Marie Y Pierre Curie

POLONIO

¿Sabías que... el elemento químico POLONIO fue descubierto por Marie Curie en 1898 y debe su nombre a Polonia, su país natal?

Marja Sklodowska, nombre de soltera de Marie Curie, nació en Varsovia (Polonia) en 1867, y en 1891 se trasladó a París donde cambió su nombre por el de Marie. Allí conoció a su marido, el también físico Pierre Curie, con quien realizó intensos estudios sobre el campo de la radiación y que les valieron la concesión del Premio Nobel en 1903 por el descubrimiento del polonio y el radio, siendo ésta la primera vez que este premio era otorgado a una mujer.

Pierre Curie fallece en 1906 y Marie continúa sola sus investigaciones sobre el radio y sus compuestos, que le valió su segundo Nobel en 1914.

El polonio es un elemento químico en la tabla periódica cuyo símbolo es Po y su número atómico es 84. Se trata de un raro metaloide radioactivo presente en minerales de uranio. Es extremadamente tóxico y radiactivo. Se ha encontrado polonio en minerales de uranio y en el humo del tabaco como un contaminante. Todos los elementos a partir del polonio son significativamente radiactivos.

Marie Curie

Marie Curie 

Marie Curie

Nacimiento 7 de noviembre de1867

 Varsovia, Imperio Ruso

Fallecimiento 4 de julio de 1934

(66 años)

 Passy, Francia

Residencia Polonia, Francia

Nacionalidad Polaca - Francesa

Campo Física, química

Instituciones La Sorbona

Alma máter La Sorbona, ESPCI

Supervisor doctoral Henri Becquerel

Estudiantes

destacados André-Louis Debierne

Émile Henriot

Marguerite Catherine Perey

Conocida por Radiactividad

Premios

destacados Premio Nobel de Físicaen 1903

Medalla Davy en 1903

Medalla Matteucci en 1904

Premio Nobel de Química en 1911

Cónyuge Pierre Curie

Hijos Irène, Eva Denise

La única persona en recibir dos Premios Nobel en distintos campos científicos. Aparte de ella, Linus Pauling obtuvo 2 Nobel diferentes, uno de ellos no científico (Paz), John Bardeen recibió dos premios Nobel de Física y Frederick Sanger recibió el Premio Nobel de Química en dos ocasiones: en 1958 y en 1980.

Marie Salomea Skłodowska Curie, conocida habitualmente como Marie Curie(Varsovia, Zarato de Polonia, 7 de noviembre de 1867 - Passy, Francia, 4 de julio de1934), fue una química y física polaca, posteriormente nacionalizada francesa. Pionera en el campo de la radiactividad, fue, entre otros méritos, la primera persona en recibir dos Premios Nobel, la única persona en haber recibido dos Premios Nobel en distintas especialidades, Física y Química, y la primera mujer en ser profesora en la Universidad de París.

Nació en Varsovia (Zarato de Polonia, Imperio ruso), donde vivió hasta los 24 años. En 1891 se trasladó a París para continuar sus estudios. Fundó el Instituto Curie en París y en Varsovia. Estuvo casada con el físico Pierre Curie y fue madre de Irène Joliot-Curie(también galardonada con el Premio Nobel, junto a su marido Frédéric Joliot-Curie), y de Eva Curie.

Índice

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1 Biografía hasta 1906

1.1 Infancia

1.2 Primeros años en Francia

1.3 El doctorado

1.4 La cátedra de Física

2 Estudio de la radiactividad

3 Premios Nobel

4 Etapa final de su vida

4.1 Muerte, e ingreso en el Panteón de París

5 Legado en la cultura popular

6 Referencias

7 Véase también

8 Enlaces externos

[editar]Biografía hasta 1906

[editar]Infancia

Marie Sklodowska nació el 7 de noviembre de 1867 en Varsovia. Era la quinta hija de Władysław Skłodowski, profesor de enseñanzas medias en Física y Matemáticas al igual que su abuelo, y de Bronisława Boguska, quien fue maestra, pianista y cantante.

Marie era la menor de cinco hijos: Zofia (1862), Józef (1863), Bronisława (1865), Helena (1866) y finalmente ella, Marie (1867).

En aquel tiempo, la mayor parte de Polonia estaba ocupada por Rusia, que, tras varias revueltas nacionalistas sofocadas violentamente, había impuesto su lengua y sus costumbres. Junto con su hermana Helena, Marie asistía a clases clandestinas ofrecidas en un pensionado en las que se enseñaba la cultura polaca.1

Sus primeros años estuvieron marcados por la penosa muerte de su hermana Zofia como consecuencia del tifus y, dos años más tarde, la de su madre a causa de unatuberculosis. Esos eventos hicieron que Marie perdiera la fe en la religión católica romana y se volviera agnóstica.2

Entre sus intereses destacaba la pasión por la lectura (Marie mostró su afición por la lectura a los cuatro años, edad a la que ya leía perfectamente), especialmente sobre historia natural y física. En la Secundaria fue siempre la primera alumna de su clase, y se destacó por influir en sus compañeras el entusiasmo por el trabajo. Polaco, ruso, alemán y francés eran algunas de las lenguas que Marie dominaba. Más adelante se interesaría por la Física y se graduaría a los 15 años.

[editar]Primeros años en Francia

En 1891 Marie se inscribe en la Facultad de Ciencias Matemáticas y Naturales de la Universidad de la Sorbona. A partir de ese momento, Marie pasó a llamarse Marie Sklodowska. A pesar de tener una sólida base cultural adquirida de forma autodidacta, Marie tuvo que esforzarse para mejorar sus conocimientos de francés, matemáticas y física, para estar al nivel de sus compañeros.

En 1893 consigue la licenciatura de Física y obtiene el primer puesto de su promoción; en 1894 también se licencia en Matemáticas, la segunda de su promoción. Para financiarse sus estudios de matemáticas, Marie aceptó una beca de la Fundación Alexandrowitch, que le fue otorgada gracias a una conocida llamada Jadwiga Dydyńska. El dinero de la beca (600 rublos) fue restituido por Marie más tarde. En 1894 también conoce al que sería su marido, Pierre Curie, que era profesor de Física. Los dos empiezan a trabajar juntos en los laboratorios y al año siguiente(1895)Pierre se declara a Marie, casándose el 26 de julio, en una boda sencilla en la que les dieron algo de dinero. Con este dinero se compraron dos bicicletas y se pasaron todo el verano viajando por Francia con ellas, hospedándose en fondas y comiendo poco. Su matrimonio duraría, hasta la trágica muerte de Pierre, un total de once años. En 1895 se descubrieron los rayos X y en 1896 se descubre la radiactividad natural. Marie hace su tesis doctoral sobre este último descubrimiento.

El doctorado

Tras una doble titulación, el siguiente reto era la obtención del doctorado. Hasta ese momento, la única mujer que había logrado doctorarse era la alemana Elsa Neumann.

Retrato de 1903.

