Rad i Polon – najsłynniejsze odkrycia Marii Skłodowskiej-Curie

Rad i Polon to dwa najsłynniejsze pierwiastki odkryte przez polską badaczkę Marię Skłodowską-Curie. Poznaj historię ich odkrycia i charakterystykę. Polon to pierwiastek chemiczny, zaliczany do grupy metali. Polon jest otrzymywany z fragmentów po wydzieleniu radu z rudy uranowej. Rad natomiast, to pierwiastek chemiczny, który należy do grupy metali alkalicznych. Naturalnie rad występuje w rudach uranu i podobnie jak polon ma właściwości promieniotwórcze. Oba zostały odkryte przez Marię Curie-Skłodowską.

Polon

Polon to pierwiastek chemiczny, leżący w 6 okresie w układzie okresowym, o liczbie atomowej 84 i masie atomowej [210]. Polon został odkryty przez Marię Skłodowską-Curie oraz jej męża – Piotra Curie w 1898 roku. Nazwa pierwiastka pochodzi z języka łacińskiego i odznacza Polska. Maria Skłodowska-Curie nazwała go tak, na cześć Polski, ponieważ w owym czasie była ona pod zaborami. Miała nadzieje, że dzięki temu odkrycie Polonu, będzie nagłośnione na całej arenie międzynarodowej. Polon należy do pierwiastków silnie radioaktywnych, a jego właściwości fizyczne oraz chemiczne są podobne do selenu. Jeden gram polonu produkuje 140 Watów mocy. Dzięki czemu jest w stanie ogrzewać się nawet do 500°C. Ten promieniotwórczy pierwiastek posiada 33 izotopy, lecz żaden z nich nie jest trwały. Najtrwalszy, naturalny izotop to izotop 210. Czas jego połowicznego rozpadu to około 138 dni. Produktem tego rozpadu jest izotop ołowiu. Polon znajduje się w skorupie ziemskiej, rudach uranu, ale także jako tlenek.

Produkcja Polonu na całym świecie to około 100 gramów w ciągu roku. Polon dla organizmów żywych może być bardzo toksyczny. Cząstki alfa, które są przez niego emitowane, bez problemów są w stanie zniszczyć strukturę tkanek ludzkiego organizmu. Może się tak zdarzyć, gdy dostaną się one do tkanek przez inhalację, połknięcie albo absorpcję. Polon sam z siebie nie przenika przez skórę, dlatego też, gdy znajduje się na zewnątrz ludzkiego ciała, nie jest tak bardzo niebezpieczny. Izotopy polonu 214Po i 218Po, jako produkty rozpadu radonu w niewielkich ilościach są obecne w powietrzu wewnątrz pomieszczeń.

Rad

Rad to pierwiastek chemiczny z grupy metali ziem alkalicznych w układzie okresowym. Jego nazwa pochodzi od łacińskiego słowa radius, które oznacza promień. Rad został odkryty w tym samym roku co Polon przez Marię Skłodowską-Curie oraz Piotra Curie. Rad w swojej naturalnej formie jest srebrnym, lśniącym oraz miękkim metalem, który ma właściwości promieniotwórcze. Pierwiastek ten reaguje z tlenem atmosferycznym, dzięki czemu tworzy się tlenek RaO oraz wodą tworząc wodorek Ra(OH)2. Rad występuje w rudach uranu, posiada 33 izotopy i żaden z nich nie jest stabilny.

Najtrwalszy izotop to izotop 226, którego czas połowicznego rozpadu wynosi 1599 lat. Rad zwiększa szybkość mutagenezy organizmów, a w szczególności tych, które zamieszkują jaskinie. Działanie mutacyjne radu w jaskiniach jest zwiększone przez obecność radonu, który wytwarzany jest z radu i przenika do izolowanej atmosfery jaskini. Rad może dostać się do organizmu człowieku drogą oddechową i może prowadzić do niebezpiecznych chorób np. nowotworu. Obecnie rad nie jest wykorzystywany, ponieważ jest zbyt radioaktywny.

