December 1898: de Curies ontdekken Radium
De elektrometer van Pierre en Jacques Curie.vrouwelijke natuurkundigen waren een zeldzaamheid in de 19e eeuw, maar nog zeldzamer waren man-vrouw samenwerkingsteams. Pierre en Marie Curie schreven niet alleen in dat opzicht geschiedenis, maar ook omdat hun wetenschappelijke teamwork leidde tot de ontdekking van radioactiviteit en twee nieuwe elementen in het periodiek systeem, waarvoor zij de Nobelprijs voor de natuurkunde deelden.Marie Curie, geboren in Polen, werd geboren als Maria Sklodowska. Haar vader was een leraar die zijn prestigieuze positie had verloren door zijn pro-Poolse gevoelens in een tijd dat Polen werd verdeeld tussen Oostenrijk, Pruisen en tsaristisch Rusland.het gezin was arm, maar haar vader stelde Marie en al haar broers en zussen bloot aan de klassiekers van de literatuur en de wetenschap.Marie kon zich niet inschrijven aan de Universiteit van Warschau; vrouwen werden niet toegelaten. In plaats daarvan gingen zij, haar zus Bronya en een aantal andere vrienden naar een “drijvende universiteit”: een illegale avondschool waarvan de klassen elkaar ontmoetten op wisselende locaties om de tsaristische autoriteiten te ontwijken. Ze werkte als gouvernante voor meerdere jaren, helpen betalen voor Bronya ‘ s collegegeld op de medische school in Parijs.
Eindelijk was het haar beurt. Marie vertrok naar Parijs, in de herfst van 1891 om te studeren aan de Universiteit van Parijs’ prestigieuze Sorbonne. Hoewel haar wiskunde-en wetenschapsachtergrond jammerlijk ontoereikend was, werkte Marie hard om haar collega ‘ s in te halen, en eindigde uiteindelijk als eerste in haar master physics-cursus, en verdiende het volgende jaar ook een tweede in wiskunde.in de lente van 1894 leidde Marie ‘ s zoektocht naar laboratoriumruimte tot een noodlottige kennismaking met Pierre Curie, een wetenschapper van ongeveer 10 jaar ouder die baanbrekend werk had gedaan op het gebied van magnetisme.Pierre, de zoon van een gerespecteerde arts, had als kind het voordeel van privélessen, en toonde al snel een passie en talent voor wiskunde. Hij behaalde een master op 18-jarige leeftijd, en drie jaar later ontdekte hij het piëzo-elektrisch effect met zijn oudere broer, Jacques.
zij ontdekten dat wanneer druk wordt uitgeoefend op bepaalde kristallen, ze elektrische spanning genereren, en wanneer ze in een elektrisch veld worden geplaatst, worden diezelfde kristallen gecomprimeerd. Ze gebruikten dit effect om een piëzo-elektrische kwarts elektrometer te bouwen om zwakke elektrische stromen te meten, die Marie zou gebruiken in haar onderzoek.Pierre ontdekte later een fundamenteel verband tussen magnetische eigenschappen en temperatuur. Tegenwoordig staat de temperatuur waarbij permanent magnetisme verdwijnt bekend als het Curiepunt.”
Het was Marie die Pierre aanmoedigde om dit laatste werk te schrijven als een proefschrift. Hij promoveerde in maart 1895, samen met een promotie naar een hoogleraarschap aan de Gemeentelijke School, en het echtpaar trouwde drie maanden later.voor haar eigen doctoraat koos Marie ervoor om zich te concentreren op de mysterieuze uraniumstralen die begin 1896 werden ontdekt door Henri Becquerel, een paar maanden na Wilhelm Roentgen ‘ s ontdekking van röntgenstralen.Marie heeft talrijke experimenten uitgevoerd om Becquerel ‘ s waarnemingen te bevestigen dat de elektrische effecten van uraniumstralen constant zijn, ongeacht of ze vast of verpulverd, zuiver of in een verbinding, nat of droog zijn, of blootgesteld aan licht of warmte. Ze bevestigde ook zijn conclusie dat die mineralen met een hoger aandeel uranium de meest intense stralen uitstraalden.zij ging nog een stap verder met deze bevindingen, waarbij zij de hypothese formuleerde dat de emissie van stralen door uraniumverbindingen een atomaire eigenschap was van het element uranium—iets dat in de structuur van de atomen zelf is ingebouwd. Ze bedacht de term “radioactiviteit” om dit unieke effect te beschrijven, dat ze ook vond in thoriumverbindingen.Pierre was geïntrigeerd door de bevindingen van zijn vrouw en bundelde zijn krachten met haar. Ze had ontdekt dat twee uraniumerts, pitchblende en chalcoliet, veel meer radioactief waren dan zuiver uranium, en concludeerde dat hun hoog radioactief karakter te wijten was aan nog onontdekte elementen. Als team werkten de Curies om de stoffen in deze ertsen te scheiden en gebruikten vervolgens de elektrometer om stralingsmetingen te doen om de minieme hoeveelheid onbekend radioactief element te “traceren” tussen de fracties die het resultaat waren.
ze ontdekten dat één fractie sterk radioactief was, dus ook al gedroeg het zich chemisch als bismut, het moest iets nieuws zijn. Ze noemden dit nieuwe element “polonium.in december 1898 ontdekten ze een tweede nieuw element in een bariumfractie, die ze “radium” noemden.”Om aan een sceptische wetenschappelijke gemeenschap te bewijzen dat dit inderdaad nieuwe elementen waren, moesten de Curies ze isoleren. Het kostte Marie meer dan drie jaar om een tiende van een gram zuiver radiumchloride te isoleren, en ze slaagde er nooit in polonium te isoleren vanwege zijn zeer korte halfwaardetijd: 138 dagen. Zelfs toen ze haar experimenten uitvoerde, was het polonium in haar grondstof snel aan het vergaan.hun gecombineerde werk leidde vrijwel onmiddellijk tot het gebruik van radioactieve materialen in de geneeskunde, omdat isotopen effectiever en veiliger zijn dan chirurgie of chemische stoffen voor het bestrijden van kanker en andere ziekten.
zelfs vandaag de dag worden radioactieve isotopen gebruikt als” tracers ” om chemische veranderingen en biologische processen te volgen.Pierre realiseerde zich ook al snel het potentieel voor radioactief verval bij het dateren van materialen; de leeftijd van de aarde werd vastgesteld op enkele miljarden jaren, dankzij een studie van uraniumverval.in 1903 nomineerde de Franse Academie van Wetenschappen Becquerel en Pierre – maar niet Marie-als kandidaten voor de Nobelprijs voor de natuurkunde. Een Zweedse wiskundige genaamd Magnus Goesta Mittag-Leffler, een lid van het nominatiecomité en een voorvechter van vrouwelijke wetenschappers, kwam tussenbeide, en Marie werd opgenomen in de nominatie. De drie wetenschappers werden geëerd met de Nobelprijs in december 1903.