El primer paso era la elección del tema de su tesis. Tras analizarlo con su marido, ambos decidieron centrarse en los trabajos del físico Henri Becquerel, que había descubierto que las sales de uranio transmitían unos rayos de naturaleza desconocida. Este trabajo estaba relacionado con el reciente descubrimiento de los rayos X por parte del físicoWilhelm Röntgen. Marie Curie se interesó por estos trabajos y, con la ayuda de su esposo, decidió investigar la naturaleza de las radiaciones que producían las sales de uranio.

Dirigida por el propio Becquerel, el 25 de junio de 1903 Marie defendió su tesis doctoral, titulada Investigaciones sobre las sustancias radiactivas, ante un tribunal presidido por el físico Gabriel Lippmann. Obtuvo el doctorado y la mención cum laude.

[editar]La cátedra de Física

Tras la muerte de su esposo en 1906, Marie obtuvo la cátedra de Física en la Sorbona que había sido otorgada a Pierre en 1904.

El 15 de noviembre de 1906 Marie Curie dio su primera lección. La expectación era máxima, ya que se trataba de la primera vez que una mujer impartía una clase en la universidad. Allí acudió un gran número de personas; muchas de ellas ni siquiera eran estudiantes. En aquella primera sesión, Marie habló sobre la radiactividad.

[editar]Estudio de la radiactividad

Marie y Pierre estudiaron las hojas radiactivas, en particular el uranio en forma de pechblenda, que tenía la curiosa propiedad de ser más radiactiva que el uranio que se extraía de ella. La explicación lógica fue suponer que la pechblenda contenía trozos de algún elemento mucho más radiactivo que el uranio.

También descubren que el torio podía producir radiactividad. Tras varios años de trabajo constante, a través de la concentración de varias clases de pechblenda, aislaron dos nuevos elementos químicos. El primero, en 1898, fue nombrado como polonio en referencia a su país nativo. Polonia había sido particionada en el s. XVIII entre Rusia, Prusia y Austria, y la esperanza de Skłodowska-Curie fue nombrar al elemento con su país nativo para atraer la atención hacia su pérdida de independencia. El polonio fue el primer elemento químico que recibió su nombre por razones políticas.3 El otro elemento fue llamado Radio (Ra) debido a su intensa radiactividad. Siempre trabajaron en estos años en un cobertizo y Pierre era el encargado de suministrar todos los medios y artilugios para que Marie trabajara. Pierre tenía temporadas de una gran fatiga que incluso le obligaba a reposar en cama, además de que los dos sufrían quemaduras y llagas producidas por sus peligrosos trabajos radiactivos.

El Lab de la calle Krakowskie Przedmieście 66, cerca del viejo centro deVarsovia. 1890–91. María Skłodowska hizo allí su primeros estudios

Poco después Marie obtuvo un gramo de cloruro de radio, lo que consiguió tras manipular hasta ocho toneladas de pechblenda. En 1902 presentan el resultado y les invitan a todas las sedes científicas, y a todas las cenas y reuniones sociales, lo que les lleva a la fama. Los científicos les mandaban cartas y los estadounidenses les pedían que dieran a conocer todos sus descubrimientos. Tanto Pierre como Marie aceptan y prestan todas sus investigaciones sin querer lucrarse de ello mediante patentes, un hecho que es aplaudido por todo el mundo.

[editar]Premios Nobel

Marie y Pierre Curie en su laboratorio de París.

El diploma del Premio Nobel de Física que recibió en 1903.

El diploma del Premio Nobel de Química que recibió en 1911.

Monumento, Varsovia, 1935

Junto con Henri Becquerel y Pierre Curie, Marie fue galardonada con el Premio Nobel de Físicaen 1903, "en reconocimiento de los extraordinarios servicios rendidos en sus investigaciones conjuntas sobre los fenómenos de radiación descubiertos por Henri Becquerel"4Fue la primera mujer que obtuvo tal galardón. Recibieron por él 15.000 dólares, una parte de los cuales la utilizaron para hacer regalos a sus familias y comprarse una bañera. Poco después, en 1904, Pierre se consolidó como profesor titular en la Facultad de Ciencias de la Sorbona (donde ya enseñaba desde 1900).5 La fama les abrumó y se concentraron en sus trabajos. En el mismo año tuvieron a su segunda hija, Ève, tras sufrir Marie un aborto, probablemente producido por la radiactividad.

El 19 de abril de 1906 ocurrió una tragedia: Pierre fue atropellado por un carruaje de seis toneladas, y murió sin que nada se pudiera hacer por él. Marie quedó muy afectada, pero quería seguir con sus trabajos y rechazó una pensión vitalicia. Además asumió la cátedra de su marido, y fue la primera mujer en dar clases en la universidad en los 650 años transcurridos desde su fundación.

En 1910 demostró que se podía obtener un gramo de radio puro. Al año siguiente recibió en solitario el Premio Nobel de Química «en reconocimiento de sus servicios en el avance de la Química por el descubrimiento de los elementos radio y polonio, el aislamiento del radio y el estudio de la naturaleza y compuestos de este elemento».6 Con una actitud desinteresada, no patentó el proceso de aislamiento del radio, dejándolo abierto a la investigación de toda la comunidad científica.

Marie Curie fue la primera persona a la que se le concedieron dos Premios Nobel en dos diferentes campos. La otra persona que lo ha obtenido hasta el presente es Linus Pauling (Química y Paz). Dos premios Nobelen el mismo campo lo han obtenido John Bardeen (Física) y Frederick Sanger (Química). Marie Curie presidió, por otra parte, el Instituto del Radio y trabajó en el gran laboratorio Curie. Tiempo después de la muerte de su marido, inició una relación de pareja con el físico Paul Langevin, quien estaba casado, lo que generó un escándalo periodístico con tintesxenófobos.

[editar]Etapa final de su vida

Durante la Primera Guerra Mundial Curie propuso el uso de la radiografía móvil para el tratamiento de soldados heridos. El coche llevaba el nombre de Petit Curie. Su hija Irène empieza a ayudarla con 18 años. El gramo de radio lo dona a la investigación científica; luego le darían otro que también donaría al Instituto del Radio de Varsovia. En 1921 visitó losEstados Unidos, donde fue recibida triunfalmente. El motivo del viaje era recaudar fondos para la investigación. En sus últimos años fue asediada por muchos físicos y productores de cosméticos, que usaron material radiactivo sin precauciones.

[editar]Muerte, e ingreso en el Panteón de París

Sólo unos meses más tarde de su última visita a Polonia, en la primavera de 1934, Curie, después de quedarse ciega, murió, el 4 de julio de 1934, en la Clínica Sancellemoz, cerca de Passy (Alta Saboya, Francia), a causa de una anemia aplásica, probablemente debida a las radiaciones a las que estuvo expuesta en sus trabajos, y cuyos nocivos efectos eran aún desconocidos. Fue enterrada junto a su marido en el cementerio de Sceaux, pocos kilómetros al sur de París.