Rad i Polon – zastosowania

Polon wykorzystywany jest w chemii oraz medycynie. Swoje zastosowanie znajduje w analizie aktywacyjnej, ale także w badaniach mechanizmów procesów elektrodowych. Co więcej, jest źródłem ciepła i elektryczności, dlatego też stosowany jest w satelitach. Naturalnie, występuje w złożach rud uranu, jako tlenek, a jego stężenie jest małe. W medycynie stosuje się go do destrukcji komórek nowotworowych. Stosowany jest również do jonizacji powietrza oraz usuwania ładunków elektrostatycznych.

Należy mieć na uwadze, że Polon jest silnym źródłem promieniowania i jest niezwykle toksyczny. Kolejnym pierwiastkiem jest Rad. Rad wydziela się poprzez oddestylowanie rtęci z amalgamatu radu. Naturalnie występuje w rudach uranu i skorupie ziemskiej. Metal ten poddaje się działaniu wody oraz alkoholi. Rad jest istotny w biologii, gdzie wykorzystuje się go, aby mutować geny. Rad był wykorzystywany w medycynie. Jego promieniotwórczość stosowano w leczeniu nowotworu. Promieniowanie niszczyło komórki rakowe. Obecnie, rad nie jest już stosowany w terapii nowotworowej, ponieważ jego aktywność jest zbyt duża. Nie zmienia to jednak faktu, że rad i polon w znaczny sposób przyczyniły się do rozwoju diagnostyki.

Rad i Polon – Pierwiastki godne Nobla

Antoine Henri Becquerel obwieścił, że promieniowanie związków uranu jest w stanie ulegać odbiciu, załamaniu oraz polaryzacji. Mimo że temat ten nie wzbudzał zainteresowania, Maria Skłodowska-Curie zadeklarowała się do rozpoczęcia badań wszystkich dostępnych związków uranu, by zweryfikować, czy intensywność promieniowania jest równomierne do zawartości w nich tego pierwiastka. Skłodowska-Curie w przeciwieństwie do Becquerela zastosowała metodę elektrometryczną. Jej zdaniem w większości związków uranu ich promieniowanie jest proporcjonalne do zawartości uranu. Dwa minerały: blenda smolista i chalkolit promieniują bardziej, niż wynikałoby to z zawartości uranu.

Co więcej, odkryła również promieniotwórczość związków toru. W swojej pracy, która została wydana w 1898 roku Maria Skłodowska-Curie, doszła do wniosku, że w blendzie smolistej i chalkolicie, występują nieznane pierwiastki promieniotwórcze. Do badań włączył się również Piotr Curie, który razem z żoną w tym samym roku ogłosili, odkrycie nowego pierwiastka, któremu nadali nazwę polon. Odkrycie małżonków zostało opublikowane w Akademii Nauk w Paryżu oraz miesięczniku "Światło" ukazującego się w Polsce w czasie zaborów.

Drugim odkrytym pierwiastkiem promieniotwórczym prze małżonków oraz Gustave Bemonta był rad. Oba odkrycia wywołały wielkie zainteresowanie w świecie naukowym, co spowodowało, że nastąpił znaczny rozwój i postęp dwóch nauk: fizyki i chemii. W 1903 roku Maria Skłodowska-Curie otrzymała tytuł doktora nauk fizycznych na Uniwersytecie Paryskim. W grudniu tego samego roku otrzymała wraz z mężem Nagrodę Nobla. Skłodowska-Curie była pierwszą Polką, która została wyróżniona w dziedzinie fizyki. Rad i Polon przyniósł im ogromną sławę w świecie nauki.

Kolejna Nagroda Nobla w rękach polskiej badaczki

Prace badawcze dotyczące promieniotwórczości dały małżonkom wielkie uznanie i sławę. W 1911 roku Maria Skłodowska-Curie po raz drugi dostała Nagrodę Nobla. Komitet Naukowy Chemii Fundacji Nobla przyznał jej nagrodę indywidualną za poszerzenie wiedzy w dziedzinie, jaką jest chemia, dzięki odkryciu dwóch pierwiastków promieniotwórczych – radu i polonu, ale także za zbadanie metalicznego radu oraz jego związków chemicznych. Wielu naukowców krakowskich komunikowało się z polską noblistką. Wśród nich byli między innymi: Odo Bujwid, Marian Smoluchowski oraz wielu innych. Skłodowska-Curie była także dostrzeżona w instytucjach naukowych takich jak Akademia Umiejętności czy Instytut Radowy.

