Текст книги "Биография атома"

Автор книги: Юрий Корякин

сообщить о нарушении

Текущая страница: 3 (всего у книги 11 страниц)

На заседании Французской академии наук в конце февраля 1896 г. он сделал сообщение о своих опытах. Все ученые с ним согласились, что фосфоресцирующие вещества испускают невидимые лучи и что эти лучи – рентгеновы. Однако в этом-то и заключалась ошибка Беккереля и его парижских коллег. Выяснить эту ошибку помог случай, происшедший в лаборатории Беккереля через несколько дней после сделанного им сообщения.

Если бы не пасмурный день...

Так как Беккерель использовал для освещения фосфоресцирующих веществ солнечные лучи, то, естественно, в пасмурные дни опыты не производились. В такие дни сотрудники лаборатории Беккереля занимались обычно проявлением тех фотопластинок, которые они не успели проявить в солнечные дни. Однажды один из лаборантов Беккереля случайно проявил пластинку, на которой лежала соль урана, не подвергавшаяся до этого действию солнечных лучей. К большому изумлению лаборанта и Беккереля, на этой фотопластинке получился точно такой же отпечаток соли урана, как и на тех пластинках, с которыми проводилась вся процедура опытов. Это было совсем непонятно.

Ведь было точно известно, что эта соль урана не подвергалась действию солнечных лучей, и тем не менее она засвечивала фотопластинку. Это очень насторожило Беккереля и в то же время сильно его смутило. Ведь он уже сделал сообщение перед парижскими учеными. По-видимому, поспешил. Тем не менее этот случай неопровержимо доказывал, что свечение фосфоресцирующих веществ и возникновение невидимых икс-лучей не связаны друг с другом.

Беккерель был настоящим ученым. И хотя он чувствовал себя немного неловко перед парижскими друзьями– коллегами за свое непроверенное сообщение, этот случай заставил его приняться за исследования с удвоенной энергией. Как говорится, дружба дорога, а истина дороже. Теперь он поставил перед собой задачу, противоположную той, которую решал раньше. Беккерель уже почти не сомневался в том, что невидимые лучи возникают не при облучении солнечным светом, а испускаются все время. Но это нужно было доказать. Для опытов он опять взял соль урана, но уже другую, которая не светилась. Не производя никакого освещения этой соли, он положил ее на фотопластинку. После проявления на пластинке опять получился отпечаток соли урана. Беккерель брал самые разнообразные соединения урана, в том числе и такие, которые годами лежали в темном месте, и получал один и тот же результат – пластинка засвечивалась. Он даже проделал такой опыт: между листком бумаги, на которой лежала соль урана, и фотопластинкой поместил нательный крестик. На проявленной фотопластинке образовались слабые контуры этого крестика. Теперь сомнения не было: соединения урана испускают какие-то невидимые лучи, не похожие на рентгеновы. Ведь последние возникали только при разряде в трубке, а соединения урана испускали эти новые лучи непрерывно. Другими словами, рентгеновы лучи получались искусственно, при помощи приборов, а лучи Беккереля испускались из соединения урана постоянно, в любых условиях, непрерывно.

Продолжая опыты, Беккерель установил, что открытые им лучи не отражаются и не преломляются. Они, так же как и лучи Рентгена, свободно проходят через вещества. При этом он установил, что эти лучи проходят через гораздо большие слои веществ, чем лучи Рентгена. Беккерель также заметил, что интенсивность испускаемых ураном лучей не зависит ни от температуры, ни от освещения и не меняется со временем... Было ясно, что эти лучи (их назвали беккерелевыми) представляют собой совершенно новое явление в природе. За открытие этого явления через несколько лет Беккерелю была присуждена Нобелевская премия.

Внутриатомный процесс

Открытие беккерелевых лучей вызвало не меньшую сенсацию, чем открытие рентгеновых лучей. Многих ученых заинтересовало это явление. В результате многочисленных исследований было установлено, что способность к излучению – это свойство самих атомов урана. Но пока еще ученым не была понятна сущность этого явления. Некоторое время спустя великий английский ученый Резерфорд высказал предположение, что открытое Беккерелем излучение сопровождает процесс распада атомов. Наблюдаемое явление неопровержимо говорило о том, что внутри атома происходят какие-то процессы, пока еще не известные ученым. Науке предстояло изучить эти процессы. Так, февральское сообщение Беккереля о своем ошибочном открытии положило начало новому этапу в биографии атома.

