Понимая, насколько интересны эти результаты, Пьер Кюри начал в сотрудничестве с врачами упомянутое выше исследование над животными, подвергнутыми действию эманации радия. Эти изыскания были начальным пунктом радиотерапии. Первые опыты лечения радием были произведены с помощью продуктов, данных Пьером Кюри; результатом их было излечение волчанки и других накожных болезней. Таким образом, радиотерапия, важная отрасль медицины, зародилась во Франции и развилась благодаря трудам французских врачей (Данло, Уихема, Доминици, Дегре и других)[12].
Между тем благодаря большому толчку, который был дан изучению радиоактивности за границей, одно за другим последовали новые открытия. Многие ученые занялись отысканием новых радиоэлементов, следуя впервые примененному нами методу химического анализа с помощью излучения. Таким путем были найдены: мезоторий, употребляемый теперь врачами и приготовляемый заводским способом, радиоторий, ионий, протоактиний, радиосвинец и другие. В настоящее время мы знаем всего тридцать восемь радиоэлементов (из них три в газообразном состоянии, или эманации), но среди них радий играет наиболее важную роль благодаря значительной интенсивности его излучения, которое лишь крайне медленно ослабляется со временем.
1903 год был особенно значительным в эволюции новой науки. Во Франции только что была закончена работа над радием, новым химическим элементом, и Пьер Кюри ясно доказал поразительное выделение тепла из этого элемента, по внешности остающегося неизменным. В Англии Рамзей и Содди сообщили о большом открытии: они установили, что радий производит в качестве своего распада газообразный гелий; это совершается в условиях, заставляющих думать о внутриатомном изменении. Действительно, если соль радия сохраняется в течение некоторого времени в запаянной стеклянной трубочке, совсем лишенной воздуха, можно, расплавив соль, выделить из нее небольшое количество гелия, который легко измерить и узнать по виду его спектра. Этот важный опыт получил многочисленные подтверждения; он дает нам первый пример превращения атома, правда совершающегося независимо от нашей воли, но тем не менее уничтожающего теорию об абсолютной прочности атома.
Все эти факты вместе с некоторыми прежде известными привели к чрезвычайно ценному синтезу: я говорю о работах Э. Резерфорда и Ф. Содди, предложивших теорию радиоактивных превращений, в настоящее время общепринятую. По этой теории, всякий радиоэлемент, даже когда он кажется неизменным, находится на пути к самопроизвольному превращению, и оно тем быстрее, чем интенсивнее излучение[13].
Радиоактивный атом может разлагаться двумя способами: он может выделить из своего ядра атом гелия, который, двигаясь с громадной быстротой и обладая положительным зарядом, дает, таким образом, то, что мы называем α-частицей; или же он может отделить из ядра еще меньший кусочек, один из электронов (с ними мы уже свыклись в современной физике), масса которого при умеренной скорости в 1 800 раз меньше массы атома водорода, но постепенно возрастает при приближении скорости электрона к скорости света; эти электроны с отрицательным зарядом образуют поток β-частиц, или так называемые β-лучи. Каков бы ни был оторванный от атома кусочек, оставшаяся часть уже не похожа на первоначальный атом; так, когда атом радия выделил атом гелия, то остатком является атом эманации в газообразном состоянии. Этот остаток, в свою очередь, разлагается, и процесс останавливается, лишь дойдя до последнего устойчивого остатка, не испускающего никакого излучения.
Итак, α- и β-лучи происходят от распада атомов; γ-лучи являются сходными со светом и сопровождают атомное разложение. Они далеко проникают сквозь материю, и их чаще всего применяют в выработанных до сих пор терапевтических методах[14].
Итак, радиоэлементы образуют семейства, каждый член коих происходит по прямой линии от своих предков, первых членов ряда; первичными элементами являются уран и торий. В частности, можно установить, что радий — потомок урана, а полоний — потомок радия. Так как каждый радиоэлемент понемногу разрушается и в то же время снова накопляется, образуясь от своего родоначальника, то в результате он может скопиться лишь до определенного количества; поэтому соотношение радия и урана есть величина постоянная в очень древних неизменных химических минералах.
Самопроизвольное разрушение радиоэлемента происходит по основному показательному закону, согласно которому количество каждого радиоэлемента уменьшается наполовину в один и тот же вполне определенный промежуток времени, называемый периодом полураспада, являющийся характерным для данного элемента. Эти периоды, измеряемые разными методами, весьма различны. Период урана — несколько миллиардов лет, радия — около 1 600 лет, период эманации радия — немного меньше 4 дней, а среди следующих потомков есть даже такой, чей период — малая доля секунды. Показательный закон имеет глубокий философский смысл; он указывает, что разложение происходит согласно законам вероятности. Причины, вызывающие разложение, остались в тайне, и пока неизвестно, происходит ли оно от внешних факторов, или от внутриатомной неустойчивости. Во всяком случае, ни одно внешнее воздействие до сих пор не оказалось достаточно сильным, чтобы вызвать разложение.
Эти быстро следовавшие друг за другом открытия, перевернувшие научные понятия, установившиеся в физике и химии, были встречены не без сомнений и недоверчивости, но большая часть ученого мира приняла их с энтузиазмом. В то же время возросла известность Пьера Кюри во Франции и за границей. Уже в 1901 году Академия наук присудила ему премию Лаказа. В 1902 году Маскар, много раз оказывавший ему поддержку, побудил Пьера Кюри выставить свою кандидатуру в Академию наук; Пьер Кюри с трудом решился на это, так как, по его мнению, академия должна выбирать своих членов, не ожидая, чтобы эти последние ходатайствовали об избрании и делали визиты. Тем не менее он выставил кандидатуру по дружескому настоянию Маскара и особенно ввиду факта, что физическая секция академии единогласно высказалась в его пользу. Несмотря на это, его кандидатура не прошла, и только в 1905 году он стал членом академии и не пробыл им и года.
Пьер и Мари Кюри
Пьер и Мари Кюри в лаборатории
В 1903 году Пьер Кюри поехал со мною в Лондон, чтобы сделать сообщение о радии. Ему был оказан восторженный прием. Он был счастлив снова увидеть при этом лорда Кельвина, который всегда выражал свою привязанность к нему и, будучи уже очень пожилым в то время, проявлял все тот же юношеский интерес к науке. Знаменитый ученый с трогательным удовлетворением показывал стеклянную ампулу с зернышком соли радия, подаренным ему Пьером Кюри. Мы встретились также с другими известными учеными: Круксом, Рамзеем и Дьюаром; в сотрудничестве с последним Пьер Кюри напечатал работу о выделении тепла радием при очень низких температурах и об образовании гелия в солях радия.
