Wissenschaftliche Entdeckungen können quälend langsam sein, aber in den 1890er Jahren ging es rasant voran. Nur wenige Tage vor Weihnachten 1895 wurden in Deutschland die Röntgenstrahlen entdeckt. Einige Monate später entdeckte der französische Physiker Henri Becquerel bei der Erforschung dieser neuen Röntgenstrahlen zufällig eine weitere neue, geheimnisvolle Strahlenart, als er die vom Uran ausgehende Strahlung entdeckte.
Viele Wissenschaftler, Ärzte und Erfinder – darunter auch Thomas Edison – waren fasziniert von den Röntgenstrahlen und ihrer Fähigkeit, das Unsichtbare sichtbar zu machen. Doch Marie Curie, eine junge polnischstämmige Doktorandin an der Universität Paris, ahnte, dass es noch viel mehr von Becquerels „Uranstrahlen“ zu entdecken gab.
Sie kam aufgrund einer kuriosen Beobachtung zu diesem Schluss. Bei der Untersuchung zahlloser Gesteine und Mineralien auf Strahlungsemissionen mit Messgeräten, die ihr Mann Pierre und sein Bruder Jacques erfunden hatten, fiel ihr auf, dass Uranerze eine höhere Strahlung abgaben als reine Uranproben. Bald legte Pierre, ein Physikprofessor an der Universität, seine eigenen Forschungen beiseite, um ihr bei der Erklärung des Grundes zu helfen.
Im Juli 1898 zeigten sie, dass das Erz ein neues Element enthielt, das eine ähnliche Strahlung abgab. Sie nannten es Polonium, nach Maries Heimat, und prägten dabei den Begriff „Radioaktivität“. Doch den Curies wurde klar, dass es noch eine weitere Substanz in den Erzen gab, die wesentlich radioaktiver war als Uran oder Polonium. Die Herausforderung bestand nun darin, herauszufinden, was.
Enter Radium
Die Entdeckung des Radiums war harte Arbeit. Ätzende Säuren, starke Laugen und harte Arbeit waren erforderlich, als die Curies viele Trennungen durchführten, um die winzigen Mengen an Radium von den etwa 30 anderen vorhandenen Elementen zu trennen. Sie arbeiteten mit einem Erz namens Pechblende, das sie aus einem Bergwerk im Erzgebirge bezogen, das Deutschland von Tschechien trennt, das damals noch Teil des österreichischen Kaiserreichs war.
Die Universität hatte ihnen für ihre Arbeit nur einen Schuppen neben den Fachbereichen Chemie und Physik zur Verfügung gestellt. In dieser kalten und feuchten Umgebung mussten sie mahlen, zerkleinern, auflösen, ausfällen, filtern, waschen und akribisch messen, was sie fanden. Am 21. Dezember desselben Jahres hatten sie die Entdeckung gemacht. Am zweiten Weihnachtsfeiertag wurde sie in einem Vortrag vor der französischen Akademie der Wissenschaften veröffentlicht:
Die neue radioaktive Substanz enthält sicherlich einen sehr großen Anteil an Barium; trotzdem ist die Radioaktivität beträchtlich. Die Radioaktivität von Radium muss also enorm sein.
Dieser Stoff ist das radioaktivste natürliche Element, eine Million Mal mehr als Uran. Er ist so radioaktiv, dass er blassblau leuchtet. Dennoch würden die Curies noch drei Jahre brauchen, um ein reines Radiumsalz herzustellen. Hatten sie ursprünglich mit 100 g des Erzes gearbeitet, was einem Zehntel einer Tüte Zucker entsprach, brauchten sie eine Tonne Erz, um nur ein Zehntel Gramm Radiumdichlorid zu isolieren. Für diese Arbeit erhielten sie 1903 den Nobelpreis für Physik, den sie sich mit Becquerel teilten.
Pierre kam 1906 auf tragische Weise bei einem Kutschenunfall ums Leben (er litt auch sehr unter den Folgen seiner Arbeit mit Strahlung). Marie Curie übernahm seine Professur und setzte ihre Forschungen fort, isolierte später reines Radiummetall und erhielt 1911 den Nobelpreis für Chemie.