1897год. 29 апреля

Лондонское королевское общество аплодирует

конце апреля 1897 г. члены Лондонского королевского общества съезжались на одно из своих заседаний. Облаченные в мантии, они не спеша входили в мрачный зал с высокими стрельчатыми окнами. Рассаживаясь в старинных креслах с высокими спинками, они негромко переговаривались о теме заседания. Им предстояло выслушать важное сообщение своего коллеги, известного английского ученого Джозефа Джона Томсона. Со сдержанным интересом посматривали они на высокого и худощавого сорокалетнего человека, заканчивавшего последние приготовления к лекции.

Наконец, когда все заняли свои места, председательствующий предоставил слово Джозефу Томсону.

– Уважаемые джентльмены,– начал Томсон,– я имею честь ознакомить вас со своими последними работами, которые позволили мне установить, что мельчайшим носителем электричества является корпускула. Мне было бы весьма лестно, если бы вы разделили мое глубокое убеждение в существовании этой корпускулы и одобрили метод и результаты моих исследований по ее обнаружению. Я призываю вас также поддержать предложение о присвоении этой корпускуле названия «электрон».

И чем дальше рассказывал Томсон о своих исследованиях, тем яснее становилось ученым, что они являются свидетелями очень важного события, разрушающего многовековые представления о строении вещества и элементарности атома.

Ни один из присутствовавших не сомневался в правильности приведенных Томсоном доказательств существования электрона. Слишком очевидны были результаты опытов.

Нечасто в стенах зала заседаний Лондонского королевского общества раздавались аплодисменты. Достоинство и чопорное соблюдение старинных английских традиций не позволяли членам королевского общества шумно выражать свои симпатии докладчику. Но на этот раз традиции были нарушены. Под аплодисменты и шумное одобрение присутствующих Томсон закончил свой доклад.

Снова разрядная трубка

После открытий Рентгена и Беккереля было уже ясно, что атом имеет сложное строение, что он не является простой неделимой частицей, как это раньше предполагалось. Но ученые еще не знали, как устроен атом. Знали, что он сложный, но не знали, из чего он состоит. Первые попытки разгадать эту тайну и были сделаны Томсоном.

Томсона интересовали разряды в газах. В течение многих лет он занимался изучением явлений, протекающих в разрядных трубках, аналогичных тем, которыми пользовался Рентген в своих опытах. Возможности для изучения разряда значительно возросли после открытия рентгеновых лучей. Ведь был уже накоплен довольно большой экспериментальный материал. Томсон проводил опыты с разрядами в знаменитой Кавендишской лаборатории при Кембриджском университете. Под его руководством образовалась группа талантливых и впоследствии знаменитых физиков. В нее входили: Резерфорд, Ланжевен, Вильсон, Астон, Ленгмюр, Кулидж и др. Эта группа сделала много открытий в области газового разряда.

Она установила, что газовый разряд очень хорошо проводит электрический ток. Но было неясно – почему. Надо сказать, что еще в 1881 г. немецким физиком Германом Гельмгольцем было высказано предположение о существовании частицы, которая является носителем электричества. Английский физик Джон Стоней в 1890 г. назвал эту частицу «электрон». И это было не случайное название. «Электрон» по-гречески значит «янтарь». Еще несколько сот лет назад было известно, что если палочку из янтаря потереть сукном, то она начинает притягивать к себе кусочки бумаги. Каждый может проделать такой опыт, если у него найдется янтарная (или стеклянная) палочка. Потому еще с древних времен с янтарем связывали существование электричества. Отсюда и произошло название – электрон. И хотя ученые приняли гипотезу об элементарной частице – носителе электричества,– не было никаких доказательств ее существования.

