Marija Sklodovska Kiri

”Od svih slavnih ličnosti
Marija Kiri je jedina koju
slava nije iskvarila.”

Albert Ajnštajn

Ovo je priča o velikoj francuskoj naučnici poljskog porekla, Mariji Kiri, po mnogo čemu izuzetnoj osobi. Ona je široj javnosti uglavnom poznata kao dvostruki nobelovac, ali njene zasluge za čovečanstvo su neuporedivo veće. No, da krenemo redom.

Marija Sklodovska (Maria Sklodowska) rođena je 7. novembra 1867. godine u Varšavi. Njeni roditelji bili su intelektualci iz redova sitnog poljskog plemstva: otac Vladislav bio je profesor fizike i matematike, jedno vreme obavljao je dužnost zamenika direktora škole; majka je bila pedagog i upraviteljica varšavske škole u ulici Freta. U to vreme Poljska je bila pod ruskom vlašću i pritiskom, posle neuspele pobune iz 1863. Dane bezbrižnog detinjstva Manja je provodila u igri sa bratom Josifom i sestrama Sofijom, Bronislavom i Helenom, a onda su nastupili teški dani za porodicu Sklodovskih. Njen otac je u jesen 1873 pao u nemilost i ostao bez posla, a pošto je bio potreban novac za njenu majku koja se lečila od tuberkuloze, morali su da izdaju stan. Od tifusa umire 1876. Manjina najstarija sestra Sofija; dve godine kasnije umire i Manjina majka. Teški udarci za mali Manju. Ona rano upoznaje surovost života.

Marija je završila privatnu školu gospođice Sikorske, a zatim i državnu gimnaziju, gde je dobila zlatnu medalju, kao i njen brat i sestre. Izdržavala se dajući časove. U to vreme omladina porobljene Poljske bila je u nacionalnom zanosu. To nije mimoišlo ni Mariju, koja je predavala radnicima i seljacima na ilegalnom tzv. Letećem univerzitetu, koji je radio pod maskom neke vrste muzeja. Veliki uticaj na nju imao je pozitivizam; njen stav bio je da se Poljskoj može pomoći naukom, a ne komunizmom. Pošto u Poljskoj toga doba vrata Univerziteta nisu bila otvorena ženama, ona počinje da radi kao guvernanta. Ovo je bilo neophodno da bi mogla da finansijski pomaže stariju sestru Bronju, koja je počela studije medicine u Parizu. U vreme službovanja desila joj se velika ljubav sa sinom njenih poslodavaca, koji su bili protiv njihovog braka. To je bilo još jedno veloko razočarenje za Mariju.

Bronja se udaje 1891. u Parizu za kolegu sa studija. Poziva Mariju da i ona ode tamo. Marija odlazi i upisuje se na Sorbonu, čime ostvaruje svoj davnašnji san. Studentske dane provodi u potpunoj posvećenosti studijama, živeći u prvo vreme kod sestre, zatim po skromnim hladnim stanovima štedeći i na hrani, ozbiljno rizikujući i svoje zdravlje. Rezultati ovakvog samopregornog rada morali su doći: diplomirala je fizičke nauke 1893. kao prva u rangu, a sledeće godine i matematičke nauke, kao druga u rangu. Sada je mogla da se vrati u domovinu i pomogne joj svojim znanjem. Na predlog Gabrijela Lipmana (1845-1921), pronalazača fotografije u boji, Marija radi svoj prvi naučni rad ”Magnetne osobine kaljenog čelika”. Zahvaljujući tom radu, počinje da radi u Školi za industrijsku fiziku, gde 1894. upoznaje Pjera Kirija (Pierre Curie, 1859-1906) , briljantnog francuskog fizičara koji je već bio poznat po otkriću piezoelektriciteta (pojava da neki kristali postaju naelektrisani pod dejstvom mehaničke sile, i da trpe mehaničku distorziju kad se izlože električnom polju), koji je otkrio zajedno sa svojim bratom Žakom 1880. Svoju ljubav već sledeće godine ozvaničili su brakom. Iste godine Pjer doktorira na svojim rezultatima iz oblasti magnetizma. On je pokazao da magnetni materijali na bazi gvožđa gube svoja magnetna svojstva ako se zagrevaju preko određene temperature – ta temperatura, različita za svaki materijal, danas se zove Kirijeva tačka.

