Marie Curie - Nữ bác học đầu tiên nghiên cứu về phóng xạ

Marie Curie là nhà bác học nữ hai lần nhận giải thưởng Nobel. Bà là một trong những người đầu tiên trên thế giới nghiên cứu về phóng xạ, bà đã tìm ra chất Rađi, chất này khi các nguyên tử của nó bị tách rời sẽ tạo ra sự phóng xạ mà thời đó người ta chưa hiểu rõ bản chất. Nhờ những công trình của bà mà nhân loại có được khái niệm về nguyên tử và tính phóng xạ.Cô bé Marie Salome Sklodowska chào đời ngày 7/11/1867 tại thành phố Varsovie (Ba Lan) trong một gia đình trung lưu, cả cha mẹ đều là nhà giáo. Hồi đó Ba Lan bị nước Nga thống trị, nền giáo dục tốt nhất, những vị trí tốt nhất đều giành cho người Nga, người Ba Lan ít có cơ hội học hành. Tuy nhiên vì cha mẹ là những nhà giáo nên các anh chị em nhà Sklodowska được giáo dục nghiêm túc. Năm 1883, Marie tốt nghiệp trung học xuất sắc và được thưởng huy chương vàng của nhà trường. Cô muốn đi học tiếp nhưng lúc ấy ở Ba Lan phụ nữ không được học đại học, gia đình cô lại gặp khó khăn. Marie đành nhận làm gia sư cho một số gia đình giàu có. Những lúc rảnh rỗi cô tự học toán và vật lý. Năm 1891, lúc này kinh tế gia đình đã khá hơn, Marie quyết định ra nước ngoài học. Cô đã đi trên một toa xe lửa hạng ba từ Ba Lan tới tận Pari (Pháp) để theo học chuyên ngành Toán và Vật lý của đại học Sorbonne. Năm đó Marie 24 tuổi. Mới đầu Marie sống ở nhà chị gái là Bronia, khi ấy cô chị đã lấy một thầy thuốc. Rồi cô đến ngụ cư trong một tầng hầm tối tăm ở khu Latinh. Cô ăn uống rất kham khổ và không đủ củi sưởi trong mùa đông. Những khó khăn đó không làm cô nản chí mà càng quyết tâm học tập, cô thường nghiên cứu nhiều giờ liền trong các thư viện. Marie đã được học các giáo sư danh tiếng thời đó như Paul Appell và Gabrie Lippmann. Chỉ hai năm sau cô đã nhận được tấm bằng cử nhân Vật lý một cách xuất sắc và được nhận vào làm việc tại phòng thí nghiệm của Lippmann. Năm sau, 1894, cô nhận tiếp bằng toán học. Từ đó cô chuyên tâm vào nghiên cứu vì lòng say mê khoa học chứ không phải vì lợi ích vật chất. Cũng trong năm 1894, Marie gặp gỡ Pierre Curie, một nhà vật lý người Pháp, lúc đó đang giữ một vị trí quan trọng trong phòng thí nghiệm vật lý của đại học Sorbone. Khi đó Marie 27 tuổi còn Pierre 35 tuổi, họ nhanh chóng yêu nhau vì cả hai có cùng chí hướng là đam mê nghiên cứu vật lý. Ngày 20/7/1895, họ cưới nhau (từ đây bà mang họ tên là Marie Curie). Cũng năm 1895, Pierre nhận được học vị Tiến sỹ khoa học vì những công trình đầu tiên của ông về từ học. Sau ngày cưới, Marie về làm việc cùng phòng thí nghiệm của chồng, bà nghiên cứu những đặc tính từ của các hợp kim và đã viết công trình khoa học đầu tiên trong số rất nhiều công trình của đời mình. Cùng thời với Marie Curie, nhà vật lý người Đức là Wilhelm Rentgen đã phát hiện ra những “tia xuyên” vô hình từ một ống điện, chưa rõ bản chất của nó, ông đặt tên cho nó là tia X. Những tia này có thể xuyên qua da thịt và nhiều chất khác nhưng không xuyên qua được những vật cứng và