Томсон проводил изучение газового разряда в так называемой трубке Крукса. Эта трубка представляет собой стеклянный баллон, на обоих концах которого впаяны электроды (отрицательный электрод называется катодом, положительный – анодом). Когда к этим электродам подводилось высокое напряжение, то в трубке возникал разряд. Поскольку через трубку с выкачанным воздухом протекал электрический ток, то было ясно, что есть какие-то носители электричества, переносящие электрические заряды от катода к аноду. В 1879 г. было установлено, что этими носителями являются частицы, летящие от отрицательного электрода к положительному. Их назвали катодными лучами. Томсон решил выяснить, что представляют собой эти лучи. Он сделал такой опыт. Рядом с трубкой, между электродами, параллельно направлению полета катодных лучей он поставил металлическую пластинку. Затем стал подводить к ней то положительное, то отрицательное напряжение и сразу заметил, что когда пластинка была заряжена положительно, то катодные лучи притягивались пластинкой, а когда – отрицательно, то катодные лучи отталкивались пластинкой. Этим опытом Томсон доказал, что катодные лучи представляют собой поток отрицательно заряженных частиц – электронов. Ведь мы знаем, что заряды одного знака отталкиваются, а противоположных знаков притягиваются. Продолжая опыты, Томсон установил, что масса этих частиц меньше одной тысячной массы атома водорода.

Об этом-то открытии Томсон и сделал сообщение в Лондонском королевском обществе. Это было 29 апреля 1897 г. И это было датой открытия первой элементарной частицы, входящей в состав атома.

Такова сила научного предвидения. Создав стройную систему химических элементов, русский ученый Менделеев предсказал существование новых элементов. И он оказался прав. Так и здесь. Существование элементарной частицы электричества – электрона – было предсказано немецким ученым Гельмгольцем, а его существование доказано Томсоном. В дальнейшем мы еще не раз встретимся с подобными примерами гениального научного предвидения.

Открытие Томсоном электрона было расценено как настоящий триумф физической теории строения вещества. И недаром в 1906 г. Джозефу Томсону была присуждена Нобелевская премия. Исходя из этой теории, Томсон первым объяснил явление электропроводности наличием свободных электронов в веществе. Ряд других явлений, связанных с электропроводностью, он также правильно объяснял существованием свободных электронов.

1898год. Июль. Декабрь

«Является ли познание тайн природы выгодным для человечества, достаточно ли человечество созрело, чтобы извлекать из него только пользу, или же это познание для него вредоносно?

Я лично принадлежу к людям мыслящим, что человечество извлечет из новых открытий больше блага, чем зла».

ПЬЕР КЮРИ

Докторская диссертация

Перенесемся опять в Париж. Шло последнее десятилетие прошлого века. В Парижском институте физики работал молодой французский ученый профессор Пьер Кюри. Он в основном занимался изучением кристаллов. К 90-м годам, когда ему уже было 30 лет, Пьер Кюри выполнил ряд блестящих работ по изучению физических явлений в кристаллах.

В 1892 г. в Париж приехала молодая польская девушка Мария Склодовская. Она окончила в Варшаве гимназию и в течение нескольких лет работала учительницей. Но ее очень интересовала физика, и Мария решила получить высшее физическое образование в Париже. Там она слушала лекции в Сорбонне и посещала собрания физического общества. На одном из заседаний Пьер Кюри и Мария Склодовская познакомились. Вскоре они полюбили друг друга и в 1895 г. поженились.

В 1897 г. перед Марией Склодовской-Кюри встал вопрос о выборе темы для самостоятельного научного исследования. Она уже заканчивала курс обучения, и ей нужно было подумать о докторской диссертации.

Мария была уже знакома с работами Анри Беккереля. Но раньше она не очень задумывалась над этим нашумевшим явлением – испусканием ураном лучей. Под руководством своего мужа Пьера Кюри Мария, как и он, занималась изучением кристаллов, а эта тема не была связана с беккерелевыми лучами.

Но теперь, чем больше она перелистывала страницы научных журналов, подыскивая себе тему для диссертации, тем больше ее увлекало явление, открытое Беккерелем. В самом деле, откуда берется та энергия, которую непрерывно излучает уран? Какова природа этого излучения? Какие тайны природы скрыты за этим явлением? Мария Кюри снова и снова перечитывает статьи Беккереля. Постепенно ей становится ясно, что лучшей темы для докторской диссертации не найти. Ее особенно привлекало то, что, кроме работ Беккереля, о явлении испускания лучей ураном ничего не было опубликовано. Итак, решение принято.

И хотя Мария была не из тех людей, которые меняют свое решение, она все-таки решила посоветоваться со своим мужем. Ведь он старше ее, опытнее и, кроме того, самый близкий человек. Оказалось, что Пьер сам не раз задумывался над явлениями, связанными с беккерелевыми лучами. Поэтому решение жены он сразу же одобрил. Более того, он решил принять участие в этих исследованиях.

