1898, el año de su descubrimiento

Mediante el estudio de la radiación de uranio, Marie y Pierre Curie identificar, dentro de unos meses, dos elementos químicos: el polonio y el radio. Ellos llamaron a este nuevo fenómeno físico «radiactividad».

I n 1897, Manya Sklodowska, la esposa de Pierre Curie en 1895, completando sus estudios en la Sorbona en París, y cree que la elección de un tema de tesis. Los rayos X descubiertos por Wilhelm Conrad Roentgen en 1895 seguían siendo válidas, pero que había perdido el encanto de la novedad. Los rayos de uranio, descubiertos en 1896 por Henri Becquerel, plantean, ellos, un enigma. Los compuestos de uranio parecía hecho retener intacto, durante un período de varios meses, su capacidad para oscurecer una placa fotográfica. ¿Cuál fue la fuente de esta energía que parecía inagotable viola el principio de Carnot, que la energía puede transformarse, pero no crea ni se destruye?

Pierre Curie, el físico ya famoso por su trabajo sobre el magnetismo y la simetría del cristal, la sensación de que se trataba de algo extraordinario. Pesó en la elección de tema de tesis de su esposa. En la biografía que le ha dedicado, María dijo: «El estudio del fenómeno que nos pareció muy atractiva, y más aún que la cuestión totalmente nueva, no contiene ninguna bibliografía. Me decidí a empezar a trabajar en este tema «.

Después de un entusiasmo inicial, el interés por los nuevos rayos habían disminuido rápidamente (ver «El origen de los rayos de uranio», p. 21). Una razón fue la proliferación de las observaciones falsas o cuestionables de radiación similares a los rayos de uranio, que son emitidas por diversas sustancias. El tema ya estaba moribunda cuando Marie Curie entró en escena.

Su trabajo era aún más notable. En 1898, en el espacio de ocho meses, descubrió dos nuevos elementos químicos, el polonio y el radio, y ella dio a luz a un campo científico nuevo, que calificó de «radiactividad». Podemos reconstruir la historia de estos descubrimientos con tres cuadernos de laboratorio, en las que hay dos entradas de Pedro y María, y tres notas publicadas en los Proceedings de la Academia de Ciencias.

PIERRE inventó un dispositivo de medición
En 1896, Becquerel descubrió los rayos de uranio a través de su capacidad para ennegrecer las placas fotográficas. Pero también había demostrado que hacía que el aire de un conductor de la electricidad. Esta propiedad podría ser objeto de medidas cuantitativas. Becquerel había tratado de evaluar estas cargas eléctricas que utilizan electroscopios, pero las medidas no eran fiables.

En este punto, poco se podría hacer sin el genio de Pierre Curie. En 1880, había descubierto la piezoelectricidad con su hermano Jacques, al aplicar presión sobre ciertos cristales como el cuarzo, producen cargas eléctricas. En base a esta propiedad, inventó un dispositivo para compensar las cargas producidas por el uranio, colocados en una cámara de ionización, por cargas opuestas en cantidades conocidas, producidas mediante la aplicación de un peso de una hoja cuarzo. Para permitir la lectura de una serie de medidas, se asoció con una segunda cámara de este tipo: el electrómetro de cuadrantes. Este electrómetro estaba recibiendo las cargas eléctricas de cuarzo piezoeléctrico, a continuación, un haz de luz proyectado sobre un espejo que devuelve en una escala graduada. La emisión de los rayos de uranio podía ser cuantificada por el peso y el tiempo necesario para compensar los gastos producidos en la cámara de ionización (véase «De la maquinaria electrómetro atómica», p.28).

La estrategia de Marie Curie es claramente en su primera nota a las Actas de la Academia de Ciencias, publicado 12 de abril 1898: «Busqué si el cuerpo excepto los compuestos de uranio era probable que el aire eléctricamente conductor. » Como el 11 de febrero de 1898, probó todas las muestras en el laboratorio de su marido, en la Escuela de Física y Química Industrial de la Ciudad de París y los del laboratorio de química de la Sorbona. Ella midió su actividad mediante la adopción de la actividad de uranio metálico como referencia.

