyczny. Fred wspominał:

Podana przez nas wiadomość wywołała żywą dyskusję. Panna Meitner oświadczyła, że robiła analogiczne doświadczenia, lecz nie uzyskała takich samych wyników. W końcu znaczna większość obecnych na zjeździe fizyków nabrała przekonania, że nasze doświadczenia nie były ścisłe. Wyszliśmy z posiedzenia z bardzo przykrym uczuciem. Wówczas przystąpił do nas profesor Bohr i biorąc moją żonę i mnie na bok, oświadczył, że uważa nasze wyniki za bardzo ważne. Wkrótce potem także Pauli zwrócił się do nas z kilku słowami otuchy.

VII Konferencja Slovayowska w Brukseli, październik 1933, Domena Publiczna

Po zakończeniu konferencji Lise Meitner w Berlinie oraz Joliot-Curie w Paryżu powtórzyli eksperymenty. Okazało się, że to Irena i Fred mieli rację! Lise należy oddać honor, gdyż napisała do Paryża i przyznała, że podczas obrad w Brukseli nie miała racji.

Irena i Fryderyk Joliot-Curie wykonali doświadczenia, w których postanowili wykazać, że neutrony i pozytony powstają w wyniku bombardowania atomów glinu cząstkami alfa o bardzo dużej energii emitowanymi przez polon. Kiedy odcięli źródło promieniowania (polon) ze zdziwieniem zauważyli, że aluminium nadal emitowało pozytony, które widzieli w komorze Wilsona i rejestrowali licznikiem Geigera. Aluminium stało się radioaktywne! Powtórzyli eksperyment, sprawdzili liczniki. Aluminium było radioaktywne! Po bombardowaniu tarczy cząstkami alfa i odłączeniu ich źródła materiał stawał się radioaktywny. Irena i Fryderyk Joliot-Curie odkryli sztuczną radioaktywność! Fred wspominał:

Nigdy nie zapomnę, jak wielka ogarnęła ją radość, gdy razem z Ireną pokazaliśmy jej w małej szklanej probówce pierwszy sztuczny pierwiastek promieniotwórczy. Ciągle mam przed oczami, jak ujmuje w swoje palce (które były spalone od radu) tę małą próbówkę zawierającą ów promieniotwórczy pierwiastek, którego aktywność wciąż jeszcze była bardzo mała. Aby zweryfikować to, co jej powiedzieliśmy, przysunęła probówkę w pobliże licznika Geigera-Műllera. Usłyszała jak wskaźnik licznika postukuje z dużą prędkością. Była to bez wątpienia jedna z najszczęśliwszych chwil w jej życiu. W kilka miesięcy później Maria Curie zmarła na białaczkę.

Po około dwóch i pół minutach natężenie promieniowania emitowanego przez pierwiastek umieszczony w probówce spadło o połowę. Podczas bombardowania aluminium cząstkami alfa powstał promieniotwórczy, nie występujący w przyrodzie izotop fosforu-30 i neutron. Fosfor-30 jako nietrwały izotop emitował z jądra pozyton (dodatni elektron) i przekształcał się w stabilny izotop krzemu-30. Cała trudność polegała na dowiedzeniu, że w trakcje reakcji jądrowej powstawał fosfor. Tego dowodu dostarczyła Irena.

Najpierw pokryła folię aluminiową niewielką ilością naturalnie występującego fosforu (naturalnie występujący izotop fosforu ma takie same właściwości chemiczne jak powstający radioaktywny izotop – nie można więc ich rozróżnić chemicznie, a jedynie metodami fizycznymi), a następnie bombardowała ją cząstkami alfa. Później uczona umieściła folię w szczelnie zamkniętym naczyniu wypełnionym kwasem solnym. Glin przereagował z kwasem, a powstający w czasie reakcji wodór reagował z fosforem tworząc lotną fosfinę, która przechodziła do cienkiej szklanej rurki. Gaz zbierał się w odwróconej do góry dnem próbówce wypychając z niej wodę. Kiedy Irena przyłożyła do probówki licznik Geigera, usłyszała charakterystyczny trzask. Fryderyk Joliot powiedział – Spóźniliśmy się z neutronem, spóźniliśmy się z pozytonem, ale tym razem zdążyliśmy. W ciągu kilku kolejnych dni Irena i Fryderyk powtórzyli doświadczenie bombardując cząstkami alfa folię z boru i magnezu otrzymując odpowiednio izotopy azotu-13 i krzemu-27. Azot-13 po czternastu minutach przekształcał się w izotop węgla-13, a krzem-27 po dwóch i pół minutach w izotop glinu-27.

Irena Joliot-Curie odbiera Nagrodę Nobla z rąk króla Szwecji Gustawa V, 11 grudnia 1935, NAC sygn. 1-E-3969

15 stycznia 1934 roku na posiedzeniu Académie des Sciences, Jean Perrin zaprezentował komunikat Ireny i Fryderyka Nowy typ radioaktywności. 29 stycznia ukazała się kolejna praca ich autorstwa Chemiczna separacja nowych pierwiastków emitujących pozytony. 10 lutego w numerze „Nature” Joliot-Curie opublikowali kolejną pracę Sztuczna produkcja nowego rodzaju radiopierwiastków. Irena wspominała:

Odkrycie sztucznej promieniotwórczości […] otworzyło przed nauką o promieniotwórczości nowe perspektywy. Obecnie znamy setki sztucznych radiopierwiastków, wytwarzanych przez przemiany atomów trwałych lub słabo promieniotwórczych, a badania większości z nich są zaledwie rozpoczęte. Środkami działania nowej dziedziny nauki były początkowo promieniowanie naturalnych pierwiastków promieniotwórczych oraz cząstki sztucznie przyspieszone w rurach wysokiego napięcia lub za pomocą cyklotronu.

W grudniu 1935 roku Irena i Fryderyk Joliot-Curie pojechali do Sztokholmu odebrać Nagrodę Nobla z chemii. Irena została drugą kobietą wyróżnioną tą nagrodą. Powtórzyła sukces swojej wybitnej matki. Za kilka lat miała okazję otrzymać kolejną nagrodę…

 

 

 

Bibliografia

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

[2] R. McKown, She lived for science. Irène Joliot-Curie, Macmillan & Co Ltd., London, 1962.

[3] F. Joliot, I. Curie, Artificial Production of a New Kind of Radio-Element, „Nature”, 1934, nr 133, ss. 201–202.

[4] I. Joliot-Curie, Nobel Lecture: Artificial Production of Radioactive Elements. Nobelprize.org. Nobel Media AB 2014. Web.; http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1935/joliot-curie-lecture.html.

[5] W. Conkling, Radioactive! How Irène Curie & Lise Meitner revolutionized science and changed the world, Algonquin Young Readers, USA, 2016.

[6] E. T. Crossfield, Irène Joliot-Curie: Following in Her Motherʼs Footsteps, [w]: A Devotion to Their Science: Pioneer Women of Radioactivity, red.: M. F. Rayner-Cnaham.

[7] P. Biquard, Frédéric Joliot-Curie – The Man and his Theories, Souvenir Press, London 1965.

[8] J. Chadwick, Possible Existence of a Neutron, „Nature”, 1932, nr 129, s. 312.

[9] J. Chadwick, The Existence of a Neutron, „Proceedings of the Royal Society of London”, 1932, A136, ss. 692–708.

[10] C. D. Anderson, The Apparent Existence of Easily Detectable Positives, „Science”, 1932, nr 76, ss. 238–239.

[11] C. D. Anderson, The Positive Electron, „Phisical Review”, 1933