dày đặc như xương và kim loại dày. Một thời gian ngắn sau đó, tia X và hiệu quả của nó trở nên nổi tiếng trên thế giới. Phát minh ra sự phát xạ này đã thu hút sự quan tâm của nhiều tầng lớp nhân dân, dĩ nhiên Pierre và Marie cũng rất quan tâm đến thành tựu này. Năm 1896, một nhà vật lý khác là Henri Becquerel tìm ra những tia xuyên khác, tia xuyên này phát ra từ một mẩu Urani. Henri để mẩu Urani trong ngăn kéo, đặt trên một tờ giấy ảnh. Vài ngày sau ông thấy tờ giấy ảnh phủ một lớp hơi nước. Marie đã quyết định nghiên cứu sự bức xạ bí hiểm mà Becquerel khám phá để làm đề tài tiến sỹ của mình. Marie đã nghiên cứu trong điều kiện nghèo nàn về vật chất: Phòng thí nghiệm của bà chật chội, ẩm ướt và không có lò sưởi. Với chiếc tĩnh điện kế do chồng và em chồng là Jacques Curie sáng chế, bà tìm kiếm các nguồn xạ không phải của Urani. Bà khám phá được một chất là Thori cũng có đặc tính ấy. Bà cũng nhận thấy rằng dù xử lý Urani và các chất có Urani như thế nào thì lượng bức xạ vẫn y nguyên. Từ đó, Marie nhận định rằng bức xạ không phải do các phản ứng hoá học vì nếu như vậy thì nó sẽ thay đổi khi Urani được thêm vào hay bị tách khỏi các hoá chất khác. Phải chăng nó từ những phân tử nhỏ nhất của chính Urani mà ra. Ý tưởng đó trái ngược với các lý thuyết khoa học thời ấy, nhưng sự đúng đắn của nó đã được chứng minh. Marie và Pierre cũng nghiên cứu tác động của những bức xạ mới tìm thấy, nó làm cho một số chất có hiện tượng huỳnh quang. Chất Urani mà Marie sử dụng chủ yếu là ở dạng quặng Uraninit, hỗn hợp tự nhiên chưa được làm sạch gồm đất đá và một số chất khác. Quặng Chancolit cũng chứa Urani. Năm 1898, những thí nghiệm và tính toán của Marie chỉ ra rằng Uraninit và Chancolit phát bức xạ nhiều hơn mức dự kiến do thành phần Urani chứa đựng trong nó. Vậy thì trong quặng đó phải có chất nào khác tạo ra lượng bức xạ dôi dư. Marie dùng phương pháp hoá học, giã viên quặng, rây, đun sôi làm tan rã để chất lỏng bay hơi, lọc bã cặn, chưng cất và cho nó chịu tác động của một dòng điện.Ở mỗi công đoạn, Marie cùng đồng sự kiểm tra thành phần và độ tinh khiết của chất mới thu được. Bà tách phần phát nhiều tia bức xạ nhất và lại xử lý tiếp. Cuối cùng bà có được một chất mới ở thể thuần khiết, một nguyên tố hoá học mới, bà đặt tên là Pôlôni để tôn vinh quê hương của bà (Pôlôni nghĩa là Ba Lan). Trong bản báo cáo khoa học bà đã dùng từ “phóng xạ” để chỉ những chất như Urani hay Pôlôni phát tia xuyên hay bức xạ. Pôlôni là chất đầu tiên có độ phóng xạ mạnh được tách ra dưới dạng thuần khiết. Sự bức xạ của nó làm cho không khí xung quanh phát quang và bản thân chất Pôlôni sờ vào cũng thấy nóng. Pôlôni không phải là nguyên nhân duy nhất sự phóng xạ của Uraninit. Marie tiếp tục nghiên cứu và làm sạch một chất chứa một nguyên tố mới mà bà gọi là Rađi. Một số chất phóng xạ được ông bà Curie tinh chế có tính phát quang. Năm 1899, Marie chuyên tâm vào một công việc to lớn: tạo được Rađi nguyên chất dưới một dạng có thể chứng minh sự