Sesenta años después, en 1995, sus restos fueron trasladados, junto con los de Pierre, alPanteón de París.7 En el discurso pronunciado en la ceremonia solemne de ingreso, el 20 de abril de 1995,8 el entonces Presidente de la República, François Mitterand, dirigiéndose especialmente a sus nietos y bisnietos, destacó que Marie, que había sido la primera mujer francesa en ser doctora en Ciencias, en profesar en la Sorbona, y también en recibir un Premio Nobel, lo era nuevamente al reposar en el famoso Panteón por sus propios méritos (en lo que sigue siendo la única al día de hoy9 ).

Su hija mayor, Irène Joliot-Curie (1897–1956), también obtuvo el Premio Nobel de Química, en 1935, un año después de la muerte de su madre, por su descubrimiento de la radiactividad artificial. La segunda y longeva hija del matrimonio, Ève (Eva Curie, 1904–2007), periodista, pianista y activista por la infancia, fue el único miembro de la familia que no se dedicó a la ciencia. Escribió una biografía de su madre, Madame Curie, que se publicó simultáneamente en Francia, Inglaterra, Italia, España, Estados Unidos y otros países en 1937, y fue un best-seller, aunque en los últimos años se le ha criticado el haberla edulcorado, omitiendo detalles importantes como la relación de Marie, ya viuda, con un antiguo alumno de su marido, el casado Paul Langevin, o los muchos problemas e insultos que Marie tuvo que soportar a causa de algunos importantes círculos científicos franceses, y de cierta prensa sensacionalista.10

[editar]Legado en la cultura popular

Además de la exitosa biografía escrita por su hija Eva Curie en 1937 (publicada en español dentro de la colección Austral), en 1943 se hizo una película biográfica a partir de ella dirigida por Mervyn LeRoy, Madame Curie. En 1997 el director de cine francés Claude Pinoteau estrenó otra película, Les palmes de M. Schutz (conocida en español como Los méritos de Madame Curie), en la que se relata su vida desde que conoce a su marido hasta el descubrimiento del radio.11

[editar]Referencias

↑ Wojciech A. Wierzewski, "Mazowieckie korzenie Marii" ("Marie's Maowsze Rots"), p. 16.

↑ Reid, Robert William (1974). Marie Curie. Londres: Collins. ISBN 0-00-211539-5. "Inusualmente a tan temprana edad, ella se convierte en aquello para lo que T. H. Huxley había justamente inventado el término: agnóstica."

↑ K. Kabzinska, "Chemical & Polish Aspects of Polonium & Radium Discovery," Przemysł chemiczny (Industria Química), 77:104–7, 1998. Aspectos políticos del nombre polonio.

↑ Antoine H. Becquerel. On radioactivity, a new property of matter. Nobel Lecture, 11-12-1903. The Official Web Site of the Nobel Prize.

↑ Biografía de Pierre Curie. The Official Web Site of the Nobel Prize (en inglés).

↑ Marie Curie. Conference Nobel. En: Les Prix Nobel en 1911. Stockholm, Imprimerie Royale P.A. Norstedt & Söner (1912), con una nota introductora. Edición facsímil en Arbor (2011) 187 (Extra 2): 31-46. Traducción al inglés en: Radium and the New Concepts in Chemistry Nobel Lecture. The Official Web Site of the Nobel Prize

↑ Decreto de 8 de marzo de 1995, autorizando el traslado.

↑ Discours du transfert des cendres de Pierre et Marie Curie au Panthéon (en francés).

↑ La primera fue Sophie Berthelot, en 1907, pero sólo por su condición de esposa del célebre químico. Existen actualmente numerosas reivindicaciones sobre el derecho a estar allí de otras notables mujeres francesas, vid. Femmes au Panthéon.

↑ Ève Curie. Mother's biography (en inglés).

↑ Los méritos de Madame Curie

[editar]Véase también

Pierre Curie

Polonio

Radio

Mujeres ganadoras del Premio Nobel

Curita y sklodowskita, dos minerales nombrados en su honor.

[editar]Enlaces externos

 Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Marie Curie.

 Wikiquote alberga frases célebres de o sobre Marie Curie.

Página Nobel

Instituto y Fundación Curie (en francés)

Historia del Instituto Curie (en francés).

Madame Curie "La Película"

I. EL DESCUBRIMIENTO DE LA RADIACTIVIDAD NATURAL

MELANIA JIMÉNEZ-REYES

SILVIA BULBULIAN

URANIA,

MUSA DE LA ASTRONOMÍA

EL URANIO, el elemento químico que ocupa la casilla 92 de la Tabla Periódica, fue descubierto en 1789 por el químico alemán Maarten Heinrich Klaproth (1743-1814) quien, por cierto, también fue el primero en aislar el titanio. Los estudios que Klaproth realizó con el polvo negro obtenido a partir de la pechblenda [la pechblenda es un óxido natural del uranio, más adelante se ofrece una explicación más amplia sobre esta substancia] demostraron que se trataba de un nuevo elemento cuyas propiedades eran muy diferentes a las de los ya conocidos. Klaproth llamó a ese elemento uranio, inspirándose en el nombre del planeta descubierto poco antes. En efecto, el hallazgo del planeta Urano, realizado en 1781 por el angloalemán John Frederick William Herschel, causó gran repercusión en el mundo entero porque desde la antigüedad se había considerado a Saturno como el planeta más alejado del Sol: tiempo después se descubrirían también Neptuno y Plutón. Herschel se inspiró para elegir el nombre del planeta que había descubierto en Urania, la musa de la astronomía y de la geografía.

Desde su descubrimiento y hasta finales del siglo XIX, el uranio fue considerado como un elemento más y sus aplicaciones se reducían a la coloración de vidrios y cerámicas, lo que ahora parece insensato debido a sus propiedades radiactivas. Después del descubrimiento del radio, los minerales de Uranio se utilizaron como fuente para extraerlo. No fue sino hasta 1939, fecha del descubrimiento de la fisión nuclear, cuando el uranio, por sí mismo, atrajo el interés del mundo.

LOS RAYOS X

A principios del siglo XIX, Faraday y Davy observaron un brillo intenso en los tubos de descarga, cuando pasaba por ellos la electricidad. Los tubos de vidrio que idearon después, Crookes en Inglaterra y Hittorf en Alemania, en los cuales se lograba un vacío casi perfecto, permitieron comprobar que esas descargas eléctricas se originan en el cátodo y se dirigen hacia el ánodo. Por tal motivo esos rayos fueron denominados catódicos y una de sus características es que son fácilmente absorbidos por el aire.

Quien conociera a Wilhelm Konrad Roentgen (1845-1923) cuando tenía 23 años, jamás hubiera pensado que llegaría a ser un personaje tan importante en la historia de la ciencia. Lo habían expulsado de la Escuela Técnica de Utrecht, Alemania, por haberse burlado de un maestro y como secuela se le había negado el ingreso a la Universidad local. En 1868 logró ingresar a la Escuela Politécnica de Zurich, Suiza, pero allí no se distinguió por sus estudios sino por su participación en un sinfín de actividades sociales y deportivas. Un año después uno de sus profesores logró despertar en él su verdadera vocación: la física, en la que volcó desde entonces toda su energía.

