Адела Муньос Паес - Самый сокровенный секрет материи. Мария Кюри. Радиоактивность и элементы

Публичное признание, которое получила Мария Кюри, во многом было вызвано тем, что открытый ею радий с самого начала ассоциировался с чудесным средством для лечения всех недугов. Хотя это первое впечатление было явно ошибочным, невозможно назвать число людей, которые воспользовались радиотерапией в течение более 100 лет ее применения. Логично, что современные методы имеют мало общего с теми, что использовались сразу после открытия. Однако следует помнить, что вклад Марии и Пьера был принципиальным: они открыли новое средство для исцеления от болезни, против которой тогда не было лекарств, — рака. Радий — это естественный источник радиации, который использовался, пока не появились альтернативы. Главная проблема радия-226, наиболее распространенного изотопа естественного радия, в том, что прежде чем испускать требуемые γ-лучи, он испускает совсем не полезные а-частицы, превращаясь в радий-222, возбужденную форму, которая и испускает γ-излучение. Открытие Ирен Кюри и Фредериком Жолио-Кюри искусственной радиоактивности в 1935 году позволило получить более «чистые» γ-излучатели. Выбранным веществом был кобальт-60 (который является продуктом деления, полученным в ядерном реакторе, — знаменитые кобальтовые «бомбы» используются до сих пор), поскольку он намного легче радия и обеспечивает (3-радиоактивность, куда менее вредную, чем а-радиоактивность. В 1930-х годах думали, что было бы еще лучше пользоваться другими источниками γ-излучения, такими как ускорители частиц, энергия которых может быть избирательной и работу которых можно остановить, когда исчезает необходимость в их использовании. Поэтому уже более 20 лет в отделениях радиотерапии больниц пользуются ускорителями электронов, которые производят фотоны, когда тормозятся о кусок металла, обычно вольфрама.

Бомбы в Хиросиме и Нагасаки и различные мировые катастрофы прочно связали ядерную энергию со смертью. Однако на ее счету очень мало смертей, особенно в сравнении с другими источниками энергии, такими как ископаемое топливо, из-за которого люди гибли и гибнут тысячами в дорожных авариях и во время пожаров в нефтехранилищах и на заводах по переработке нефти. Однако один из самых известных случаев смерти был связан с радиоактивным элементом, полонием-210. Речь идет о гибели в Лондоне бывшего российского подполковника госбезопасности Александра Литвиненко. Его агония в ноябре 2006 года длилась почти три недели, и все видели, как молодой мужчина стареет, усыхает и в конце концов умирает. Полоний (а именно его изотоп, массовое число которого А = 210), найденный Марией Кюри, — это последний элемент ряда уран-238. Из-за короткого периода полураспада (всего 138 дней) его концентрация в настуране очень мала. Дочь Марии, Ирен, также исследовала элемент, и, возможно, именно он стал причиной лейкемии, от которой умерли они обе. Но, в отличие от Литвиненко, исследовательницы после опасного контакта жили еще много лет. Дело в том, что Литвиненко выпил полоний вместе с чаем в ресторане в гостинице «Миллениум» в Лондоне. Кто обработал тонны настурана, необходимые для его получения? Очень вероятно, что яд был специально приготовлен в ядерном реакторе с помощью бомбардировки висмута-209, стабильного изотопа, нейтронами высокой энергии, порождающими висмут-210, который, в свою очередь, спонтанно распадается, испуская β-частицу и производя полоний-210. Реакция синтеза следующая:

а реакция распада:

α-частицы атаковали волосяные фолликулы, слизистую кишечника, почки и печень Литвиненко, но смерть наступила, когда был разрушен костный мозг. Кто мог быть так заинтересован в смерти Александра, что готов был заплатить от 1 до 10 миллионов долларов за полоний, который его убил?

Однако факты были упрямы: радиоактивное излучение было молчаливым и невидимым ядом, который подтачивал здоровье всех, кто регулярно контактировал с ним, никак себя не проявляя, пока не становилось слишком поздно. Как ни удивительно, Мария, которая первая обнаружила излучение и много с ним работала, дожила до 67 лет — солидного возраста для женщины в то время. Несмотря на частые недомогания, она вела бурную деятельность почти до самой смерти и поэтому даже не задумывалась о том, что ее опыты смертельны.

В начале XX века было очень далеко до того, чтобы представить все опасности радия, поскольку новый элемент воспринимался как панацея от всех недугов, от кожных заболеваний до артроза, ревматизма или депрессии, не говоря уже обо всех типах рака. Среди наиболее любопытных способов применения радия следует отметить способ, предложенный врачом Альфредом Кюри (он не имеет никакого отношения к семье Кюри), который в 1911 году представил диссертацию об изучении расщепления позвоночника в Парижском университете. Через несколько лет он занялся более прибыльным делом и запатентовал крем для лица под названием Tho-Radia. Ингредиентами, как это видно из названия, были 0,5 г хлорида тория и 0,25 мг бромида радия на каждые 100 г крема. В рекламе обещали, естественно, сияющую кожу. Также известно, что некий египетский фармацевт запатентовал более 100 препаратов на основе радия с такими говорящими названиями, как Radioskin, Radiobust или Radiviril.

После того как Мария несколько лет посвятила извлечению радия, в начале 1902 года ей удалось выделить чуть больше десятой части грамма (120 мг) чистого хлорида радия, на основе чего она установила атомную массу радия, 225±1, что довольно близко к его реальному значению (226,03). Получение этого мельчайшего количества требовало не только многих лет работы, но и необычайных знаний химии, с учетом тех процессов, в которых был задействован радий. Для радиоактивного ряда, показанного в таблице Резерфорда и Содди, процесс распада никогда не прекращается; любой дочерний элемент, происходящий от распада родительского элемента, также распадается, и оба делают это в определенном ритме. Следовательно, наибольшая пропорция между дочерним и родительским элементами задана частным от их периодов полураспада. Поскольку у урана (родительского элемента) он равен 4500 миллионов лет, а у радия (дочернего элемента) — 1600 лет, в минерале, в котором содержатся они оба, наибольшая пропорция радий/ уран, которую можно найти, равна 1600/4470000000, то есть 1/2800000, примерно 1 грамм/3 тонны.