Marija je dugo tragala za temom za svoju doktorsku tezu, sve dok inspiraciju nije našla u radu Bekerela (Antoine Henry Becquerel, 1852-1921) iz 1896. Naime, Bekerel je otkrio da uranove soli emituju nevidljivo zračenje bez ikakvog spoljašnjeg uticaja; to zračenje čini vazduh provodnim. Prvi rezultat Kirijevih bio je da je jačina zračenja srazmerna količini uranijuma, i da na zračenje ne utiče hemijski sastav ni spoljašnje okolnosti. Marija, prirodno, postavlja pitanje: da li još neka tela zrače. Naravno, takav je recimo torijum, kao i njegova jedinjenja. Marija za novootkriveni fenomen predlaže ime ”radioaktivnost”. Kirijevi su primetili da su izvesni minerali, kao uranit (oksid urana, UO2), halkolit (fosfat bakra i urana) i pehblenda, mnogo aktivniji od samog urana. Štaviše, radioaktivnost je mnogo jača od one koja bi se mogla očekivati po količini urana ili torijuma koju sadrže. Logično se nametnula pretpostavka o postojanju novog elementa.

Kako ”Marija nije ni pomišljala da bira između porodičnog života i naučne karijere”(Eva Kiri, “Gospođa Kiri”) 12. septembra 1897. velika radost u domu Kirijevih – rodila se kći Irena. O njihovoj bračnoj i naučnoj slozi dovoljno govori i to što su njihovi radovi sadržali ”mi smo našli…”, ”jedno od nas…”. Kirijevi su krenuli u potragu za nepoznatim elementom: razdvojili su rudu na mnogo hemijskih frakcija. Jedna od njih, izolovana jula 1898 pomoću bizmut-sulfida, sadržala je jako radioaktivnu supstancu za koju su Kirijevi predložili ime ”Polonijum”, ”po rodnoj zemlji jednog od njih”. Iste godine 26. decembra, Kirijevi i njihov saradnik Bemon izdvojili su iz druge radioaktivne frakcije pomoću barijum-hlorida izuzetno radioaktivnu supstancu, za koju su predložili naziv ”Radijum”.

Međutim, kolege hemičari bili su veoma skeptični prema postojanju radijuma. Kirijevi se rešavaju na veliki poduhvat: da izoluju radijum i tako ućutkaju skeptike. Pošto im je austrijska vlada na intervenciju profesora Suesa i bečke Akademije nauka besplatno ustupila tonu otpadaka pehblende iz češkog rudnika Joahimstala, Kirijevi počinju mukotrpan posao u trošnoj šupi u ulici Lomon, jedinom objektu koji su mogli dobiti na korišćenje. Ovde je Marija obavljala teške fizičke poslove, dok je Pjer ispitivao u laboratoriji. Godine 1902, posle 45 meseci rada, uspeli su da prepariraju 1 decigram čistog radijuma i odrede mu atomsku težinu 225. Veličina poduhvata postaje jasnija kad se ima u vidu da se radijum u pehblendi ne nalazi ni jedan milioniti deo!

Period 1899-1904 bio je jako plodan za Kirijeve: oni su pojedinačno, zajedno ili sa nekim od saradnika objavili 32 važna naučna saopštenja. Po njihovim idejama otpočela je prava hajka na radioaktivne elemente. Godine 1901. postavljeni su temelji kiriterapije – to je metod u medicini kojim se, primenom zračenja, ”uništavaju bolesne ćelije, i leči lupus, tumori i neke vrste raka”. Počinje se sa ibdustrijskom proizvodnjom radijuma, koji ubrzo postiže ogromnu cenu na tržištu. Kirijevi su se, vođeni plemenitom idejom da radioaktivnost i dobrobiti od nje pripadaju celom čovečanstvu, odrekli prava na radijum i finansijske koristi koju koju bi im to nesumnjivo donelo.

Pjer Kiri sa saradnikom Laburdom 1903. izmerio je spontano izdvojenu količinu toplote koju daje jedan gram radijuma za jedan čas. Pjer pravilno zaključuje da to izdvajanje toplote ne potiče od hemijske reakcije, već da se uzrok nalazi u unutrašnjoj transformaciji koja je vezana za promene u samom jezgru radijuma. Iste godine, 25. juna, Marija Kiri odbranila je doktorsku disertaciju pod nazivom ”Ispitivanje radioaktivnih supstanci” u kojoj, pored ostalog, iznosi svoja saznanja o strukturi radioaktivnog zračenja. Na poziv Kraljevskog instituta odlaze u London, gde ih obasipaju počastima. Najveće priznanje za njihov rad stiže im 10. decembra 1903 – dobili su polovinu Nobelove nagrade za fiziku za svoj doprinos proučavanju radioaktivnosti (drugu polovinu dobio je već pomenuti Antoan-Anri Bekerel). Tek tada su uspeli da u Parizu dobiju malo bolje prostorije za rad u ulici Kivije. Porodica Kiri dobija 6. decembra 1904. još jednog člana – Evu. Eva je kasnije postala ugledna francuska spisateljica, talentovana pijanistkinja i poznati muzički kritičar; 1937. je napisala odličnu knjigu ”Gospođa Kiri”, biografiju svoje slavne majke. Tu knjigu svakako preporučujem svakom koga je ova priča zainteresovala.