Años más tarde, siendo Roetgen profesor y director del Instituto de Física de la Universidad de Wurzburgo, Alemania, decidió participar en la búsqueda de nuevas propiedades de rayos catódicos. Durante el curso de sus investigaciones observó que una pantalla recubierta con platino-cianuro de bario [la fórmula química de este compuesto es la siguiente: Ba Pt(CN)4 4H2O] brillaba con luz propia cuando se encontraba a cierta distancia del tubo de rayos catódicos. Se dio cuenta de que la radiación que salía del tubo era diferente a los rayos catódicos, porque podía atravesar el aire, y porque al ser absorbida por algunas substancias, éstas las volvían a irradiar en forma de luz visible. Roentgen realizó estos experimentos a finales de 1895 y llamó Rayos X a dichas radiaciones, por ser hasta entonces desconocidas. A partir de ese momento, el físico alemán dedicó su tiempo al estudio de las propiedades de los rayos X, que tantas aplicaciones han encontrado. En 1901, Wilhelm Konrad Roentgen fue galardonado con el primer premio Nobel de física.

LA FAMILIA BECQUEREL

Es curioso comprobar que los descendientes de una misma familia puedan distinguirse en una rama del saber. En la música, el caso de los Bach es el más citado, pero en las ciencias existe el caso de los Curie, el de los Friedel o el de los Becquerel. Quizás, como es el caso de los descubrimientos "casuales", el éxito de estas dinastías se deba a un patrimonio cultural y a un momento histórico, pero preferimos que el lector saque sus propias conclusiones presentándole la historia de los Becquerel.

Antoine César Becquerel nació en 1788 en Chatillon sur Loing, Francia. En la Escuela Politécnica obtuvo el título de ingeniero y después de un activo servicio en el ejército, se dedicó al estudio de la mineralogía, la electricidad, la electroquímica y la bioquímica. Desde 1837 hasta poco antes de su muerte en 1878, fue profesor de Física en el Museo de Historia Natural de París. La variedad de temas que le interesaron se ilustra con los títulos de sus publicaciones: Tratado de electricidad y magnetismo (1834 -1840), Tratado de Física y su relación con la química (1842), Elementos de electroquímica (1843), Tratado completo del magnetismo (1845), Elementos de Física terrestre y de meteorología(1847) y Los climas y la influencia que ejercen los suelos boscosos y sin bosques(1853). Por sus valiosos trabajos, mereció en 1875 la medalla Copley, de la Sociedad Real de Inglaterra y se le considera como uno de los fundadores de la electroquímica porque fue el primero en utilizar el proceso electrolítico [un proceso electrónico es el que se lleva a cabo cuando se hace pasar una corriente eléctrica a través de algunas substancias conductoras (electrolitos)] para separar el metal del mineral. Antoine César Becquerel también inventó una aguja termoeléctrica [consiste en un dispositivo que aprovecha la diferencia de la temperatura entre dos puntos de un material metálico para producir una corriente eléctrica] que mide la temperatura interna de los cuerpos.

A su muerte, el puesto que ocupaba en el Museo de Historia Natural quedó en manos de su hijo Alexandre Edmond, quien había sido su compañero inseparable y su asistente. Alexandre nació en 1820 en París, Francia; en 1849 fue profesor del Instituto de Agronomía de Versalles y desde 1853 del Conservatorio de Artes y Oficios. El segundo científico de la familia Becquerel se interesó en el estudio de la luz, investigó el efecto fotoeléctrico [se conoce como efecto fotoeléctrico a la emisión de electrones en un material que ha sido irradiado, por ejemplo, con un haz de luz] y las características espectroscópicas [estas son las que se refieren a la emisión o absorción de las radiaciones por la materia] de la luz solar y de la luz eléctrica, así como el fenómeno de la fosforescencia, propiedad que tienen algunas substancias de emitir luz propia en la obscuridad después de haber sido expuesta una fuente de luz y el material expuesto a ella, así como observar los efectos resultantes.

En 1867-1868 publicó su libro en dos volúmenes: Luz, sus causas y efectos. También investigó las propiedades magnéticas [las propiedades magnéticas son las que se refieren a la forma en la que los campos de fuerza magnética afectan las diferentes substancias]y paramagnéticas [las propiedades paramagnéticas son propiedades magnéticas que se deben al spin (giro) del electrón a los materiales que contienen electrones no apareados. Su medida suministra información sobre los enlaces químicos] de las substancias y los fenómenos de la descomposición electroquímica y propuso una modificación a la Ley de Faraday [Michael Faraday (1791 - 1867) dedujo que un proceso electrolítico, la cantidad de cambio químico que se produce depende de la carga eléctrica aplicada y de la masa y de la carga del ion involucrado], tendiente a explicar algunos casos excepcionales.

Antoine Henri, hijo de Alexandre, fue el tercer miembro de la familia que hizo historia por sus brillantes descubrimientos. Nació en París, el 15 de diciembre de 1853, y llevó a buen término sus estudios, al igual que su abuelo y su padre, en la Escuela Politécnica. En 1875 inició su actividad profesional en el Departamento de Puentes y Caminos, del que llegó a ser jefe de ingenieros en 1894. Dos años antes, cuando su padre murió, Antoine había ocupado la plaza de profesor de física en el Museo de Historia Natural de París. A Antoine le interesó el magnetismo, la polarización la [polarización es la propiedad que presenta un rayo luminoso, después de sufrir la reflexión o la refracción, de producir vibraciones localizadas desigualmente en las cercanías del haz] de la luz, la fosforescencia y la absorción de la luz en los cristales, y fueron los experimentos realizados en estos últimos campos los que lo llevaron al descubrimiento de la radiactividad natural. Murió en Croisic, Francia, el 25 de agosto de 1908, después de haber recibido numerosos y muy merecidos honores, entre ellos el premio Nobel de física en 1903, compartido con los esposos Curie.

Jean, hijo de Antoine Henri, egresó de la misma escuela que sus antecesores y después impartió física en la misma institución. Prosiguió algunos de los trabajos de su padre y también realizó investigaciones sobre las propiedades ópticas y magnéticas de los cristales a muy bajas temperaturas. Descubrió la polarización circular, que consiste en que el plano de polarización gira uniformemente en torno al eje, a medida que avanza el rayo, y publicó varios artículos sobre la relatividad y las transmutaciones de los elementos.

LOS EXPERIMENTOS DE A. H. BECQUEREL

Antoine continuó los estudios que había iniciado junto con su padre sobre el fenómeno de la fosforescencia en el sulfato doble de uranio y potasio Su experimento fue sencillo: expuso a la luz del Sol una muestra de esta sal de uranio colocada sobre una placa fotográfica [una placa fotográfica es un material que está recubierto por una sal (cloruro o bromuro) de plata. Se dice que una placa se vela cuando, al incidir sobre ella algún tipo de radiación, la placa se oxida y se ennegrece, manifestándose así la incidencia de esa radiación] envuelta en dos hojas de papel negro grueso, tan opaco a la luz que aun después de un día de exposición a la luz solar no podía velarse. 

Figura I.1. el experimento de A. E. Bequerel.