Minerales que una URANIO MÁS ACTIVO
Ella encontró que todos los compuestos que contienen uranio se mantuvieron activos y pechblenda, el mineral de uranio principal de la mina de Joachimsthal, Austria, y el fosfato chalcolite, el uranio natural, fueron aún más activo que el uranio metálico. Marie Curie, señaló: «Esto es muy notable y sugiere que estos minerales pueden contener una mucho más activo que el uranio. »

Su hipótesis se confirmó de inmediato: «Me preparó el chalcolite con productos puros. Este chalcolite artificial no es más activa que otras sales de uranio. » Se llega a la conclusión de que hay un elemento desconocido, presente sólo en los minerales de uranio más activo que el uranio. En este punto, la búsqueda de este elemento se convirtió en un asunto urgente de importancia. 18 de marzo, Pierre Curie, fascinado por los resultados de María, abandonó a sus propios proyectos de investigación y se unió a su esposa en esta búsqueda. En esta frenética carrera para encontrar los rayos Becquerel, Marie Curie descubrió el 24 de febrero que los compuestos de torio también estuvieron activos. Pero, sin su conocimiento, el físico alemán Gerhard Schmidt ya había visto varias semanas antes de estas emisiones.

La investigación sobre los rayos de uranio ya pasó el campo de la física que química. Llegó a ser incluso necesario para separar e identificar una sustancia cuyas propiedades químicas eran desconocidos. Sin embargo, el elemento hipotético podría ser seguido por su radiactividad, como Marie Curie, explica: «El método que se utiliza es un nuevo método de investigación química sobre la base de la radiactividad. Ella es llevar a cabo separaciones por medios ordinarios de análisis químico y de medir, en condiciones adecuadas, la radiactividad de todos los productos separados. De esta manera, podemos darnos cuenta la naturaleza química del elemento radiactivo buscado, este último se concentra en las fracciones que se convierten cada vez más radiactivos durante la separación. »

Ni ella ni Peter eran químicos. Así que pidieron la ayuda de Gustave Bémont, quien fue el responsable de la formación práctica de estudiantes de la Escuela de Física y Química Industrial de la Ciudad de París. Transformación química, de la pechblenda comenzó el 19 de abril un mineral emite radiación 2,5 veces más que el uranio. Varios ensayos de lluvia con diferentes reactivos se realizaron en paralelo. La sublimación de depósitos sólidos deseados para obtener una sustancia activa acompañado principalmente de bismuto, que gradualmente revelado separable.

Polonio: un provocador NOMBRE
27 de junio de Marie Curie precipitó sulfuros de una solución que contiene plomo, bismuto, y la sustancia activa. Señaló el resultado en su cuaderno de notas: el sólido fue 300 veces más activo que el uranio. 18 de julio de Pierre Curie ganó un depósito de 400 veces más activo que el uranio. El vérifièrent Curie con tanto cuidado que «los compuestos de todos los elementos, incluidos los de las sustancias más raras, no estaban activos» .

El 18 de julio de 1898, Pierre y Marie Curie publicado en las Actas de la Academia de las Ciencias, un documento titulado «Por una nueva sustancia radiactiva (que figura en la pechblenda).» En ellas se especificaba: «Creemos que la sustancia que se ha retirado de la pechblenda contiene un metal aún no publicada, la vecina de bismuto en sus propiedades analíticas. Si la existencia de este nuevo metal se confirma, proponemos que se llaman polonio, el nombre del país de origen de uno de nosotros. » El símbolo del Po, escrito por Pierre Curie, 13 de julio aparece en el cuaderno de laboratorio. En ese momento, el término «polonio», sonaba como un desafío: en 1795, Polonia había desaparecido como un estado independiente, su territorio fue dividido entre Prusia, Rusia y el Imperio Austríaco.

Firmado el lanzamiento, en ese orden, por Pierre y Marie Curie, se basa en experimentos llevados a cabo entre el 9 de abril y 16 de julio. Su título es histórico: se proclama que la búsqueda de algo más activo que el uranio fue un éxito. La palabra radiactivo aparece por primera vez. El Curie suprimido el guión en el año siguiente.

El anuncio de un nuevo elemento permaneció invisible e identificado únicamente sobre la base de la emisión de los rayos de uranio, hasta ese momento era único en la historia de la química. En ese momento, era costumbre que tal declaración se considerará válida sólo cuando una sustancia pura se aisló, el ​​peso atómico del elemento y determinar sus líneas espectrales * , sus características químicas, medido . Eugene Demarcay, autoridad reconocida en la espectroscopia, examinó el espectro atómico del nuevo elemento. Pero, para gran decepción de Curie, que no podía distinguir ninguna de las características de este nuevo elemento. Los autores reconocieron que si bien «este hecho no estaba a favor de la existencia de un metal nuevo» .

