La découverte scientifique peut être douloureusement lente, mais elle avançait rapidement dans les années 1890. Les rayons X avaient été découverts en Allemagne quelques jours seulement avant Noël en 1895. Quelques mois plus tard, alors qu’il effectuait des recherches sur ces nouveaux rayons X, le physicien français Henri Becquerel a accidentellement découvert un autre nouveau type de rayon mystérieux lorsqu’il a détecté des radiations émises par l’uranium.
De nombreux scientifiques, médecins et inventeurs – dont Thomas Edison – étaient fascinés par les rayons X et leur capacité à rendre l’invisible observable. Mais Marie Curie, une jeune doctorante d’origine polonaise à l’Université de Paris, soupçonnait qu’il y avait beaucoup plus à découvrir à partir des « rayons uraniques » de Becquerel.
Elle est parvenue à cette conclusion sur la base d’une observation curieuse. En testant d’innombrables roches et minéraux pour détecter les émissions de rayonnements, à l’aide d’appareils de mesure inventés par son mari Pierre et son frère Jacques, elle a remarqué que les minerais d’uranium dégageaient des émissions plus importantes que les échantillons d’uranium pur. Bientôt, Pierre, professeur de physique à l’université, met de côté ses propres recherches pour l’aider à expliquer pourquoi.
En juillet 1898, ils ont montré que le minerai contenait un nouvel élément qui émettait un rayonnement similaire. Ils le nommèrent polonium, du nom du pays d’origine de Marie, inventant au passage le terme « radioactivité ». Cependant, il devient évident pour les Curie qu’il existe une autre substance dans les minerais qui est considérablement plus radioactive que l’uranium ou le polonium. Le défi était maintenant de découvrir laquelle.
Entrez dans le radium
La découverte du radium fut un travail difficile. Des acides corrosifs, des alcalis puissants et un travail acharné étaient nécessaires car les Curie effectuaient de nombreuses séparations pour séparer les minuscules quantités de radium de la trentaine d’autres éléments présents. Ils travaillaient avec un minerai appelé pechblende qu’ils s’étaient procuré dans une mine des monts Métallifères qui séparent l’Allemagne de la République tchèque, dans ce qui faisait encore partie de l’empire autrichien.
L’université leur avait seulement donné un hangar à côté des départements de chimie et de physique pour leurs travaux. C’était l’environnement froid et humide dans lequel ils devaient broyer, écraser, dissoudre, précipiter, filtrer, laver et mesurer minutieusement ce qu’ils trouvaient. Le 21 décembre de cette année-là, ils avaient fait la découverte. Le lendemain de Noël, elle a été publiée dans un document lu à l’Académie des sciences française :
La nouvelle substance radioactive comprend certainement une très grande partie de baryum ; malgré cela, la radioactivité est considérable. La radioactivité du radium doit alors être énorme.
Cette substance est l’élément naturel le plus radioactif, un million de fois plus que l’uranium. Elle est tellement radioactive qu’elle émet une pâle lueur bleue. Pourtant, il faudra encore trois ans aux Curie pour produire un sel de radium pur. Après avoir travaillé à l’origine avec 100 g de minerai, soit l’équivalent d’un dixième de sac de sucre, il leur faudra une tonne de minerai pour isoler seulement un dixième de gramme de dichlorure de radium. Ils reçoivent le prix Nobel de physique en 1903 pour ces travaux, qu’ils partagent avec Becquerel.
Pierre meurt tragiquement dans un accident de carrosse en 1906 (il était aussi profondément malade des effets de ses travaux sur les radiations). Marie Curie a pris sa chaire et a poursuivi leurs recherches, isolant plus tard le radium métallique pur et recevant le prix Nobel de chimie en 1911.
Le radium avec tout
Le boom et l’effondrement du radium au cours des trois premières décennies du 20e siècle reste l’un des grands récits édifiants de notre époque. Parmi les nombreux articles que les Curie ont publiés dans les années qui ont suivi sa découverte, l’un d’eux montrait que le radium pouvait traiter le cancer en tuant les cellules cancéreuses plus rapidement que les cellules saines. Il est devenu utilisé comme l’un des premiers traitements par rayonnement pour le cancer et d’autres maladies de la peau.
Pour autant, l’étrange lueur bleue du métal a convaincu certains qu’il avait d’autres avantages. Il est devenu largement utilisé dans les traitements et les élixirs de charlatans, des eaux thérapeutiques aux savons en passant par les barres de chocolat, où l’acheteur n’était en sécurité que si les mélanges ne contenaient pas du tout de radium.
Entre autres utilisations, des entrepreneurs ont utilisé le radium pour créer de la peinture « phosphorescente ». Cela a conduit à la tragédie des peintres de cadrans au radium dans le New Jersey – une histoire bien trop familière de la promesse du profit sur la sécurité, et du déni des faits. Les ouvrières d’usine, pour la plupart des jeunes filles à la recherche d’un revenu indépendant, ont ingéré le métal en appliquant la peinture sur les cadrans des montres. Le radium s’est lié à leurs os comme son cousin chimique, le calcium, blessant, défigurant et tuant un grand nombre des deux mille ouvriers estimés avoir été employés au pic.
L’industrie du radium a dramatiquement décliné après que des préoccupations sanitaires aient commencé à émerger au milieu des années 1920. Il est encore présent de manière persistante dans les sols et les terrains contaminés autour des anciens bâtiments d’extraction et d’industrie à Denver, Pittsburgh et New Jersey. Le Royaume-Uni est toujours confronté à l’héritage des cadrans peints au radium utilisés pendant la Seconde Guerre mondiale. Dalgety Bay, dans le Fife, n’est qu’une des zones touchées par le radium déplacé par les anciennes décharges. Quand autrefois le défi était d’extraire ce trésor enfoui, il s’agit aujourd’hui de le traiter en toute sécurité comme un déchet enfoui.
Marie Curie a fait de l’objectif de toute sa vie de travailler sur ce qu’était la radioactivité, ce qui la produisait et ce qu’elle pouvait signifier pour la nature de la matière. Cela a presque certainement contribué à sa mort d’une leucémie à l’âge de 66 ans, bien qu’elle reste la seule scientifique à avoir reçu des prix Nobel à la fois en physique et en chimie. Elle est devenue une figure emblématique pour les femmes dans les sciences, et l’élément curium a plus tard été nommé en son honneur.
Aujourd’hui, le radium est à peine utilisé en médecine, à part pour traiter certains cancers des os spécifiques. Il était trop cher et trop rare pour être une matière première répandue pour la radiothérapie, et a été remplacé par des alternatives comme le gaz radon et plus tard un isotope du cobalt. Pourtant, la radiothérapie et les connaissances sur la radioactivité qui ont accompagné la découverte du radium restent extrêmement importantes. L’histoire du radium reflète celle du rayonnement lui-même – une arme à double tranchant, avec de grands avantages qui doivent toujours être mis en balance avec le potentiel de dommages massifs.