Becquerel presentó una breve nota, en la que describió sus experimentos, en la sesión del 24 de Febrero de 1896 de la Academia de Ciencias de París, de la cual era miembro desde 1889. Quiso verificar después sus observaciones y preparó de nuevo algunas placas fotográficas junto con su sal de uranio. Para su fortuna, tal como se dice ahora, o para su desdicha como quizá se dijo él mismo, todos los días que siguieron fueron nublados, así es que Antoine guardó sus placas con las sales de uranio, en espera de días mejores. !Cual no sería su sorpresa cuando descubrió que las placas fotográficas estaban veladas en la zona expuesta a las sales de uranio! Normalmente, las placas hubieran sido desechadas, pero el descubrimiento de los rayos X por Roentgen, apenas semanas antes, lo puso sobre aviso. En la sesión de la Academia, celebrada una semana después de la anterior, el 2 de marzo, Becquerel informó sobre sus avances: estaba seguro de que el efecto logrado en placas fotográficas era independiente del fenómeno de la fosforescencia (véase la figura I.1). Ese día hizo referencia a las "radiaciones activas", fincando así las bases del término que posteriormente establecería Marie Curie: radiactividad.

El 18 de mayo de 1896, Becquerel dio a conocer ante sus colegas que todos los compuestos del uranio, fueran o no fosforescentes, así, como el mismo uranio, presentaban el fenómeno descubierto esto es, emisión de radiación que se parecía en algunos aspectos a los rayos X de Roentgen. Sus estudios lo llevaron a concluir que el uranio puro producía efectos de radiación más intensos que los compuestos y, que al igual que los rayos X, esos rayos poseían la propiedad de descargar cuerpos electrizados; esta propiedad fue y sigue siendo la base de la mayoría de los métodos de detección de las substancias radiactivas.

Tal como lo veremos a lo largo de este capítulo y de los siguientes, a partir de entonces la curiosidad de los investigadores se orientó hacia el descubrimiento de otras sustancias que también tuvieran propiedades radiactivas, a la identificación de sus radiaciones e incluso a la búsqueda de las aplicaciones de esos conocimientos.

PIERRE CURIE Y MARIE SKLODOWSKA

Pierre Curie nació en París, Francia, el 15 de mayo de 1859. Hijo de un médico, Eugéne Curie, Pierre creció en un ambiente familiar que le permitió desarrollar sus aptitudes de observación y de reflexión sobre los fenómenos naturales. Esta educación produjo pronto sus frutos: fue bachiller a los 16 años, licenciado en física a los 18 y, a los 19, ayudante de laboratorio del profesor Desains, en la Universidad de París, La Sorbona. Con la ayuda económica que le proporcionaba su modesto sueldo, pudo dedicarse a lo que más anhelaba: la investigación científica y, junto con su hermano Jacques, que también era físico, pronto anunció el descubrimiento del fenómeno de la piezoelectricidad [la piezoelectricidad es el conjunto de fenómenos eléctricos que se manifestaban en un cuerpo sometido a presión o a deformación] y el cuarzo piezoeléctrico. Así se logró medir con precisión pequeñas corrientes eléctricas, lo que, desde luego, fue de gran utilidad para sus trabajos posteriores sobre la radiactividad.

En 1882 dejó La Soborna para trabajar como jefe de laboratorio en la Escuela de Física y Química de París. Allí continuó sus importantes descubrimientos: citaremos, entre otros, lo que ahora se conoce, como la ley de Curie [la ley de Curie se refiere a que la susceptibilidad (relación entre la magnetización de una substancia y la intensidad del campo magnético aplicado) de ciertas substancias paramagnéticas es inversamente proporcional a la temperatura termodinámica, también llamada absoluta] sobre magnetismo.

A pesar del gran entusiasmo con que Pierre Curie realizaba sus investigaciones, no mostraba interés alguno por obtener títulos ni honores: sin embargo, en 1895 y debido a la insistencia de su padre, Pierre presentó la tesis doctoral, basada en sus investigaciones sobre el magnetismo.

Fue en 1894 cuando Pierre conoció a Marie Sklodowska, quien entonces estudiaba en La Soborna y que poco tiempo después sería conocida como la señora Curie.

Marie Sklodowska nació en un antiguo barrio de Varsovia, Polonia, el 7 de noviembre de 1867; su madre había sido directora de una escuela para señoritas y su padre era profesor de física y de matemáticas. Marie fue una niña muy precoz y sensible que desde pequeña sufrió la opresión zarista. En ésa época el idioma ruso era el único permitido en Polonia y Marie lo hablaba perfectamente, al igual que el polaco, su idioma materno. Como la mayoría de sus compatriotas, soñaba con la libertad de su patria y deseaba servirla, lo que la condujo a participar en una organización revolucionaria de estudiantes. Debido a ello su padre consideró prudente que pasara algunos meses con unos parientes en el campo.

La situación económica de la familia Sklodowska no era solvente y por eso Marie decidió, desde los 18 años, trabajar como institutriz y así ayudar a su hermana Bronia que deseaba estudiar medicina en París. Seis años más tarde, en 1891, ella misma se traslado a París e ingresó en La Sorbona. A pesar de sus muchas limitaciones económicas, Marie obtuvo su licenciatura en ciencias físicas en 1893 y en ciencias matemáticas en 1894. Fue en ese tiempo cuando Pierre Curie y ella contrajeron matrimonio.

UNA COLABORACIÓN CIENTÍFICA

Los descubrimientos de Antoine Henri Becquerel interesaron mucho a los esposos Curie, especialmente a Marie, quien buscaba en ese entonces un tema para desarrollar su tesis doctoral. Pierre continuó con sus proyectos de investigación, mientras Marie empezó a buscar la radiactividad natural en diversos compuestos, con el propósito de encontrar en la naturaleza otros elementos radiactivos además del uranio. Y en efecto, descubrió que existía otro elemento que emitía también radiaciones: el torio. Las propiedades radiactivas de este elemento fueron descubiertas simultáneamente por el alemán Gerhard Schmidt. Marie presentó un informe en el que hacía constar que todos los compuestos de uranio y de torio que había examinado eran radiactivos y, continuando sus investigaciones, ya no solamente sobre compuestos puros sino también sobre diversos minerales de uranio y de torio, encontró con gran sorpresa que, en algunos de esos minerales, la emisión de rayos era mucho más intensa que en los compuestos puros. Este descubrimiento la hizo pensar en la existencia de otro elemento capaz de emitir rayos.

Pierre y Marie Curie utilizaron tres pequeñas libretas forradas, de papel negro para anotar los experimentos que iban realizando. Años después, esas libretas le sirvieron a Irene Joliot-Curie para seguir el desarrollo del trabajo de sus padres, aun cuando los experimentos y los resultados no hubiesen sido anotados a diario.

La primera libreta fue iniciada el 16 de Septiembre de 1897 por Pierre Curie, quien se refería principalmente al estudio de las propiedades termoeléctricas [las propiedades termoeléctricas se refieren a la energía que se produce por la conversión de calor] en cristales ,de pirita [se conoce con el nombre de pirita a los sulfuros minerales de los metales como el hierro]. El 16 de diciembre Marie también comenzó a hacer anotaciones sobre sus trabajos sobre la radiactividad del uranio. La mayor parte del cuaderno está escrito por ella, con notas ocasionales al margen de la mano de Pierre, como algunas cifras a alguna curva, lo que quiere decir que seguía muy de cerca los progresos del trabajo.