Un elemento que va con el tiempo
El aislamiento del polonio del uranio se había producido, mientras que la Curia no conocía la relación entre los dos elementos. Se considera todo el material como una mezcla. Ellos no sabían nada de la desintegración radiactiva del uranio, el polonio, que es un intermediario (léase «Zoom sobre la radiactividad», pág. 8). En cierto sentido, se puede hablar de un feliz accidente, debido a que sus experimentos se llevaron a cabo en tres meses, un tiempo relativamente corto en comparación con la vida media * de polonio, que es de 138 días.

Los autores, ambos asombrados y perplejos, comentó años más tarde que el polonio fue desapareciendo gradualmente. En ese momento, ellos no sabían nada de la desintegración radiactiva y el concepto de vida media radiactiva. Esto ayudó a mantener sus dudas sobre la autenticidad de polonio, con su honestidad habitual que no se escondió. En 1899, Marie Curie volvió a plantear la cuestión: el polonio, que muestra el espectro de bismuto atómica, ¿es realmente algo nuevo o bismuto, simplemente activa la radio en la pechblenda?

Varias toneladas durante 0,1 miligramos
Esta duda persistió durante varios años. En 1910, Marie Curie y André Debierne logran separarse de varias toneladas de residuos de mineral de uranio con un peso del producto final que contiene 2 miligramos y 0,1 miligramos de polonio. El espectro de esta muestra reveló metálicos primeras pocas líneas característicos del elemento. La posición de polonio en la tabla periódica no ha sido determinada por aquellos que lo descubrió, porque en 1898, a excepción de uranio, ningún elemento más allá de bismuto era conocido en la tabla periódica. Pero, gracias a sus propiedades químicas, el nuevo elemento podría obviamente ser puesto a la derecha de bismuto, con el número atómico 84.

Nota del Diario concluye la breve historia de polonio durante muchos años. Marie Curie, defendió su elemento con gran emoción y vehemencia. En cierto sentido, tenía razón, los descubrimientos posteriores de los núcleos atómicos, de la radiactividad artificial y la fisión se llevaron a cabo con el polonio.

Bloc de notas de los Curie de laboratorio, no se enumeran los eventos entre julio y 11 de noviembre de 1898. La pareja se sospecha la presencia de otro elemento radiactivo en la pechblenda, de comportarse «casi como el bario puro» . Su hipótesis se confirmó en tres etapas. En primer lugar, comprueba que el bario «normal» se encontraba inactiva. Luego se encontró que una sustancia radiactiva podría ser concentrado por cristalización fraccionada a partir del contenido de cloruro de bario en pechblenda. A continuación, este proceso continuó hasta que la actividad de cloruro se convierte en 900 veces mayor que la de uranio.

Su tercer y último argumento fue decisivo. El análisis espectroscópico fue, en esta ocasión, un éxito. Demarcay observó en el espectro de varias líneas de cloruro de bario que no podían ser atribuidas a ningún elemento conocido, cuya intensidad aumenta con la radiactividad. El Curie llegó a la conclusión: «Hay una razón muy seria para creer que la nueva sustancia radiactiva contiene un nuevo elemento. Nos proponemos darle el nombre de la radio. » Y añadieron: «La nueva sustancia radiactiva, probablemente contiene una gran cantidad de bario, pero la radiactividad del radio parece enorme. » La palabra «radio», seguido de un signo de interrogación aparece en el libro el 18 de noviembre de 1898.

MISA DE CIERRE DE RADIO 0,5%
En ese momento, los esposos Curie habían agotado su suministro de pechblenda. Se sabía que grandes cantidades de materias primas que se necesitaría para extraer una cantidad «visible» de dos nuevos elementos, o, al menos, para aislar una cantidad mayor. En diciembre de 1898, el gobierno austríaco ofreció el lote Curie primero de 100 kilogramos de colas de uranio producidos a partir de la transformación de la pechblenda de Joachimsthal. Reconocieron que «esta carga facilitará [que] tanto [su] investigación » .

Determinar el peso atómico del radio se convirtió en una obsesión para Marie Curie. El 21 de julio de 1902, obtuvo el valor de 225 ± 1 (el valor más reciente es 226,0254) en una muestra de auto-luminosa de 0.120 gramos de cloruro de bario que contiene el radio, que contenía sólo una millonésima de radio del bario . En este ejemplo, en la que el radio se observó en primer lugar, era un millón de veces más activo que el uranio.

