Novákoviny

stránky publicisty Jana A. Nováka

Objev radioaktivita: na počátku byl nevinný pokus

becqSlovo radioaktivita má po desetiletích studené války ve stínu jaderných zbraní a po černobylské havárii zlověstný zvuk. Lidstvo ji však zná jen něco málo přes jedno století. Před rokem 1896 neměl o existenci neviditelného smrtícího záření z nitra hmoty nikdo ani ponětí - a ještě dlouho poté jen málokdo tušil, jaké možnosti i hrůzy tento jev skrývá. První krok k jejímu odhalení učinil francouzský fyzik Antoine Henri Becquerel.

 

 

Den, který měl do té doby nikterak významného vědce povznést k největší možné vědecké slávě - Nobelovu cenu nevyjímaje - nastal 20. února 1895. Jako řádný člen francouzské Akademie věd se Becquerel spořádaně dostavil na zasedání této ctihodné instituce, aby tu vyslechl přednášku svého kolegy Henriho Poincarého o Röntgenových pokusech s katodovými paprsky. Wilhelm Conrad Röntgen krátce předtím zjistil, že záření vznikající při průchodu elektronů vakuovou trubicí dokáže pronikat pevnými látkami a zanechávat stopy na fotografické desce, stejně jako obyčejné světlo. Snímek kostí ruky i s kovovým prstenem jeho manželky obletěl svět a uvedl vědce do varu. Záření, které dokáže zobrazovat věci dosud neviditelné!

Nebylo divu, že se Becquerel ze zasedání vracel s hlavou plnou neklidných myšlenek. Reagoval však zcela odlišně, než stovky Röntgenových kolegů, kteří pokus po něm prostě jen zopakovali. Becquerel se před tím mimo jiné zabýval nerosty, které od přírody světélkují, a tak jej napadlo, že i ony by mohly být zdrojem tohoto podivuhodného záření. Vzpomněl si totiž, že podle popisů pokusů německého fyzika i určitá část katodové trubice světélkovala zelenožlutým světlem. Co kdyby dokázal totéž co Röntgen, ale bez katodové trubice a zdroje vysokého elektrického napětí? Nepochybně by šlo o významný objev. Okamžitě se pustil do práce.

 

Dědičná zátěž fyzikou

Becquerel měl pro objevení přirozené radioaktivity ty nejlepší předpoklady. Narodil se 15. prosince 1852 v Paříži v rodině, kde se povolání (a poslání) fyzika dědilo z generace na generaci tak jako v jiných rodinách řemeslo či grunt. Jeho dědeček Antoine César byl člen Královské vědecké společnosti a objevitel elektrolytických metod získávání kovů z jejich sloučenin. Otec Alexander Edmond Becquerel byl profesor aplikované fyziky a zabýval se především výzkumem slunečního záření.

Mezi jeho zájmy však patřila fosforescence nerostů, a tak svého syna ke slavné nobelovské práci přímo inspiroval. Právě on mu dodal vzorky těžkých solí, na nichž Antoine Henri prokázal existenci radioaktivity. Syn mu to nezapomněl. "Vkládal jsem velké naděje do pokusů s uranovými solemi, následujíc tak práce mého otce," prohlásil v letech, kdy byl na vrcholu vědecké slávy.

Do té však měl v roce 1852 ještě dost daleko - a dokonce to nějaký čas vypadalo, že v rodové tradici ani pokračovat nebude. V roce 1872 vstoupil na pařížskou Polytechniku, kterou s úspěchem dokončil o pět let později. Zdálo se tedy, že jeho životním posláním se stanou stavby a konstrukce, což jakoby ještě potvrdil prohloubením vzdělání o specializaci na stavbu silnic a mostů.

Pak už se ale začaly projevovat "fyzikální geny" po předcích. Roku 1878 nastoupil na místo asistenta v Muzeu přírodní historie v Paříži a v roce 1888 získal vědeckou hodnost doktora věd. Od roku 1895 působil jako profesor na Polytechnice, kde také učinil všechny své významné objevy.

Ve svých pokusech se Becquerel nejdříve zaměřil na polarizaci světla a absorbci světla v krystalech. Toto téma se také stalo předmětem jeho doktorské práce. V té době se však zabýval i zemským magnetismem a dalšími problémy, které byly od tématu radioaktivity ještě vzdálenější. Teprve zmíněná Poincarého přednáška v únoru 1895 jej nasměrovala k sérii objevů, které jej navždy proslavily.