Los cuadernos contienen muy poco texto, tratan sobre la naturaleza del producto detectado y las modificaciones experimentales que se realizaron. Casi no hay títulos que indiquen nombre del experimento y rara vez una frase que de cuenta del resultado. Eso sí, existen descripciones detalladas de tratamientos químicos y aspectos de los productos obtenidos. Todos esos estudios eran tan prometedores que los esposos Curie decidieron continuarlos juntos y es así como se inicia una de las colaboraciones científicas más destacadas de la historia.

Pierre y Marie tenían los mismos intereses tanto en su vida privada como en el trabajo. Los dos disfrutaban de los paseos a pie o en bicicleta en las cercanías de París y a veces en sus vacaciones iban a la playa o a la montaña. Los Curie también compartieron su amor por la ciencia y se dedicaron con gran entusiasmo y éxito a las investigaciones sobre la radiactividad natural y a la enseñanza.

A partir del 18 de marzo de 1898, Pierre Curie se dedicó por completo al estudio de la radiactividad. Ya en la segunda y tercera libretas de apuntes de los Curie se observa indistintamente la letra del uno y del otro. Marie Curie escribía de una manera clara y nítida, sus medidas se encuentran bien ordenadas en columnas. Pierre Curie, en cambio, lo hacía con letra pequeña, desordenadamente. Contra lo que se cree, Pierre Curie se ocupaba tanto del trabajo químico como de las medidas físicas, pues un gran número de las anotaciones que se encuentran en los esquemas de tratamiento son de su puño y letra.

EL POLONIO Y EL RADIO

Cuando los Curie empezaron a trabajar con la pechblenda pudieron darse cuenta de que las emanaciones de ese mineral eran casi tres veces más intensas que las del uranio, de manera que emprendieron la búsqueda de las causas de esa actividad excesiva. Después de haber separado las sustancias no radiactivas de la pechblenda, obtuvieron un producto cuya radiactividad era aproximadamente 400 veces superior a la del uranio y cuyas propiedades se parecían a las de otro elemento: el bismuto. Supusieron entonces que la pechblenda podría contener un elemento nuevo y, efectivamente, ese producto contenía un elemento químico desconocido hasta entonces, al que los Curie llamaron polonio en honor de la patria de Marie. Este importante hallazgo lo realizaron en el mes de julio de 1898. El polonio, aislado en esa ocasión como un sulfuro, fue el primer elemento químico descubierto gracias a sus propiedades radiactivas.

Los Curie observaron también que las radiaciones emitidas por los compuestos de polonio y de radio hacían fosforescente al platino-cianuro de bario: es decir que su acción era análoga a la de los rayos de Roentgen pero considerablemente más débil. Para hacer el experimento colocaron sobre la sustancia radiactiva una hoja muy delgada de aluminio, recubierta con una capa fina de platino-cianuro de bario y en la oscuridad notaron que este último brillaba ligeramente. En ese momento no les fue posible interpretar sus observaciones porque la existencia de una fuente luminosa que funcionara sin una fuente de energía se contraponía con el principio de Carnot [Sadi Carnot, en 1824 había concluido que para que toda una máquina térmica funcionando en un ciclo de transformaciones es absolutamente necesario disponer de dos fuentes, una que ceda el calor al fluido de contacto y otra que lo reciba. Carnot quiso decir también con esto que es imposible crear una máquina tal que en su mecanismo utilice solamente una de esas fuentes].

Con el uranio y el torio, los Curie no observaron el brillo del platino-cianuro de bario y concluyeron que al igual que con las placas fotográficas, la acción de dichos elementos era más débil que la del polonio y el radio. Tendrían que realizarse todavía muchos estudios para comprender completamente esos fenómenos (véanse más adelante las investigaciones realizadas por Ernest Rutherford).

Al continuar sus investigaciones, los esposos Curie encontraron que la pechblenda contenía otro producto, con una actividad 900 veces más intensa que la del uranio y cuyas propiedades químicas eran completamente diferentes a las del polonio. La segunda sustancia radiactiva que encontraron tenía toda la apariencia química del bario y la denominaron radio.

La nueva substancia radiactiva estaba mezclada con una considerable proporción de bario, y a pesar de esto, su radiactividad era intensa. Con los conocimientos actuales, se puede inferir que en las primeras muestra de la radiactividad del radio debió ser enorme. En diciembre del mismo ano, 1898, los Curie lograron separar el radio del bario, utilizando la diferencia de solubilidad entre los cloruros de uno y otro elementos.

Por los experimentos de Becquerel, los esposos Curie ya sabían que los elementos radiactivos y sus compuestos tenían la propiedad de ionizar [ionizar es producir partículas dotadas de carga eléctrica a partir de la perdida o ganancia de electrones de una substancia] el aire así convertirlo en conductor de la electricidad. Y, además, que al poner estos elementos en contacto con placas fotográficas sensibles, las velaban. Al medir esas propiedades , los esposos Curie encontraron que el polonio y el radio eran considerablemente más radiactivos que el uranio y el torio, pues sobre todas las placas fotográficas obtuvieron buenas impresiones con el radio y el polonio en medio minuto de contacto y necesitaron varias horas para obtener el mismo resultado con el uranio y el torio.

Para determinar la masa atómica [se define como masa atómica la relación entere el promedio de la masa de un elemento en estado natural y la doceava parte de la masa del carbono-12] del radio y sus propiedades era necesario extraerlo a partir de una gran cantidad de pechblenda: tarea gigantesca que involucraba un sin número de problemas.

Los experimentos que condujeron al descubrimiento del polonio y el radio se realizaron en la Escuela de Física y Química y en la Escuela de Ingenieros, donde Pierre Curie enseñaba. Sin embargo, no había en esas escuelas laboratorios adecuados para estas investigaciones, así que se llevaron a cabo siempre en condiciones materiales muy precarias. Más tarde, cuando los Curie empezaron a efectuar tratamientos químicos en gran escala, el director de la Escuela de Física y Química les permitió utilizar un cobertizo, amueblado solamente con mesas de madera, donde entraba el agua de lluvia por todas partes y la calefacción no era suficiente, pero donde tenían por lo menos espacio suficiente para trabajar.

Con la cooperación de la Academia de Ciencias de Viena y del gobierno austriaco, Pierre y Marie consiguieron una tonelada de desechos del mineral de pechblenda proveniente de las minas de San Joachimsthal, situadas en la región de Bohemia, Checoslovaquia. Ya se había indicado antes que en ese entonces, el uranio se utilizaba principalmente como colorante de cerámicas. En esos desechos ya no había uranio, pero se encontraban otros elementos. Con los desechos de ese mineral, Marie efectuó manipulaciones muy difíciles, pues en ocasiones manejaba hasta 20 kilogramos de materia prima.

