Populärteknik
Det radioaktiva forskarparet
Ny Teknik har fått en exklusiv intervju med fysikern Pierre Curie, pionjär i forskningen kring radioaktiva ämnen och make till världshistoriens mest berömda kemist.
Publicerad
”Så här ser den alltså ut”, säger Pierre Curie. Vi befinner oss i makarna Curies laboratorium i Paris. Året är 1898.
”Med den här apparaten kan vi alltså kvantitativt mäta styrkan hos den radioaktiva strålningen från ett mineral. Betydligt noggrannare än att bara se hur mycket en fotografisk plåt svärtas. Vi lägger ett pulver av ett uranhaltigt ämne på den undre av de här plattorna. De fungerar som en kondensator, och det ligger en spänning över dem. Den radioaktiva strålningen joniserar nu luften mellan plattorna och gör att den leder elektrisk ström, ju starkare strålning desto mer ström. Visserligen bara några mikroampère, men strömmen går att mäta med hjälp av elektrometern här som min bror Jacques och jag har konstruerat.”
”En ovanligt besynnerlig apparat”, säger jag. ”Hur fungerar den egentligen?”
”Känner ni till den piezoelektriska effekten? När man trycker ihop en kristall ger den ifrån sig en liten strömstöt. Vår elektrometer fungerar så att vi belastar en kristall genom att lägga på en vikt på den här vågskålen. Då komprimeras kristallen och ger i från sig en strömstöt. Den jämför vi med läckströmmen från kondensatorn. Ju starkare den radioaktiva strålningen är, desto tyngre vikt behöver vi lägga i vågskålen för att strömmarna ska vara lika. På det sättet kan vi kvantitativt mäta radioaktiviteten. I gram.”
”Märklig mätmetod. Nåväl, vad har ni funnit?”
”Min hustru Marie har testat alla tänkbara uranföreningar, klorid, nitrat, oxid med mera. Det stod snart klart att styrkan hos strålningen bara beror på hur mycket uran det ligger på kondensatorplattan. I vilken kemisk form uranet är spelar ingen roll. Inte heller temperaturen. Så hon drog den enda tänkbara slutsatsen.”
”Aha. Ni menar att radioaktiviteten kommer från själva uranatomerna?”
”Just det. Den har inget att göra med några kemiska egenskaper. Självklart började vi undra om det finns andra radioaktiva grundämnen. Marie fick mineralprover av alla de slag från när och fjärran att undersöka. Vi malde dem till pulver, som vi lade på kondensatorplattan. Men elektrometern gav bara utslag för prov innehållande uran. Och för ett grundämne till.”
”Vilket då?”
”Torium.”
”Intressant”, säger jag. ”Torium upptäcktes ju av Jöns Jacob Berzelius. 1828, om jag inte minns fel. Så torium är alltså radioaktivt?”
”Ja. Men nu kommer vi till det besynnerliga. Vi fann nämligen två uranhaltiga mineral som var mer radioaktiva än uranet självt.”
”Det går väl inte? Måste ha varit ett mätfel.”
”Det trodde jag också till en början. Men vi har kollat alla tänkbara felkällor. Pechblände strålar fyra gånger så mycket och mineralet torbernit dubbelt så mycket som vad deras uraninnehåll borde få dem att göra.”
”Torbernit? Har möjligtvis den svenske 1700-talskemisten Torbern Bergman något med mineralet att göra?”
”Självklart. Det är uppkallat efter honom. Ett uranhaltigt kopparuranylfosfatmineral med formeln Cu(UO2)2(PO4)2 · 12 H2O. Plus lite spårämnen, förstås. Nåväl, Marie som är en påhittig kemist beslutade sig nu för att syntetiskt tillverka lite torbernit av dess beståndsdelar och testa det.”
”Och?”
”Den syntetiska torberniten strålade precis så mycket som kunde förväntas av dess uraninnehåll.”
”Men det betyder att...”
”..att det i den naturliga torberniten, och även i pechbländet, finns något annat – en liten mängd av ett hittills okänt ämne med mycket stark radioaktiv strålning. Det var när vi insåg det som jag kastade allt vad jag hade för händer, sa upp mig från mitt jobb på universitetet och övergick till att hjälpa Marie på heltid.”
”Hur har ni sedan gått vidare?” frågar jag.
”Marie är ju, som jag sagt, en ovanligt duglig kemist. Hon började med att lösa upp pechblände
i saltsyra och använde sedan elektrometern för att se vad som strålade mest – lösningen eller återstoden. Sedan fällde hon ut en del av innehållet i lösningen med svavelväte. Så undersökte hon både fällningen och resten. På det här sättet har hon gått vidare och fällt ut grundämne för grundämne för att komma fram till det strålande ämnet. Men eftersom det okända ämnet finns i så oerhört låg koncentration krävs det stora mängder mineral för att säkert bestämma dess kemiska och fysikaliska egenskaper. Men Marie är säker på att det handlar om en metall med egenskaper som påminner om vismuts.”
”Otroligt!”
”Ja, inte sant? Marie har redan döpt ämnet till polonium efter Polen, sitt fädernesland.”
”Har ni renframställt ämnet?”
”Inte än. Det krävs enormt mycket arbete, eftersom det förekommer i så ytterst små mängder i mineralet. Marie är just nu och hämtar en sändning om ett helt ton pechblände från Jáchymov – en gruva i Böhmen som på tyska kallas Joachimsthal. Vi får se vad hon kan vaska fram ur det. Men vi är ett ämne till på spåret.”
”Vad då?”
”Det verkar som det också finns ett ännu starkare strålande okänt grundämne i pechbländet, en metall som kemiskt påminner om barium.”
Pierre Curie ler hemlighetsfullt mot mig. ”Vi kallar det radium”, säger han.