Kim była Maria Skłodowska-Curie?

Maria Skłodowska urodziła się 7 listopada 1867 roku w Warszawie. Polsko-francuska fizyczka, chemiczka. Przez większość życia mieszkała we Francji, gdzie studiowała i kontynuowała karierę naukową. Jej szkolne lata przypadły na okres rusyfikacji, która panowała w Polsce po powstaniu styczniowym. Po ukończeniu gimnazjum Maria wyjechała do państwa Żorawskich w Szczurkach. Mieszkała u nich przez trzy lata i pracowała jako guwernantka z pensją 500 rubli rocznie.

Dzięki pracy, była w stanie zaoszczędzić pieniądze, które potem mogła wydać na studia zagraniczne oraz pomoc siostrze Bronisławie, która była już studentką w Paryżu. W 1891 roku Maria Skłodowska rozpoczęła studia fizyczne i chemiczne na paryskiej Sorbonie. Po trzech lata uzyskała stopień licencjata z obu kierunków. Jednak na tym nie zaprzestała. Chciała kontynuować prace naukową w Krakowie lub Lwowie, lecz niestety było to niemożliwe, dlatego też wróciła do Paryża. W Paryżu poznała Piotra Curie, który był już znanym fizykiem, który odkrył zjawisko piezoelektryczności, ale także zbadał wpływ temperatury na właściwości magnetyczne ciał stałych.

W 1895 roku Maria i Piotr zawarli związek małżeński i wspólnie zajęli się badaniami naukowymi. Maria Skłodowska-Curie urodziła dwie córki: Irenę i Ewę. Starsza córka- Irena razem z mężem Fryderykiem Joliot w 1934 r. otrzymała Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki za odkrycie sztucznej promieniotwórczości. Małżeństwo poświęciło wiele wspólnych lat nad badaniami laboratoryjnymi pod kontrolą Marii Skłodowskiej-Curie. Młodsza córka Ewa z wykształcenia była dziennikarką.

Napisała biografię swojej matki, która została zatytułowana „Maria Curie” i wydana trzy lata po śmierci polskiej noblistki. Maria Skłodowska-Curie była laureatką Nagrody Nobla, trzykrotną laureatką Akademii Nauk w Paryżu, posiadała doktoraty honorowe uniwersytetów m.in. w Edynburgu, Genewie, Manchesterze, była członkiem Akademii Nauk w Petersburgu, Bolonii, Pradze, członkiem Akademii Umiejętności w Krakowie. Zmarła 4 lipca 1934 r. w Szwajcarii.

Instytut Radowy im. Marii Skłodowskiej-Curie w Warszawie

Walka z nowotworem rozpoczęła się od dwóch istotnych odkryć: promieni X dokonanego przez Wilhel­ma Konrada Roentgena (1895) oraz radu i po­lonu – przez Marię Skłodowską-Curie (1898). Maria Skłodowska-Curie była twórczynią podstaw do ukształtowania się onkologii jako nauki medycznej. Marzeniem noblistki było stworzenie Instytutu Radowego w Polsce. Zaowocowało to tym, że Komitet zebrał pieniądze, które pozwoliły na rozpoczęcie budowy takiego instytutu w 1925 roku.

Projekt został opracowany w obecności Marii Skłodowskiej-Curie oraz profesora Claude Regauda, który był dyrektorem Instytutu Radowego we Francji. W 1925 roku Maria Skłodowska-Curie oraz Prezydent Rzeczpospolitej Stanisław Wojciechowski złożyli kamień węgielny pod budowę Instytutu. Istotnym problemem był brak środków finansowych, aby móc zakupić 1 gram radu. Rad był bardzo istotny, ponieważ bez niego, nie można było prowadzić naświetleń leczniczych. Pieniądze na ten cel zostały zebrane w Stanach Zjednoczonych z pomocą przyjaciółki Marii Skłodowskiej-Curie, dziennikarce- William Brown Meloney. Jeden gram radu był wówczas wart ponad pół miliona złotych. Mam nadzieję, że po lekturze tego artykułu wiecie już wszystko, co skrywa w sobie rad i polon.