Los Curie lograron recuperar un décimo de gramo de cloruro de radio a partir de una tonelada de residuos de pechblenda. El proceso era tan laborioso que fue hasta 1902 cuando tuvieron la cantidad suficiente del elemento para determinar su masa atómica y otras propiedades. El mundo científico, que al principio había visto con escepticismo el descubrimiento del radio, se rendía ante la evidencia y lo aceptaba.

Desde septiembre de 1897, la familia Curie contó con un nuevo miembro, su hija Irene, de manera que cuando los esposos Curie regresaban a casa convivían con su hija mientras trabajaban en la interpretación teórica de los resultados obtenidos en el laboratorio. En 1904 celebraron el advenimiento de su segunda hija, Eve, y un año más tarde Pierre y Marie tuvieron la tristeza de perder al que hubiera sido su tercer hijo.

En el año de 1900, Pierre Curie había sido nombrado profesor de La Sorbona y Marie instructora de la Escuela Normal Femenina de Sèvres. En junio de 1903 Marie obtuvo su doctorado, con la tesis intitulada "Investigaciones sobre las sustancias radiactivas" y en 1904 La Sorbona creó una cátedra de física especialmente para Pierre. La vida de los Curie se desarrollaba entonces en armonía, tanto el trabajo como en el hogar.

Pierre murió en París el 19 de abril de 1906, en un accidente, y Marie completó la obra emprendida por ambos. Con tesón admirable continuó sus investigaciones y tomó el lugar que había dejado su esposo, tanto en el hogar como en La Soborna pues desde ese mismo año empezó a dar las cátedras que el impartía, y así tuvo el honor de ser la primera profesora de esa Universidad.

LA VIUDA CURIE

En 1910, Marie publicó su obra Tratado de radiactividad, y en 1911 logró purificar aun más al radio, trabajo que requirió de mucho tiempo y habilidad.

La unidad de radiactividad, el curie, fue denominada así en homenaje a Marie, en uno de los Congresos Solvay efectuados en Bruselas, donde se llegaron a reunir todos los grandes científicos de la época. Después, en 1950, la Comisión Unificada de la IUPAP(Unión Internacional de Química Pura y Aplicada) y la IUPAC (Unión Internacional de Física Pura y Aplicada), indicó que: "El curie es la unidad de radiactividad definida como la cantidad de cualquier núclido radioactivo en el cual el número de desintegraciones por segundo es 37 000 000 000". Este valor equivale a la cantidad de emanación en equilibrio de un gramo de radio: así había sido explicado por Marie Curie antes de ceder a la Oficina Internacional de Pesos y Medidas 21 mg de radio que ella misma había obtenido y purificado. Desde hace algunos años y para simplificar el uso de las unidades de radiactividad, el máximo organismo mundial sobre metrología designo al becquerel (una desintegración por segundo)y al rutherford (un millón de desintegraciones por segundo) como las unidades que deben emplearse.

Ya se han mencionado algunos de los reconocimientos que el mundo le concedió a madame Curie a lo largo de su vida, pero no obstante su prestigio, sufrió el rechazo de la Academia de Ciencias Francesa. Al deceso del físico Gernez, solicitó la vacante en dicha Academia, pero en reñida votación, en enero de 1911, el puesto fue concedido a Eduard Branly, el inventor del telégrafo inalámbrico. La población de la Academia Francesa se mantuvo masculina hasta 1966, año en que por primera vez se aceptó a una mujer como miembro. Ese honor correspondió a una discípula de Marie: Marguerite Perey, descubridora del francio. Pero también algunos hombres ilustres fueron rechazados por la Academia, y basta mencionar a Balzac, a Zolá y al mismo Pierre Curie.

En ese mismo año de 1911, Marie viviría momentos cruciales para su vida. En septiembre se vio envuelta en un escándalo muy desagradable: la aparición en la prensa parisina de su correspondencia con Paul Langevin en la cual se ponía de manifiesto que las relaciones intelectuales que mantenían desde varios años atrás habían llegado también a ser amorosas. Marie era viuda, pero Paul estaba casado y la sociedad francesa la juzgó duramente. Los contratiempos en su vida personal y profesional de esos meses se vieron quizá compensados con la obtención en ese mismo año del premio Nobel de química, por la determinación de la masa atómica de radio.

A lo largo de varios años, Marie luchó con ahínco por tener un laboratorio que respondiera a las necesidades de sus investigaciones. Por fin en 1914 se terminó la construcción del Instituto del Radio, de la Universidad de París, pero en ese mismo año estalló la primera Guerra Mundial y la inauguración tuvo que esperar hasta el armisticio.

Dado su carácter, no es de extrañar que durante la guerra participara con una fuente portátil de radio para hacer radiografías de los huesos de los heridos. La ténica era similar a la actual con los rayos X.

En el Laboratorio Curie del Instituto del Radio se hicieron trabajos de gran prestigio, entre ellos cabe mencionar el descubrimiento del francio, por Marguerite Perey y el de la radiactividad artificial, por Irene Curie y su esposo Frederic Joliot. Entre 1919 y 1934 fueron publicados 483 informes científicos provenientes del Instituto, 31 eran de Marie.

Madame Curie murió a la edad de 66 años, el 4 de julio de 1934 en Valence, Francia, y fue enterrada junio a Pierre en el cementerio de Sceaux.

¿Y POR QUÉ LA PECHBLENDA?

Al paso de los años han podido esclarecerse las razones por las cuales Bequerel observó la "radiación uránica" y los Curie descubrieron al polonio y al radio en la pechblenda y aun en los desechos del tratamiento de ese mineral.

La pechblenda es una especie mineral, también denominada uraninita, en la que existen básicamente óxidos de uranio y es hasta ahora el mineral más rico en ese elemento. Su nombre proviene de la palabra griega pitta= pez (substancia negra, pegajosa) y la alemana blind = ciego, engañoso, que aluden al color del mineral ya que tiene la apariencia de la galena [la galena es una forma mineral del sulfuro del plomo divalente. Es la principal fuente de plomo]sin serlo. En México existe en los estados de Chihuahua y Oaxaca, principalmente. La pechblenda es un material radiactivo, pues lo son tanto el constituyente principal (el uranio) como algunos de sus demás componentes.

Los núcleos de los átomos del elemento uranio están constituidos por 92 partículas que tienen carga eléctrica positiva (protones) y contienen además partículas neutras (neutrones). Para la mayoría de los átomos de dicho elemento que se encuentra en la naturaleza, el número de neutrones es 146. Estos núcleos se denominan de uranio-238, porque 92 más 146 es igual a 238.

El uranio-238 tiene una vida media [la vida media es el tiempo que transcurre para que la radiactividad de una substancia llegue a ser la mitad de su valor original (véase la figura 1.2)] enorme, de 4 500 millones de años, por lo que se le considera como una substancia radiactiva primaria [las substancias radiactivas primarias son aquellas que tienen un tiempo de vida media muy largo, comparado con la edad de la Tierra, y por ese motivo, aunque existen desde la formación del planeta, todavía quedan en cantidades apreciables]. Es el origen o padre de una familia numerosa (véase la figura I.3) en la cual, con la excepción del último integrante que se considera estable, todos los demás emiten radiaciones nucleares, es decir, son substancias radiactivas secundarias [las substancias radiactivas secundarias son las que tienen vidas medias muy cortas, pero como se originan por el decaimiento de las primarias, se están formando continuamente y por esa razón es posible encontrarlas en la naturaleza].