Con el descubrimiento a principios de polonio, los Curie había, sin saberlo, hizo la parte más difícil de su investigación. Radio, que tenía ventajas excepcionales: su vida media de 1600 años y su concentración en los minerales de aproximadamente 5000 veces mayor que la del polonio. Analógica real de bario en sus propiedades químicas, podría ser separado y se incorporan fácilmente en la tabla periódica. El 12 de junio de 1903, María presentó su tesis en la Sorbona, titulado «La investigación sobre las sustancias radiactivas». Ese mismo año, compartió el Premio Nobel de Física con Pierre Curie y Henri Becquerel.

Lo esencial

– En 1896, Henri Becquerel descubrió que el compuesto de uranio emite lo que él llama «rayos de uranio».

– Dos años después, Marie y Pierre Curie identificar dos elementos químicos que también emiten estos rayos de naturaleza desconocida polonio y el radio.

– Marie Curie luego trabajó muchos años para purificar y caracterizar completamente estos elementos.

El origen de los rayos de uranio

¿Cómo Becquerel ha llegado a centrarse en la radiación?

AKW 20 de enero 1896, Becquerel asiste a la Academia de Ciencias, en una conferencia de Henri Poincaré en el descubrimiento de los rayos X Esto abre la hipótesis de que su tema se relaciona con la fosforescencia. De vuelta en su laboratorio, Becquerel toma una muestra de sulfato de uranilo y potasio, conocido por su fosforescencia. Se expone a la luz solar y, a continuación verifica que causa el ennegrecimiento de una placa fotográfica envuelta en papel negro. Está convencido de que Poincaré es correcto.

Como se vio que el sol estaba allí para nada?

AKW finales de febrero de 1896, el cielo está nublado. Becquerel no se puede exponer al sol una sal de uranio fosforescente. A continuación, ocupa el mineral en un cajón con una placa fotográfica expuesta, envuelta en papel negro. Unos días más tarde, desarrolló la placa y todavía señalar que la sal se forma espontánea la radiación emitida puede impresionar. Comprendió entonces que la conclusión anterior era errónea. Es probable que Becquerel había tenido en cuenta la experiencia de Claude Niépce de Saint-Victor, pionero fotógrafo, que ya había observado en 1867 que las sales de uranio podría causar luminiscentes «niebla» en las placas fotográfica, aunque varias hojas de papel entre ellos. 02 de marzo 1896, Becquerel anunció en la Academia de Ciencias que los minerales de uranio emiten radiación desconocida hasta entonces penetrante. Se va a llamar «los rayos de uranio».

¿Por qué estos nuevos rayos que no han sido estudiados a la vez?

AKW Becquerel comete muchos errores. 09 de marzo 1896, anunció que los compuestos uránicos descargar un electroscopio después de pasar por una placa de aluminio de 2 mm de espesor. 23 de marzo 1896, también sostiene que los rayos invisibles puede ser reflejada, refractada, y 30 de marzo, que se polarizan. Los rayos de uranio aparecer como poseedor de propiedades «normal», similar a las de la luz. Por lo tanto, se consideran más conocido como rayos X En 1896, más de 1.000 artículos y 50 libros publicados se encuentran en ellos, frente a sólo 20 artículos en los rayos de uranio. Muchos otros investigadores también han contribuido a la confusión al revelar numerosas emisiones imaginario.

Entrevista realizada por Emilie Cler

Andrzej Wróblewski Cayetano es profesor emérito en el Instituto de Física Experimental de la Universidad de Varsovia.

Auge y caída de la industria de la radio

En Francia, tras la Primera Guerra Mundial, las plantas de radio a su máxima capacidad. Luego, en la década de 1920, la disminución de franceses de la industria mientras que la producción de EE.UU. está creciendo debido al descubrimiento de minerales en las Montañas Rocosas. En 1923, la entrada en el mercado de radio en el Congo belga la sentencia de muerte de la industria francesa: la Unión de Alto Katanga Mining es el mayor productor del mundo. La empresa fabrica todo tipo de productos para la braquiterapia. El uso de radionucleidos se está extendiendo rápidamente a las áreas de la mayoría de los lugares, alimentos para mascotas a los cosméticos. Imaginamos que la radiación de alta dosis a ser perjudicial, pero se pensó que cantidades pequeñas de que podría ser beneficioso. Fue sólo poco a poco nos daremos cuenta de que el peligro de la radiación. Finales de 1934, el Departamento de Trabajo clasifica las enfermedades relacionadas con la fabricación de sales de radio de la lista de enfermedades profesionales. El mismo año, Irène y Frédéric Joliot-Curie descubrió la radiactividad artificial. Para la atención médica, los radionucleidos de vida media * corta reemplazado gradualmente el radio de su prohibición en Francia en la década de 1970. Philippe Pajot

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