Radium mit allem Drum und Dran
Der Boom und die Pleite des Radiums in den ersten drei Jahrzehnten des 20. Jahrhunderts bleibt eine der großen abschreckenden Geschichten unserer Zeit. Unter einer Reihe von Arbeiten, die die Curies in den Jahren nach seiner Entdeckung veröffentlichten, zeigte eine, dass Radium Krebs behandeln konnte, indem es Krebszellen schneller abtötete als gesunde Zellen. Es wurde als eine der ersten Strahlenbehandlungen für Krebs und andere Hautkrankheiten eingesetzt.
Doch das seltsame blaue Leuchten des Metalls überzeugte einige, dass es noch andere Vorteile hatte. Es wurde weit verbreitet in Quacksalbern und Elixieren, von Heilwässern über Seife bis hin zu Schokoriegeln, bei denen der Käufer nur dann sicher war, wenn die Mischungen überhaupt kein Radium enthielten.
Neben anderen Verwendungen nutzten Unternehmer Radium, um „im Dunkeln leuchtende“ Farbe herzustellen. Dies führte zu der Tragödie der Radium-Zifferblatt-Maler in New Jersey – eine nur allzu bekannte Geschichte über das Versprechen von Profit statt Sicherheit und die Verleugnung der Fakten. Fabrikarbeiterinnen, meist junge Mädchen, die ein unabhängiges Einkommen suchten, nahmen das Metall beim Auftragen der Farbe auf Zifferblätter ein. Das Radium verband sich mit ihren Knochen wie sein chemischer Cousin, das Kalzium, und verletzte, entstellte und tötete viele der zweitausend Arbeiter, die schätzungsweise in der Spitze beschäftigt waren.
Die Radiumindustrie ging dramatisch zurück, nachdem Mitte der 1920er Jahre gesundheitliche Bedenken aufkamen. In den kontaminierten Böden und Flächen rund um die alten Abbau- und Industriegebäude in Denver, Pittsburgh und New Jersey ist es noch immer präsent. Das Vereinigte Königreich hat immer noch mit den Hinterlassenschaften von mit Radium bemalten Zifferblättern zu kämpfen, die im Zweiten Weltkrieg verwendet wurden, wobei Dalgety Bay in Fife nur ein Gebiet ist, das von Radium betroffen ist, das aus alten Abfalldeponien verdrängt wurde. Einst bestand die Herausforderung darin, diesen vergrabenen Schatz zu bergen, jetzt geht es darum, ihn als vergrabenen Abfall sicher zu behandeln.
Marie Curie machte es sich zum Lebensziel, herauszufinden, was Radioaktivität ist, was sie erzeugt und was sie für die Natur der Materie bedeuten könnte. Dies trug mit Sicherheit dazu bei, dass sie im Alter von 66 Jahren an Leukämie starb, obwohl sie die einzige Wissenschaftlerin bleibt, die sowohl in Physik als auch in Chemie einen Nobelpreis erhalten hat. Sie wurde zu einer wegweisenden Figur für Frauen in der Wissenschaft, und das Element Curium wurde später ihr zu Ehren benannt.
Heute wird Radium kaum noch in der Medizin eingesetzt, abgesehen von der Behandlung einiger spezieller Knochenkrebsarten. Es war zu teuer und zu selten, um ein weit verbreitetes Ausgangsmaterial für die Strahlentherapie zu sein, und wurde durch Alternativen wie Radongas und später ein Isotop von Kobalt ersetzt. Dennoch sind die Strahlentherapie und das Wissen über Radioaktivität, das mit der Entdeckung des Radiums einherging, nach wie vor von enormer Bedeutung. Die Geschichte des Radiums spiegelt die Geschichte der Strahlung selbst wider – ein zweischneidiges Schwert, mit großen Vorteilen, die immer gegen das Potenzial für massive Schäden abgewogen werden müssen.