Итак, тема диссертации выбрана окончательно, задачи ясны. Теперь за дело.

>

Рождение всем известного термина

Мария Кюри начала опыты в лаборатории Парижского института физики. Прежде всего она стала выяснять, зависит ли излучение, испускаемое ураном, от внешних условий. Мария установила, что это излучение не зависит от вида химического соединения, в котором находится уран. Нагревание и охлаждение препарата с ураном также не влияло на интенсивность испускаемых лучей. Не влияло на него и то, находилось ли вещество с ураном в темноте или при сильном освещении. Интенсивность испускания беккерелевых лучей всегда и при всех условиях была одной и той же. Она зависела от количества урана, находящегося в соединении. Чем больше урана, тем больше интенсивность испускания лучей, и наоборот. И Мария Кюри пришла к выводу, что излучение – это свойство атомов урана.

Естественно, у нее возник вопрос: а нет ли других веществ, испускающих такие же лучи? После упорных поисков она нашла такое вещество. Им оказался торий. Он так же, как и уран, испускал лучи и примерно с такой же интен сивностью. Теперь стало ясно, что это явление присуще не только одному урану. Мария Кюри предложила назвать его радиоактивностью, а излучающие элементы – радиоэлементами.

Так появился новый термин – радиоактивность. И происходит он от латинского слова «радиус», что означает «луч». Этот термин прочно вошел в биографию атома. А термин «беккерелевы лучи» как-то не прижился. Сейчас его уже никто не употребляет.

Излучающий незнакомец

Мария Кюри решила теперь получить уран в чистом виде. Снова проведена серия многочисленных опытов, и почти чистый уран получен. Но странное дело: этот почти чистый уран излучает гораздо слабее, чем руда, из которой он извлекался. Проверили еще и еще раз. Получается то же самое. Супруги Кюри начали проверять интенсивность излучения различных минералов урана. И тут обнаружили, что излучение некоторых из них было сильнее, чем это должно быть, судя по содержанию в них урана.

Эта «ненормальность» в поведении различных минералов урана очень удивила супругов Кюри. Напрашивался вывод: значит, в руде, которую обрабатывала Мария Кюри, присутствовало какое-то другое вещество, излучающее сильнее, чем уран. Что же это за излучающий незнакомец? В том, что это был новый элемент, супруги Кюри не сомневались. Ведь все известные излучающие элементы были ими изучены. И Мария Кюри начала поиски этого незнакомца.

Снова начались многочисленные опыты. А они проводились так. Брали радиоактивное вещество и воздействовали на него различными химическими способами. Получались растворы. Растворы отбирались по степени радиоактивности. С наиболее радиоактивными растворами снова проводили химические реакции и снова производили отбор. Так были получены два разных химических раствора, не содержавших урана, но они, тем не менее, были радиоактивными.

Отсюда супруги Кюри сделали вывод: это был не один таинственный излучающий незнакомец, как раньше предполагалось, а два. Теперь нужно дать им имена. По праву первооткрывателя Мария Кюри предложила назвать один радиоэлемент полонием (в честь ее родины Польши), а другой – радием.

Сообщение об открытии полония супруги Кюри сделали в июле 1898 г., а радия – полгодом позже. Эти даты вошли в биографию атома, как даты большого открытия.

Находка в заброшенном сарае

Итак, полоний и радий открыты. Но их еще никто не видел. Ведь они пока находились только в растворах. А для того чтобы доказать, что они действительно существуют, нужно их выделить в чистом виде. Кроме того, просто было очень интересно увидеть эти элементы. Какие они, каков их цвет, вес, плотность и т. д.? Ведь все это необходимо знать для дальнейших исследований.

Но сразу возникли две проблемы: где найти помещение для этой большой работы и где достать урановую руду?

Первый вопрос разрешился довольно быстро, хотя и не совсем удачно. В одном из парижских дворов подыскали заброшенный дощатый сарай. В нем был асфальтовый пол, крыша стеклянная и к тому же дырявая. Была печка, но она совсем не давала тепла. Позднее Пьер Кюри как-то сделал в дневнике запись о том, что работа проводилась при температуре всего лишь шесть градусов выше нуля! Помещение, конечно, не подходящее для научной работы. Но энтузиазм и настойчивость этих двух скромных тружеников науки были настолько велики, что они без колебаний остановились на этом помещении.