 

Paprsky v temnotě

Becquerelův postup při odhalování neviditelného záření byl zcela logický - a zpočátku zcela scestný. Usoudil v této etapě své práce, že nerosty mohou vydávat tajemné neviditelné záření jen tehdy, když viditelně světélkují. Jinak řečeno, mezi luminiscencí nebo fosforescencí a záhadnými Röntgenovými paprsky X měla být nějaká souvislost. Dal tedy vybrané kameny z otcovy sbírky na slunce, a když se dostatečně "nasvítily" a začaly samy pěkně zářit, položil je na fotografické desky světlotěsně zabalené do papírových desek. Po nějakém čase stačilo desky v temné komoře z obalů opatrně vyjmout a vyvolat - a pravda o paprscích X by krásně vyšla najevo.

Jenže skutečnost málokdy bývá tak jednoduchá, jako teoretické předpoklady. Když Becquerel vyvolal první sadu desek, nestačil se divit. Většina z nich zůstala naprosto nezměněná, jen pod několika vzorky zčernaly. Ukázalo se, že jde o fluoreskující soli uranu. Rok po Poincarého přednášce (24. února 1896) Becquerel dopisem informoval Akademii o svém objevu: "Uran vydává záření pronikající hmotou i bez vysokého napětí katodové trubice." To byl nepochybně významný poznatek, ale k objevu přirozené radioaktivity stále ještě nesměřoval. Becquerel se totiž stále ještě domníval, že záření souvisí s luminiscencí uranových solí. Už o několik dní později (2. března) však akademikové dostávají dopis s ještě neuvěřitelnějším sdělením: "Uran vydává záření i bez předchozího osvětlení!"

O tom, jak k objevu došlo, koluje v populární literatuře celá řada historek typu "roztržitý vědec, za něž jeho klíčový objev udělala náhoda". Podle nich Becquerel nedopatřením položil uran na zabalené desky uložené v zásuvce, a ty pak v důsledku roztržitosti také vyvolal. V méně serióznějších publikacích či článcích pak se jeho geniální roztržitost projevovala ještě větším chaosem v nakládání se vzorky a fotografickými deskami. Tak jako u mnoha podobných "příběhů z natáčení" jde o mocný nános balastu na jakémsi pravdivém jádře, který je určený k pobavení čtenářů, o nichž autor z jakéhosi důvodu předpokládá, že při sdělení prosté pravdy mocně zívnou a odejdou se zabývat méně bohulibými aktivitami, než je čtení o vědě.

Sám Becquerel o okolnostech svého objevu akademiky informoval takto: "Protože v minulých dnech nesvítilo slunce, nechal jsem vzorky se zabalenými deskami ve tmě v zásuvce. 1. března jsem při jejich vyvolávání v rozporu s očekáváním zjistil, že i na těchto deskách jsou patrné zcela ostré kontury uranu." Becquerela tedy výsledky pokusu sice překvapily, ale postup, který objevu předcházel, byl promyšlený a cílevědomý. V opačném případě by totiž desky ze zásuvky nevyvolával, ale použil v jiné sérii experimentů, nebo prostě vyhodil.

Také závěry, které z toho vyvodil, byly - navzdory nečekanosti - v zásadě správné: "Tuto vlastnost má pouze uran a nezávisí na ničem jiném".

 

Na stopě neznámých prvků

Někteří odborníci soudí, že přestože ve své době zaujal odborný svět spíše Röntgen, Becquerelovi věda patrně vděčí za víc. Objev katodového záření totiž byl na konci 19. století nejen na spadnutí, ale někteří badatelé slavného Němce dokonce předešli - jen své poznatky špatně pochopili, nebo nedocenili. Nebo s nimi pouze ve správný čas nevyrukovali na správném místě. Naproti tomu není známo, že by se tehdy někdo zabýval pokusy obdobnými těm, jaké prováděl Becquerel. A to ani navzdory usilovné (a vcelku chvályhodné) snaze některých historiků a publicistů neustále zpochybňovat "učebnicové" pojetí dějin.

Významný fyzik Pierre Auger proto usoudil, že k objevu rentgenových paprsků by v té době tak jako tak došlo, zatímco bez Becquerela by se objev radioaktivity mohl opozdit až o celá desetiletí.

Becquerel se podivným zářením z nitra uranu dál intenzívně zabýval. Zjistil nejen to, že černání fotografických desek způsobují všechny sloučeniny obsahující uran, zatímco luminiscencí se vyznačují jen některé jeho soli, ale i to, že záhadné záření ionizuje vzduch a lze jej odklonit pomocí magnetického pole. Tento poznatek zveřejnil v roce 1899. Vyplývalo z něj, že se neznámé záření (přinejmenším z určité části) skládá z elektricky nabitých částic. Na jeho podstatu však přijít nedokázal.

