Marie Curie – Research Breakthroughs (1897-1904)

Raios X e Raios Urânio

ARIE CURIE’S CHOICE de um tema de tese foi influenciada por duas descobertas recentes de outros cientistas. Em dezembro de 1895, cerca de seis meses após o casamento das Curies, o físico alemão Wilhelm Roentgen descobriu uma espécie de raio que podia viajar através de madeira sólida ou carne e produzir fotografias de ossos de pessoas vivas. Roentgen chamou estes raios misteriosos de raios X, com X representando o desconhecido. Em reconhecimento à sua descoberta, Roentgen em 1901 tornou-se o primeiro laureado com o Nobel da física.

Uma das primeiras fotografias de raios X de Roentgen — a mão de um colega (note a aliança de casamento). A revelação das radiografias fascinou o público e deixou os cientistas profundamente confusos

Henri Becquerel, descobridor da radiação de urânio. Embora ele tenha tentado ajudar os Curies a resolver seus problemas financeiros e a avançar em suas carreiras, a relação acabou se deteriorando – como às vezes acontece com os cientistas sensíveis à partilha de créditos por descobertas.

No início de 1896, apenas alguns meses após a descoberta de Roentgen, o físico francês Henri Becquerel relatou à Academia Francesa de Ciências que os compostos de urânio, mesmo que fossem mantidos no escuro, emitiam raios que embaçam uma placa fotográfica. Ele tinha vindo a esta descoberta acidentalmente. Apesar da descoberta intrigante de Becquerel, a comunidade científica continuou a focar sua atenção nos raios X de Roentgen, negligenciando os muito mais fracos raios de Becquerel ou de urânio.
Os Raios URÂNIO IGNORADOS apelaram para Marie Curie. Como ela não teria uma longa bibliografia de trabalhos publicados para ler, ela poderia começar imediatamente um trabalho experimental sobre eles. O diretor da Escola Municipal de Física e Química Industrial de Paris, onde Pierre era professor de física, permitiu que ela usasse um depósito lotado e úmido ali como laboratório.

Uma técnica inteligente foi a sua chave para o sucesso. Cerca de 15 anos antes, Pierre e seu irmão mais velho, Jacques, tinham inventado um novo tipo de eletrometro, um dispositivo para medir correntes elétricas extremamente baixas. Marie agora colocou o eletrometro Curie para usar na medição das correntes fracas que podem passar através do ar que foi bombardeado com os raios de urânio. O ar úmido no depósito tendia a dissipar a carga elétrica, mas ela conseguiu fazer medições reprodutíveis.

Em vez de fazer estes corpos agirem sobre placas fotográficas, preferi determinar a intensidade da sua radiação medindo a condutividade do ar exposto à acção dos raios.

Este dispositivo de medição eléctrica precisa, inventado por Pierre Curie e seu irmão Jacques, foi essencial para o trabalho de Marie. (Foto ACJC)

Você pode sair deste site para uma exposição sobre a descoberta do elétron

Com numerosas experiências Marie confirmou as observações de Becquerel de que os efeitos elétricos dos raios de urânio são constantes, independentemente de o urânio ser sólido ou pulverizado, puro ou em um composto, úmido ou seco, ou se exposto à luz ou ao calor. Da mesma forma, o seu estudo dos raios emitidos por diferentes compostos de urânio validou a conclusão de Becquerel de que os minerais com maior proporção de urânio emitiam os raios mais intensos. Ela foi além do trabalho de Becquerel, porém, ao formar uma hipótese crucial: a emissão de raios pelos compostos de urânio poderia ser uma propriedade atômica do elemento urânio – algo incorporado na própria estrutura de seus átomos.

A HIPÓTESE SIMPLES DE ARIE seria revolucionária. Em última análise, contribuiria para uma mudança fundamental no entendimento científico. Na época, os cientistas consideravam o átomo – uma palavra que significava indivisível ou indivisível – como a partícula mais elementar. Uma dica de que esta antiga idéia era falsa veio da descoberta do elétron por outros cientistas por volta desta mesma época. Mas ninguém apreendeu a complexa estrutura interna ou a imensa energia armazenada nos átomos. Marie e Pierre Curie não estavam convencidos de que a energia radioativa vinha de dentro dos átomos – talvez, por exemplo, a terra fosse banhada por raios cósmicos, cuja energia certos átomos de alguma forma capturados e irradiados? O verdadeiro feito de Marie foi cortar as observações complicadas e obscuras com uma análise cristalina do conjunto de conclusões que, por mais inesperadas que fossem, eram logicamente possíveis.

Marie testou todos os elementos conhecidos a fim de determinar se outros elementos ou minerais tornariam o ar melhor condutor de eletricidade, ou se apenas o urânio poderia fazer isso. Nesta tarefa ela foi assistida por vários químicos que doaram uma variedade de amostras de minerais, incluindo alguns que continham elementos muito raros. Em abril de 1898 sua pesquisa revelou que os compostos de tório, como os de urânio, emitem raios de Becquerel. Novamente a emissão parecia ser uma propriedade atômica. Para descrever o comportamento do urânio e do tório ela inventou a palavra radioatividade – baseada na palavra latina para raio.

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