Сложнее оказалось с урановой рудой. Она была очень дорогой, и супруги Кюри не могли купить на свои скромные средства достаточного количества этой руды. Тем более, что руда добывалась в Австрии. Из нее там извлекали уран, который в виде солей применялся для окрашивания стекол и фарфора. Мария и Пьер Кюри обратились с просьбой к австрийскому правительству продать им несколько тонн отходов руды. Этому посодействовала Венская академия наук, и супруги Кюри совсем дешево купили нужное им количество отходов.

Началась титаническая работа по выделению радия и полония в чистом виде. Все дни и вечера в течение долгих четырех лет супруги Кюри почти не выходили из своего жалкого сарая. «Это был изнурительный труд,– вспоминает Мария Кюри,– переносить мешки и сосуды, переливать жидкости из одного сосуда в другой, несколько часов подряд мешать кипящий материал в чугунном тазу».

Но работа продолжалась, несмотря на холод, сырость и неудобства. Через некоторое время стало понятно, что полоний содержится в гораздо меньших количествах, чем радий. И чтобы выделить полоний в чистом виде, потребовалось бы переработать сотни, а может быть тысячи, тонн руды. Это супругам Кюри было не под силу. И они решили выделять радий.

Работа медленно подвигалась вперед. Прозрачные растворы становились все более и более радиоактивными. И что было волнующим – они светились! Они светились красивым бледно-голубым цветом.

«Наши драгоценные продукты,– писала Мария Кюри,– для которых у нас не было хранилища, были разложены на столах и досках, со всех сторон были видны их слабо светящиеся точки, казавшиеся висящими в темноте; они всегда вызывали у нас волнение и восхищение».

И упорный труд ученых был вознагражден. Наконец они получили белый тусклый порошок, очень похожий на поваренную соль. Это был радий в чистом виде. И сколько же его было? Всего лишь одна десятая грамма. И это за четыре года работы!

Недаром Маяковский сравнивал с добычей радия поэзию:

«Поэзия —

та же добыча радия.

В грамм добыча,

в год труды.

Изводишь,

единого слова ради,

Тысячи тонн

словесной руды».

подсчитали, что тепло, которое запасено в одном грамме радия, равно количеству тепла, выделяющегося при сгорании полтонны угля. Откуда же бралась энергия? Пока еще не было ясно. Но было очевидно, что это выделение энергии связано с внутриатомными процессами, внешним проявлением которых была радиоактивность.

Таким образом, только с открытием радия были получены первые данные о том, что внутри атома содержится великая сила. Разгадать ее и научиться ею пользоваться– такова была задача науки.

Как-то раз...

Приехавшие в Лондон после открытия радия и полония Мария и Пьер Кюри были приглашены на блестящий банкет, устроенный в их честь английскими аристократами.

Мария и Пьер, очень скромно одетые, никогда не бывавшие на светских приемах, чувствовали себя очень стесненно. Мария, у которой не было даже обручального кольца, с неподдельным интересом разглядывала драгоценности, украшавшие светских женщин. Но вдруг она с удивлением заметила, что и Пьер внимательно разглядывает эти сверкающие бриллианты, жемчуг, золото.

Когда они вернулись домой, Мария спросила у мужа о причине столь странного поведения его на банкете.

– Не зная, чем заняться,– ответил Пьер,– я придумал себе развлечение: стал высчитывать, сколько лабораторий можно построить за камни, обвивающие шею каждой из присутствующих дам.

1899 год

Чего не заметил Беккерелъ

Открытие явления радиоактивности взбудоражило умы ученых. Во всех физических лабораториях мира только и говорили о таинственных лучах. Но что представляют они собой, было неясно. Путь к открытию тайны лежал через исследование этих лучей. Основные свойства лучей были быстро изучены. Они засвечивали фотопластинки, хорошо проходили сквозь тонкие слои веществ, но задерживались толстыми. Под их действием воздух становился проводником электрического тока.

Но что представляли собой лучи, никто не знал. Попробовали воздействовать на них электрическими и магнитными полями. Оказалось, что под их действием лучи отклонялись в сторону: положительный заряд притягивал, отрицательный – отталкивал. Беккерель, который первым проделал этот опыт в 1899 г., решил, что лучи, испускаемые ураном и радием, состоят из отрицательно заряженных частиц. И он был прав, но только частично: ученый не заметил еще два сорта лучей.