Pjer je 1904. godine konačno izabran u Akadmiju nauka (u prethodnom pokušaju izgubio je od mnogo manje zaslužnog kandidata). Po povratku sa skupa Asocijacije predavača prirodnih nauka u Parizu, 19. aprila 1906, Pjer je nezgodno pao pod točkove zaprege i preminuo. Sada je sva briga o deci, Pjerovom ocu i započetim naučnim radovima pala na Mariju. Mesec dana kasnije Savet fakulteta prirodnih nauka jednoglasno rešava da Pjerovu Katedru za fiziku, koju je on držao od 1900, dodeli Mariji, i da joj titulu ”rukovodilac kurseva”. Time je Marija postala prva žena univerzitetski profesor na Sorboni. Prvo svoje predavanje, za koje je vladalo veliko interesovanje, počela je istom onom rečenicom kojom je Pjer okončao svoje poslednje. Već 1908. postaje ”titularni profesor” na Sorboni; držala je prva, i u to vreme jedina na svetu, predavanja o radioaktivnosti. Zatim izdaje ”Dela Pjera Kirija”, a potom i obimno i značajno delo ”Udžbenik o radioaktivnosti” . Sa dugogodišnjim saradnikom i porodičnim prijateljem Debjernom (André Louis Debierne, koji je 1899. otkrio aktinijum) dobija po prvi put čist metalni radijum. Otkrila je i metod za merenje količine radijuma na osnovu merenja količine njegove emanacije – radona. Zatim piše ”Klasifikaciju radioelemenata”, potom ”Tabelu radioaktivnih konstanti”, a onda izrađuje prvu međunarodnu osnovnu meru za radijum.

Nobelova nagrada za hemiju (1911.)

Ponuđenu Legiju časti je odbila, kao i mnoga druga odlikovanja. Uprkos svim svojim dostignućima, 1911. godine nije primljena u Akademiju nauka. Opet su nepravdu ispravili stranci – dobila je Nobelovu nagradu za hemiju, i tako postala prvi dvostruki nobelovac.

Međutim, njeno telo iscrpljeno radom pogodila je i bolest bubrega – morala je na operaciju. Uz dobru negu, brzo se oporavila. Već sledeće godine dobija ponudu iz domovine da radi u njihovom Laboratorijumu za radijum. Ponudu je, zbog obaveza u Parizu, morala da odbije, ali je pristala da njima upravlja sa daljine. Štaviše, mnogo je pomagala u akciji izgradnje Instituta za radijum u Varšavi, čija je gradnja trajala sedam godina zbog prikupljanja sredstava u siromašnoj i ratom opustošenoj Poljskoj.

Sredinom 1914. je konačno gotov Institut za radijum u Parizu. Međutim, počinje prvi svetski rat, u kome Marija učestvuje na strani svoje druge domovine Francuske, na najkorisniji način: stvara prva ”radiološka kola” sa rendgen – aparatom i dinamom. Stalno je u blizini prve linije fronta, obilazi bolnice i previjališta i X-zracima slika ranjenike, pomažući hirurzima da lociraju metke i gelere. Nije se zadovoljila samo ovim – ubrzo osniva preko 200 radioloških sala; na Institutu drži kurseve na kojima osposobljava specijaliste za rad sa X-zracima na frontu. Svoje zlato od Nobelove nagrade ustupa Francuskoj!

Po okončanju rata Marija se vraća svojim dužnostima: naučni rad u Institutu i upravljanje njime. Iako je nerado davala intervjue, posle jednog za američke novine stiže joj poziv da ode u SAD i održi seriju predavanja. Žene Amerike poklanjaju joj gram radijuma, koji je bio neophodan za rad Instituta. U Akademiju je izabrana 1922, iako ovaj put nije ni podnela kandidaturu! Slede putovanja, predavanja, počasti, doktorati, medalje,… – postaje žrtva divljenja mase, ali tu pažnju koja joj smeta pokušava da iskoristi za dobrobit svojih studenata, Instituta i nauke.

