Наше внимание было привлечено любопытным явлением, открытым в 1896 году Анри Беккерелем. Открытие Х-лучей Рентгеном волновало тогда умы, и многие физики искали, не испускают ли под действием света подобных лучей тела флуоресцирующие. Анри Беккерель изучал с этой точки зрения соли урана и, как это иногда случается, нашел явление, отличное от того, какое он искал: самопроизвольное испускание солями урана лучей с особенными свойствами. Так была открыта радиоактивность.
Вот в чем состоит явление, открытое Беккерелем: соединение урана, помещенное на фотографическую пластинку, обернутую черной бумагой, оставляет на ней отпечаток, подобный полученному под действием света. Отпечаток происходит от лучей урана, проходящих сквозь бумагу. Эти же лучи могут, как Х-лучи, произвести разряд электроскопа, сделав проводником окружающий воздух.
Анри Беккерель убедился, что эти качества не зависят от того, подвергалась ли соль предварительно действию света или нет, и что они сохраняются, когда урановое соединение хранится в темноте несколько месяцев. Приходилось спрашивать себя, откуда же происходит энергия, правда, очень небольшая, но постоянно выделяемая соединениями урана в виде излучений.
Изучение этого явления казалось нам весьма интересным, тем более, что этот вопрос, совершенно новый, кс связан был ни с какой библиографией. Я решила заняться работой на эту тему.
Надо было найти помещение, где бы можно было поставить эти опыты. Пьер Кюри получил от директора разрешение использовать мастерскую с окнами в нижнем этаже.
Чтоб расширить результаты, полученные Беккерелем, необходимо было употребить точный количественный метод. Наиболее удобным для измерения оказалась проводимость воздуха, вызываемая лучами урана; это явление носит название ионизации и вызывается также и Х-лучами; исследования, недавно сделанные на эту тему, выяснили основные черты этого явления.
Для измерения очень слабых токов, которые можно заставить пройти сквозь воздух, ионизированный лучами урана, в моем распоряжении был прекрасный метод, изученный и примененный Пьером и Жаком Кюри; этот метод состоит в компенсировании на чувствительном электрометре количества электричества, которое переносится током, тем количеством, которое может быть получено растяжением пьезоэлектрического кварца. Прибор состоял, таким образом, из электрометра Кюри, пьезоэлектрического кварца и ионизационной камеры; последняя была устроена посредством пластинчатого конденсатора, причем верхняя пластинка была соединена с электрометром, между тем как нижняя, заряженная до известного потенциала, была покрыта тонким слоем исследуемого вещества. Этот электрометрический прибор был не на своем месте — в сыром и тесном помещении, где пришлось его поставить.
Мои опыты показали, что излучение соединений урана можно точно измерить в определенных условиях и что это излучение есть свойство атомов элемента урана; интенсивность излучения пропорциональна количеству урана, заключенному в соединении, и не зависит ни от рода химического соединения, ни от внешних условий, каковы, например, освещение или температура.
Тогда я занялась изысканиями, не существует ли других элементов, обладающих тем же свойством, и с этой целью изучила все известные в то время элементы как в чистом виде, так и в соединениях. Я нашла, что среди этих тел только соединения тория испускают лучи, подобные лучам урана. Излучение тория обладает интенсивностью того же порядка, что и излучение урана, и тоже представляет собой атомное свойство элемента.
С этого времени представилась необходимость найти новый термин для определения нового свойства материи, проявленного элементами ураном и торием. Я предложила для этого название «радиоактивность», которое сделалось общепринятым; радиоактивные элементы были названы радиоэлементами.
За время моего исследования я имела случай изучить не только простые соединения, соли и кислоты, но и большое число минералов. Некоторые из них оказались радиоактивными, а именно — содержащие уран и торий, но их радиоактивность казалась ненормальной, так как она была гораздо сильнее, чем можно было предвидеть, судя по содержанию урана или тория.
Эта аномалия нас очень удивила; так как я была вполне уверена, что дело было не в экспериментальной ошибке, то необходимо было найти объяснение. Тогда я предположила, что минералы содержат в небольшом количестве вещество гораздо более радиоактивное, чем уран или торий; это вещество не могло быть ни одним из известных уже элементов, так как все они были изучены; следовательно, это должен быть новый химический элемент.
Крайне интересно было возможно скорее подтвердить эту гипотезу. Живо заинтересованный этим вопросом, Пьер Кюри оставил свою работу над кристаллами — временно, как он думал, — и присоединился ко мне для исследования нового вещества.
Нами была избрана смоляная урановая руда, минерал урана, который в чистом виде почти в четыре раза более радиоактивен, чем окись урана.
После того как состав минерала был определен достаточно точными химическими анализами, можно было ожидать найти там максимум 1 процент нового вещества. Продолжение нашей работы показало, что в смоляной урановой руде действительно существуют новые радиоэлементы, но их пропорция не достигает даже одной миллионной доли.
Метод, примененный нами, был новый метод химического исследования, основанный на радиоактивности. Он заключается в выделении обычными средствами химического анализа и в измерении, в подходящих условиях, радиоактивности всех выделенных продуктов. Таким образом, можно было дать себе отчет о химических свойствах искомого радиоактивного элемента; последний сосредоточивается во фракциях, которые становятся все более радиоактивными по мере хода работы разделения. Мы вскоре узнали, что радиоактивность концентрировалась главным образом в двух различных химических фракциях, и мы принуждены были отметить в урановой смоляной руде присутствие по крайней мере двух новых радиоэлементов: полония и радия. Мы сделали сообщение о полонии в июле 1898 года, а о радии — в декабре того же года[9].
Несмотря на относительно быстрый ход работы, она была далеко не закончена. По нашему мнению, там, без сомнения, были новые элементы, но, чтобы заставить химиков признать это мнение, надо было выделить эти элементы. В наших наиболее радиоактивных продуктах (в несколько сотен раз более активных, чем уран) полоний и радий содержались все еще лишь в виде следов; полоний находился в смеси с висмутом, выделенным из смоляной урановой руды, а радий — в смеси с барием, из того же минерала. Мы уже знали, какими методами можно надеяться отделить полоний от висмута и радий от бария, но для этого отделения нужны были гораздо большие количества основного вещества, чем те, с которыми мы имели дело.