Первая разгадка тайны

В Англии в это время изучением лучей занимался впоследствии знаменитый английский физик Резерфорд. Это был замечательный ученый, вписавший много ярких страниц в биографию атома. Мы о нем еще расскажем. А в тот год (1899) он работал под руководством своего учителя Джозефа Томсона и только еще начинал свою научную деятельность. Учитель и ученик поставили перед собой цель – найти ключ к решению задачи о строении вещества и о природе электричества. Для достижения этой цели они предприняли тщательное изучение лучей.

Резерфорд решил выяснить, чем отличаются друг от друга рентгеновы и беккерелевы лучи. Для этого он воздействовал на лучи магнитным полем. Опыт показал, что беккерелевы лучи под действием магнитного поля отклоняются, а рентгеновы – нет. Затем Резерфорд поставил на пути беккерелевых лучей тонкую алюминиевую пластинку и обнаружил, что интенсивность излучения резко уменьшилась. На пути прошедших через пластинку лучей он поставил опять точно такую же пластинку. Интенсивность лучей еще больше уменьшилась, но в значительно меньшей степени, чем в первом случае. Это навело Резерфорда на размышление: ведь если бы беккерелевы лучи были одного сорта, то после прохождения пластинок одинаковой толщины токи ослаблялись бы в одно и то же число раз. Полученные результаты не подтверждали этого. Значит, решил Резерфорд, в состав беккерелевых лучей входят два сорта лучей. Лучи одного сорта, которые проходят через алюминиевую пластинку, он назвал бета-лучами, а лучи, отсеивающиеся пластинкой,– альфа-лучами. Это и была та часть излучения, которую не заметил Беккерель. Альфа-лучи вели себя противоположно бета-лучам. В то время как бета– лучи притягивались электрическим полем, альфа-лучи отталкивались этим же полем в противоположную сторону. И наоборот. Следовательно, если бета-лучи представляют собой отрицательно заряженные частицы, то альфа-лучи являются потоком положительно заряженных частиц.

Но Резерфорд не заметил еще одну часть беккерелевых лучей. Английский физик Виллард вскоре обнаружил ее. Эти лучи уже не отклонялись ни магнитным, ни электрическим полями. Так же вели себя и рентгеновы лучи. Значит, и те, и другие состояли из незаряженных частиц. Виллард назвал их гамма-лучами.

Итак, завеса над тайной беккерелевых лучей приоткрылась. Ученые установили, что эти лучи сложные. И состоят они из альфа-, бета– и гамма-лучей.

1900 год

Вот так штука!

Резерфорд продолжал изучать радиоактивность.

Но теперь он уже работал с радием. Не без труда ученый достал мизерное количество радиевого W препарата. Великие и бескорыстные труженики науки Мария и Пьер Кюри прислали Резерфорду немного радиевой соли. А ведь у них самих ее было так мало...

Тогда уже стало известно, что лучи радия ведут себя точно так же, как и беккерелевы лучи. Только первые намного интенсивнее. Значит, эти лучи также состояли из альфа-, бета– и гамма-лучей. Но поскольку радиевые лучи намного интенсивнее, то с ними легче проводить опыты.

Теперь Резерфорд стал изучать природу радиевых лучей. И точно установил, что альфа– и бета-лучи состоят соответственно из положительно и отрицательно заряженных частиц.

Потом он заинтересовался возникновением явления проводимости воздуха под действием радиевых лучей. А не собрать ли отдельно воздух из пробирки, в которой находится соль радия, и проверить его? Сказано – сделано. Он отобрал воздух из пробирки и проверил его радиоактивность. Но что это? Радия нет, а воздух продолжает излучать лучи. Вот так штука! Но прошло несколько дней, и этот воздух перестал излучать. Удивительно! Снова загадка.

Если бы знали алхимики...

Но при чем тут алхимики? Ведь мы уже добрались до XX в. А об алхимиках уже тогда вспоминали не более, как о курьезном эпизоде в биографии атома.

Но дело в следующем. Когда Резерфорд обнаружил, что воздух, взятый из пробирки с радием, излучает так же, как и радий, он подумал: а не содержит ли этот воздух какой-то радиоактивный невидимый газ? На эту мысль его натолкнул сразу же вспомнившийся случай, о котором перед этим сообщил американский ученый Оуэнс. Оуэнс изучал радиоактивность радия. Но вдруг неожиданно открылась форточка, подул сквозняк и излучение куда-то пропало. Не мог же легкий ветерок сдуть лучи? Сквозняк мог сдуть только излучающий газ. Значит, надо искать этот газ в воздухе, который взят из пробирки с радием. Целый год бился Резерфорд над поисками таинственного газообразного вещества. Дело осложнялось тем, что после отбора воздуха из пробирки с радием этот газ через несколько дней исчезал. Исчезал без всяких следов, без остатка.