Tehdy od něj štafetu převzali manželé Marie a Pierre Curieovi. Ti už v roce 1896 zjistili, že stejné záření vydávají také sloučeniny thoria - na světě tedy byl přinejmenším ještě jeden radioaktivní prvek. Tehdy Marie Curieová pro tuto vlastnost (které se zpočátku říkalo Becquerelovy paprsky) poprvé použila název radioaktivita. Objevitel záření však o fyzikální zvěčnění svého jména nakonec přece jen nepřišel: byla po něm pojmenována jednotka radioaktivity. Jeden Becquerel vyjadřuje aktivitu odpovídající situaci, při níž se jedn atom rozpadne v průměru za jednu sekundu. Sám fyzik ovšem nemůže za to, že čísla opatřená zkratkou Bq zní od dob prvních jaderných útoků a havárií atomových elektráren spíš zlověstně...

Manželé Curieovi pak prováděli pečlivá měření v různých horninách a brzy zjistili významné nesrovnalosti: radioaktivita byla mnohem vyšší, než by odpovídalo zastoupení uranu a thoria ve vzorcích. Jediným logickým vysvětlením bylo, že rudy obsahují další dosud neznámé prvky, jejichž radioaktivita je ještě výrazně vyšší. V červenci 1898 oznamují: "Domníváme se, že látka, kterou jsme vyloučili ze smolince, obsahuje dosud neobjevený kov... Navrhujeme, aby byl nazván polonium."

Měli pravdu. Polonium bylo 150krát radioaktivnější než uran. Později ještě objevili radium, jehož aktivita byla dokonce 900krát vyšší než u uranu.

Především však v roce 1899 Marie Curieová vyslovila správnou hypotézu o příčinách radioaktivity. Usoudila, že jde o vyzařování částí složitých atomů těžkých prvků, přičemž se tyto prvky mění na jednodušší. Svým způsobem tak rehabilitovala dávné alchymisty, kteří usilovali o totéž - jen poněkud nestandardními metodami.

 

Ďábel nezapomíná

Mezitím se Becquerelovi konečně dostalo i zasloužených poct. V roce 1900 se stal důstojníkem čestné legie, v roce 1903 (dva roky po Röntgenovi) spolu s manželi Curieovými dostal Nobelovu cenu za fyziku za zkoumání radiačních jevů. S manželkou Janin měl syna Jeana, který se rovněž stal fyzikem, a tak slavná vědecká dynastie dostala následníka trůnu. Zdálo by se, že Antoine Henri je nejen na vrcholu slávy a štěstí, ale i v nejlepších letech, takže - když už k dosavadním úspěchům nepřibudou další - alespoň si bude moci užívat plodů těch předešlých.

Radioaktivita, ale není z těch džinů, které jde snadno vyvolat a stejně snadno také zapudit zpět do láhve. Už v roce 1901 Becquerel - patrně jako vůbec první člověk - doslova na vlastní kůži zjistil, že radioaktivita není jen úžasná ale i zhoubná. Když v dubnu toho roku nosil nějaká čas vzorek uranové sloučeniny v kapse u vesty, krátce na to se mu v těch místech na těle objevila spálenina. Rána se nehojila a nakonec pomohl jen radikální chirurgický zákrok.

Pravděpodobně i proto se Antoine Henri Becquerel ze svých úspěchů příliš dlouho netěšil. Zemřel v Le Croisic 25. srpna roku 1908 ve věku pouhých 55 let. Mnohé nasvědčuje tomu, že na jeho předčasné smrti se podepsala především radioaktivita - jako ďábel, který za úpis zařídí úspěch, ale nikdy nezapomene na řádné splacení dluhu.

Jenže ďábel na světě už zůstal a od časů Henriho Becquerela si dál vybírá nemalé úroky. Na radioaktivitu doplatili nejen lidé z Hirošimy, Nagasaki a Černobylu, ale i řada jaderných vědců (Marii Curieovou nevyjímaje - zemřela na leukémii v roce 1934, zatímco její manžel unikl podobnému osudu nejspíš jen předčasným skonem pod koly povozu v roce 1906), oběti ukradených nebo nedopatřením zašantročených zářičů a asi i mnozí nemocní rakovinou a dalšími chorobami, kteří doplatili na zvyšující se hladiny radioaktivity v prostředí způsobené někdejšími jadernými pokusy či haváriemi.

Není ovšem sporu o tom, že radioaktivita umí také pomáhat. Oproti časům z počátků atomové éry, kdy v mnoha laboratořích a provozech s radioaktivními látkami se nedodržovaly ani ty nejzákladnější hygienické zásady, se už mnoho změnilo k lepšímu. Leckteré zcela současné nehody a pochybení však opakovaně ukazují, že lidstvo velikosti a síle džinů, které se snaží krotit, stále ještě nedorostlo - ani ne tak fyzicky, jako spíš mentálně.

 

Jan A. Novák

Přidat komentář


Bezpečnostní kód
Obnovit

Ze stejného soudku

 
Free Joomla Templates by JoomlaShack