Naukowe odkrycia mogą być boleśnie powolne, ale w latach 90. XIX w. postępowały szybko. Promienie rentgenowskie zostały odkryte w Niemczech zaledwie kilka dni przed Bożym Narodzeniem w 1895 roku. Kilka miesięcy później, podczas badań nad nowymi promieniami X, francuski fizyk Henri Becquerel przypadkowo odkrył inny tajemniczy rodzaj promieniowania, gdy wykrył promieniowanie emitowane przez uran.
Wielu naukowców, lekarzy i wynalazców – w tym Thomas Edison – było zafascynowanych promieniami X i ich zdolnością do uczynienia niewidzialnego obserwowalnym. Ale Marie Curie, młoda doktorantka urodzona w Polsce, studiująca na Uniwersytecie Paryskim, podejrzewała, że „promienie uranowe” Becquerela mogą odkryć o wiele więcej.
Do tego wniosku doszła na podstawie ciekawej obserwacji. Badając niezliczone skały i minerały pod kątem emisji promieniowania, za pomocą urządzeń pomiarowych wynalezionych przez jej męża Pierre’a i jego brata Jacques’a, zauważyła, że rudy uranu emitują więcej promieni niż czyste próbki uranu. Wkrótce Pierre, profesor fizyki na uniwersytecie, odłożył na bok swoje własne badania, aby pomóc jej wyjaśnić przyczynę tego zjawiska.
W lipcu 1898 roku wykazali, że ruda zawierała nowy pierwiastek, który wydzielał podobne promieniowanie. Nazwali go polonem na cześć ojczyzny Marii, tworząc przy okazji termin „radioaktywność”. Jednak dla Curies stało się jasne, że w rudach znajduje się inna substancja, która jest znacznie bardziej radioaktywna niż uran czy polon. Wyzwaniem było teraz dowiedzieć się co.
Odkrycie radu
Odkrycie radu było ciężką pracą. Żrące kwasy, silne zasady i ciężka praca były wymagane, ponieważ Curie przeprowadzili wiele separacji, aby wyodrębnić maleńkie ilości radu z około 30 innych obecnych pierwiastków. Pracowali nad rudą zwaną pitchblendą, którą pozyskiwali z kopalni w Rudawach, oddzielających Niemcy od Czech, a należących jeszcze do Cesarstwa Austriackiego.
Uniwersytet udostępnił im do pracy tylko szopę obok wydziałów chemii i fizyki. To było zimne i wilgotne środowisko, w którym musieli mielić, miażdżyć, rozpuszczać, wytrącać, filtrować, myć i żmudnie mierzyć to, co znaleźli. Do 21 grudnia tego roku, dokonali odkrycia. W Boxing Day zostało ono opublikowane w pracy odczytanej we Francuskiej Akademii Nauk:
Nowa substancja radioaktywna zawiera z pewnością bardzo dużą część baru; mimo to radioaktywność jest znaczna. Radioaktywność radu musi więc być ogromna.
Ta substancja jest najbardziej radioaktywnym naturalnym pierwiastkiem, milion razy bardziej niż uran. Jest tak radioaktywna, że wydziela bladoniebieską poświatę. Wyprodukowanie czystej soli radu zajęłoby Curie jeszcze trzy lata. Początkowo pracowali ze 100 gramami rudy, co odpowiada jednej dziesiątej torebki cukru, teraz potrzebowaliby tony rudy, aby wyizolować zaledwie jedną dziesiątą grama dichlorku radu. Za tę pracę otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki w 1903 roku, dzieląc ją z Becquerelem.
Pierre zginął tragicznie w wypadku autokaru w 1906 r. (był również poważnie chory z powodu skutków swojej pracy z promieniowaniem). Marie Curie przejęła jego profesurę i kontynuowała badania, później wyizolowała czysty metal rad i otrzymała Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii w 1911 roku.
Rad ze wszystkim
Bum i upadek radu w pierwszych trzech dekadach XX wieku pozostaje jedną z największych przestróg naszych czasów. Wśród wielu prac, które Curie opublikowali w latach po jego odkryciu, jedna wykazała, że rad może leczyć raka, zabijając komórki nowotworowe szybciej niż zdrowe. Wykorzystano go jako jedną z pierwszych metod leczenia raka i innych chorób skóry za pomocą promieniowania.
Jednak dziwna niebieska poświata metalu przekonała niektórych, że ma on inne zalety. Stał się on powszechnie stosowany w znachorskich kuracjach i eliksirach, od wód leczniczych przez mydło po tabliczki czekolady, gdzie kupujący był bezpieczny tylko wtedy, gdy mieszanki nie zawierały radu.
Pośród innych zastosowań, przedsiębiorcy używali radu do tworzenia farb „świecących w ciemności”. Doprowadziło to do tragedii malarzy tarcz radowych w New Jersey – jest to aż nazbyt dobrze znana historia przedkładania obietnicy zysku nad bezpieczeństwo i zaprzeczania faktom. Pracownicy fabryki, w większości młode dziewczyny szukające niezależnego dochodu, połykały metal podczas malowania tarcz zegarków. Rad wiązał się z ich kośćmi jak jego chemiczny kuzyn, wapń, raniąc, oszpecając i zabijając wiele z dwóch tysięcy robotnic zatrudnionych w szczytowym momencie.
Przemysł radu dramatycznie podupadł po tym, jak w połowie lat dwudziestych zaczęły pojawiać się obawy o zdrowie. Wciąż jest obecny w skażonych glebach i gruntach wokół starych budynków wydobywczych i przemysłowych w Denver, Pittsburghu i New Jersey. Wielka Brytania nadal boryka się ze spuścizną tarcz zegarowych malowanych radem, używanych w czasie II wojny światowej, a Dalgety Bay w Fife to tylko jeden z obszarów dotkniętych radem przemieszczonym ze starych składowisk odpadów. Kiedy kiedyś wyzwaniem było wydobycie tego zakopanego skarbu, teraz nacisk kładzie się na bezpieczne traktowanie go jako zakopanego odpadu.
Marie Curie postawiła sobie za cel na całe życie dowiedzieć się, czym jest radioaktywność, co ją wytwarza i co może oznaczać dla natury materii. Prawie na pewno przyczyniło się to do jej śmierci na białaczkę w wieku 66 lat, choć pozostaje jedynym naukowcem, który otrzymał Nagrodę Nobla zarówno w dziedzinie fizyki, jak i chemii. Stała się przełomową postacią dla kobiet w nauce, a pierwiastek curium został później nazwany na jej cześć.
Dziś rad jest prawie nieużywany w medycynie, poza leczeniem niektórych nowotworów kości. Był on zbyt drogi i rzadki, aby mógł być powszechnie stosowany w radioterapii, i został zastąpiony przez alternatywne rozwiązania, takie jak gaz radonowy, a później izotop kobaltu. Jednak radioterapia i wiedza na temat promieniotwórczości, która pojawiła się wraz z odkryciem radu, nadal mają ogromne znaczenie. Historia radu odzwierciedla historię samego promieniowania – jest to miecz obosieczny, przynoszący ogromne korzyści, które należy zawsze równoważyć z potencjalnymi zagrożeniami.