Много раз отбирал Резерфорд воздух из объема, в котором находился радий. И каждый раз этот воздух быстро терял радиоактивность. И Резерфорд почти уже не сомневался в том, что из твердого радия получается какой-то радиоактивный газ.

Терпение и настойчивость пытливого и талантливого ученого победили. Исчезающий газ был обнаружен. Это был новый химический элемент.

Резерфорд доказал, что этот элемент образуется из радия. Он назвал его эманацией (т. е. истечением) радия. Вскоре этот газ получил название – радон. Радий непрерывно выделяет радон, который, как и радий, является радиоактивным.

И еще. Резерфорд в том же 1900 г. высказал правильную мысль о том, что альфа-лучи, испускаемые радием, представляют собой поток несущихся с огромной скоростью атомов гелия – одного из самых легких элементов. Через несколько лет он это доказал простым опытом.

Так впервые было открыто самопроизвольное превращение одного химического элемента – радия – в другие химические элементы – радон и гелий.

Ну, как тут не вспомнить средневековых алхимиков! Ведь они мечтали о превращении одних элементов в другие.

1901год. 3 июля

«Радий я люблю, но сердит на него!»

С этими словами запыхавшийся Анри Беккерель вбежал в квартиру к своим парижским друзьям – Марии и Пьеру Кюри. Что же так взволновало знаменитого французского ученого? Чем мог его обидеть радий?

Дело в том, что накануне Беккерель нес в жилетном кармане пробирку с радием, и на его теле, там, где находилась пробирка, образовался ожог. Это и рассердило ученого. Но он зря обиделся на радий. Радий и не мог вести себя иначе. Это было одно из удивительных свойств излучения радия – воздействовать на живую ткань. Физиологическое воздействие излучения было замечено еще годом раньше немецкими учеными Вальховом и Гизелем, которые тоже изучали явление радиоактивности.

Этим сразу же заинтересовался Пьер Кюри. Еще бы! Ведь радий – детище его и Марии. И если их детище ведет себя столь необычно, следует выяснить причину такого странного поведения! Не обращая внимания на опасность эксперимента, Пьер Кюри привязал к своему предплечью пробирку с радием и проносил ее так в течение десяти часов. И вот что он потом записал: «Кожа покраснела на поверхности в шесть квадратных сантиметров; она имеет вид ожога, но не болит или болезненна чуть-чуть. Через некоторое время краснота, не распространяясь, начинает становиться интенсивнее; на двадцатый день образовались струпья, затем рана, которую лечили перевязками».

Рана зажила только через два месяца.

Анри Беккерель опубликовал результаты своего невольного эксперимента вместе с наблюдениями своего друга Пьера Кюри 3 июля 1900 г. Так эта дата вошла в биографию атома, как начало новой отрасли науки – радиационной биологии, или, сокращенно, радиобиологии. А для супругов Кюри, и особенно для Марии, это открытие имело огромные последствия. И вот почему.

«Его величество радий»

Как, только было обнаружено физиологическое действие лучей радия, этим явлением тотчас же заинтересовались французские врачи. Может быть, эти лучи окажутся полезными для медицины? Пьер Кюри охотно откликнулся на предложение врачей принять участие в исследованиях над животными и даже дал врачам немного радиевых препаратов. После успешно проведенных опытов над животными решили попробовать лечить лучами радия больных.

Оказалось, что лучи радия хорошо вылечивают некоторые кожные болезни, опухоли и даже отдельные формы рака. По имени супругов Кюри такой метод лечения был назван кюритерапией. Только этими лучами нужно пользоваться осторожно. В больших дозах они губительно действуют на здоровую ткань. Ожоги на теле у Беккереля и Пьера Кюри образовались потому, что они подвергались очень сильному облучению радиевыми лучами. В малом же количестве, как было установлено, они действуют губительно только на нездоровые клетки тела. Раковые клетки, например, под действием лучей разрушались значительно быстрее, чем здоровые.