La inestabilidad de los núcleos provoca la emisión de varios tipos de radiación. Más adelante, en el capítulo referente a los descubrimientos de Rutherford y la escuela inglesa, se encontrará una explicación amplia sobre ellos, pues fue él quien logró identificar lo que en un principio Becquerel denominó radiación uránica. Por el momento nos limitaremos a mencionar que existen las radiaciones alfa, beta y gamma.

Figura I.2. Curva de desintegración del uranio-238. Cada vez que transcurren 4 500 millones de años, la radiactividad se reduce a la mitad.

Figura I.3. La familia del uranio-238. También se denomina 4n+2, porque los números de masa de los integrantes pueden restarse de 2 unidades y dividirse entre 4, para dar un valor llamado n, el cual disminuye desde 59 para el uranio-238: (4x59) + 2 = 238, hasta 51 para el plomo-206: (4x51) + 2 = 206.

Ahora bien, los núcleos de los átomos del uranio-238 son capaces de desprenderse, en una sola emisión, de dos protones y dos neutrones, que forman una entidad que se denomina partícula alfa o radiación alfa. Después de la emisión, el núcleo remanente posee 90 protones y 144 neutrones, se denomina torio-234 y sus propiedades físicas y químicas son completamente diferentes de las de su padre (véase la figura I.2). La vida media del torio-234 es solamente de algunos días y la radiación emitida es beta, es decir, partículas ligeras de carga negativa, similares a los electrones que circundan al núcleo, sólo que la radiación beta proviene del interior de aquél. Esa emisión equivale a la pérdida de una partícula neutra (neutrón) y la ganancia de un protón. El nuevo núcleo tiene entonces 91 protones y 143 neutrones y es diferente de sus dos predecesores: se trata del protactinio-234, emisor beta de vida muy corta. Por su emisión, el número de protones y neutrones vuelve a cambiar y llega a ser 92 y 142. El elemento que posee 92 protones ya lo hemos visto, es el uranio: sólo que en este caso, la suma de 92 + 142 = 234 y se denomina uranio-234. Esta entidad se comporta químicamente igual que el padre de la cadena (uranio-238), pero sus propiedades nucleares son distintas (por ejemplo, en la figura I.1 las vidas media de uno y otro). Cuando dos entidades tienen el mismo número de protones y diferentes números de neutrones, como el uranio-234 y el uranio-238, se dice que son isótopos de un mismo elemento.

El uranio-234 forma por decaimiento alfa al torio-230 y éste a su vez al radio-226 y así sucesivamente.

Es importante mencionar aquí que los valores de las vidas medias no solamente son responsables de la desaparición de una especie radiactiva, sino también de su formación, de tal manera que en su momento dado puede alcanzarse un equilibrio [el equilibrio de un sistema es el estado en el cual sus propiedades no se alteran con el tiempo]. Así, si la vida media del padre es muy larga y la del hijo es corta, éste tiene en principio grandes probabilidades de formarse y de desaparecer, hasta que llega un momento en que establece el equilibrio y padre e hijo coexisten, lo que equivale a decir que el hijo sobrevive con la vida media de su padre. En el caso particular del uranio-238, cuya vida media es inmensa, y de su hijo el torio-234, de vida media corta, se establece sin equilibrio que se denomina secular.

Supongamos que por un proceso químico se logra separar al uranio de todos los integrantes de su familia radiactiva, que inmediatamente se mide la radiactividad (tiempo=0) y que ésta es igual a 10 000 desintegraciones por minuto. Si después de 80, 160, 240 ó 320 días se repite la medición de radiactividad del uranio-238, hallaremos valores muy similares, porque su vida media es tan larga (4 500 000 000 de años) que en un año no es posible apreciar su decaimiento. Lo anterior se halla representado en la figura con la línea pespunteada. Si en la muestra se mide desde tiempo = 0 y diariamente la radiactividad del hijo radiactivo, el torio-234 de 24 días de vida media, se aprecia que esta aumenta gradualmente (línea llena en la figura I.4) hasta que después de 160 días prácticamente el número de sus desintegraciones por minuto llega a ser de 10 000, el mismo valor que el de su padre y además entonces el torio-234 no decae con su propia vida media, sino que se mantiene en equilibrio con su padre.

Cuando padre e hijo tienen vidas medias muy largas, el equilibrio puede tardar muchísimo tiempo y, prácticamente, durante la vida de un ser humano, no se aprecia la formación del hijo. Por ejemplo, para que el torio-230 se ponga en equilibrio con su padre el uranio-234 debe transcurrir casi medio millón de años. Sin embargo, en un mineral muy antiguo como la pechblenda, el uranio-238 tuvo tiempo suficiente para que toda su descendencia alcanzara el equilibrio radiactivo, lo que equivale a decir que todos decaen con la vida media del uranio-238 y que coexisten. Cuando el mineral se procesa químicamente para separar al uranio, el uranio-238 forma, con relativa rapidez, al torio 234, al protactinio-234 y al uranio-234, pero ningún otro miembro de la familia se puede observar en mucho tiempo. Por esa razón los Curie observaron diferencias en la intensidad de la radiación que tenían las sales y los minerales de uranio. En las primeras sólo estaban presentes los primeros cuatro integrantes de la familia radiactiva, mientras que en el mineral se encontraba al uranio con toda su progenie.

Ahora bien, el uranio tiene un comportamiento químico diferente del de los otros elementos que integran su familia radiactiva y cuando se separa del mineral, los demás quedan en los desechos. Por eso los Curie lograron encontrar al polonio y al radio en los desechos que consiguieron. Estos elementos son muy poco abundantes en la naturaleza: tan solo se encuentran 7.4 millonésimas de gramo de polonio y 340 miligramos de radio por cada tonelada de uranio, de allí que Marie necesitara de varias toneladas de material para obtener cantidades ponderables de esos elementos.

Figura I.4. ejemplo del equilibrio secular, en el vida media del padre es mucho mayor que la del hijo.

- - - línea correspondiente al padre: uranio-238 (vida media: 4 500 millones de años).

 línea correspondiente al hijo. Torio-234 (vida media: 24 días).

La familia del uranio-238 (figura I.1) está integrada por los siguientes elementos químicos: uranio, protactinio, torio, radio, radón, astato, polonio, bismuto, plomo, talio y mercurio. Los Curie lograron encontrar en esos desechos al polonio y al radio pero fueron otros los que descubrieron al proctactinio (Fajans y Gohring 1913), al radón (Dorn 1900) y al astato (1940). Los demás ya habían sido identificados, algunos desde la antigüedad, pero fue ya en el transcurso del siglo XX cuando pudieron establecerse las relaciones radiactivas que existen entre ellos.

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