Međutim, stižu i problemi. Od 1920. godine vid počinje naglo da joj slabi. Usledile su četiri operacije koje su uspele da je izvuku iz mraka i vrate u laboratorijum. Njena kći Irena verila se 1926. sa Marijinim mladim saradnikom Frederikom Žolio. Mladi par Žolio-Kiri proslavio se 1934. godine otkrivši veštačku radioaktivnost ( kada se neke obične supstance, kao aluminijum, bombarduju zracima koje spontano ispuštaju radioaktivni elementi, i same postaju radioaktivne; kao takve ne mogu se naći u prirodi).

Marijino zdravlje je sve gore. Njena krvna slika nije normalna, na rukama se pojavljuju bolne opekotine. Pregledi otkrivaju i veliki kamen u žučnoj kesi; sustiže je groznica i ona pada u postelju maja 1934. Svoje poslednje dane provodi u sanatorijumu u Sanselmozu, okružena najboljim lekarima. Ipak, pomoći nije bilo – preminula je 4. jula. Ugledni lekari kao uzrok smrti zaključili su pernicioznu anemiju, nastalu usled dugotrajnog izlaganja radioaktivnom zračenju.

Sada je jasnije čime je Marija Kiri zadužila svetsku nauku – ona je postavila stabilne temelje radioaktivnosti kao nauci, i učestvovala u obrazovanju mladih kadrova koji su postizali zapažene rezultate. U čast Kirijevih ime nosi jedan hemijski element, kao i ranija jedinica za aktivnost radioaktivnog izvora. To je najmanje čime im se možemo odužiti.

Dodatak:

Polonijum (Po) – retki radioaktivni metal iz VIa grupe periodnog sistema, sa atomskim brojem 84. Javlja se u rudama koje sadrže radijum, u obliku izotopa sa masenim brojevima u opsegu 192 – 218. U prirodi se sreće samo Po – 209, sa poluživotom 138 dana. Topi se na oko 254°C; gustina 9400 kg/m3. Polonijum je dobar izvor α-zračenja. Koristi se u nuklearnim istraživanjima (elementi kao berilijum, bombardovani α-česticama, ispuštaju neutrone), u štamparskoj i foto-opremi kao jonizator vazduha (uklanja elektrostatička naelektrisanja).

Radijum (Ra) – hemijski reaktivan zemnoalkalan metal sa atomskim brojem 88. To je srebrnasto-bela supstanca, topi se na oko 700°C; gustina 5500 kg/m3. Pošto je radijum element uranovog niza, prati ga u svim rudama u odnosu 1 : 3000000. Oksidira odmah po dolasku u dodir sa vazduhom. Koristi se u obliku hlorida ili bromida, skoro nikad u metalnom stanju. Javlja se u obliku izotopa sa masenim brojevima u opsegu od 206 da 232; najčešći i najstabilniji je Ra-226, koji je α-radioaktivan sa vremenom poluraspada 1620 godina. Radijum se danas primenjuje samo pri lečenju nekih vrsta raka, dok se mnogo češće u tu svrhu koriste veštački radioizotopi.

Kirijum (Cm) – transuranski trovalentni radioaktivni element sa atomskim brojem 96, iz serije aktinida. Otkrio ga je 1944. tim u sastavu Glenn T. Seaborg, Ralph A. James i Albert Ghiorso, bombardujući plutonijum ubrzanim česticama. To je teški metal, osobina sličnih uranijumu, plutonijumu i americijumu. Topi se na 1340°C; gustina je procenjena na 13500 kg/m3. Otkriveno je 13 izotopa sa masenim brojevima od 238 do 250, najstabilniji je 247. većina izotopa ispušta α-čestice. Koristi se kao izvor α-zračenja u reaktorima, satelitima i svemirskim letelicama (Surveyor 5,6,7).

Kiri (Ci) – ranija merna jedinica za aktivnost radioaktivnih supstanci, odnosno za merenje broja radioaktivnih raspada u jedinici vremena. Jedan kiri predstavlja 3.7*1010 radioaktivnih raspada u sekundi. U SI sistemu zamenjena je jedinicom bekerel (Bq); važi odnos 1 Ci = 3.7*1010 Bq. Međutim, još uvek se koristi u medicini za merenje doze zračenja.