tồn tại của nó. Hàng tấn quặng bã phóng xạ từ Bôhem và châu Phi được gửi đến phòng thí nghiệm ở Pari để đưa vào quá trình làm phân rã bằng hoá học. Giai đoạn cuối cùng rất khó khăn, thường là thất vọng. Thời đó những mối nguy do phóng xạ gây ra chưa được biết đến bao nhiêu, vì thế mà sức khoẻ của Marie bị suy kiệt kéo dài. Triệu chứng bệnh lao xuất hiện sau khi sinh cô con gái Irene, bà luôn cảm thấy mệt mỏi, khó tiêu do bị nhiễm xạ. Tay bà cứng đờ ra, bị thương tổn, nổi đầy mụn lở loét do phải pha trộn, đun nấu chất phóng xạ, nhiều năm sau những sổ tay và ghế ngồi của bà ở phòng thí nghiệm còn nhiễm độ phóng xạ rất cao. Bà đã hoàn thành được đến cùng công việc nhọc nhằn như thế, bà vừa nghiên cứu Rađi vừa tiến hành nghiên cứu khác, cùng với nhà vật lý Henri Becquerel và một nhà khoa học khác là Fritz Giesel bà đã khám phá được những đặc tính của bức xạ vào năm 1899.Mặc dù danh tiếng của ông bà Curie rất lớn nhưng họ vẫn nhận được rất ít kinh phí để nghiên cứu. Để có thêm tiền mua sắm thiết bị, nguyên liệu, Pierre phải nhận một chân phụ đạo ở trường ĐH Bách khoa, còn Marie thì nhận thêm việc giảng dạy vật lý ở ĐH Sư phạm Sèvres. Công cuộc nghiên cứu của họ vẫn có những bước tiến kỳ diệu: Năm 1902, Marie thu được một loại muối Rađi nguyên chất, chỉ bằng 1/10 gam, nhỏ gần như là không thể nhận thấy (cần 7 tấn quặng Uraninit mới có được 1 gam Rađi). Nhưng lượng nhỏ nhoi thu được đó cũng đủ để biết được đặc tính lý hoá của Rađi. Đó là đỉnh cao trong sự nghiệp của bà. Piere và Marie được mời phát biểu tại viện hoàng gia Luân đôn và đã được tặng huy chương tôn vinh Humphrey Davy. Trở về Pari, Marie được nhận bằng tiến sỹ khoa học vì công trình của bà. Nhưng ông bà đã chịu những nỗi bất hạnh khi đứa con họ sinh ra không sống được do bị nhiễm phóng xạ (hồi đó người ta chưa biết những nguy cơ của phóng xạ). Cũng trong năm này, Piere, Marie và Henri Becquerel đã nhận được giải thưởng Nobel về vật lý vì những công trình nghiên cứu về phóng xạ. Thật đau khổ là vợ chồng bà không ai đủ sức khoẻ để đến Thuỵ Điển nhận giải. Năm 1904, Eve, con gái thứ nhì ra đời. Pierre cũng được bổ nhiệm giáo sư ở Sorbonne, ông có một phòng thí nghiệm tốt hơn và Marie trở thành trợ lý chính của ông, năm sau Pierre được bầu vào Viện Hàn lâm khoa học. Chất Rađi đã được công nhận, người ta biết đến đặc tính của nó phát sáng trong bóng tối và bắt đầu dùng nó để chữa một số bệnh, giá trị của nó lên cao vùn vụt. Dần dần một số nhà máy và bệnh viện được thành lập để sử dụng thứ kim loại quý đó. Một ngày tháng tư năm 1906, Pierre đang đi trên phố ở Pari, chìm đắm trong suy tư, ông không nhìn thấy một cỗ xe ngựa chất nặng đang lao tới, cỗ xe hất ông ngã văng ra và chết ngay tại chỗ. Cái chết của Pierre khiến Marie rất đau khổ và bà bị hẫng hụt một thời gian dài. Bà tìm sự giải thoát tâm hồn bằng tiếp tục công việc. Bà được nhận chức vị của Pierre và trở thành người phụ nữ đầu tiên làm giáo sư ở Sorbonne. Chú tâm vào công việc hơn bao giờ hết, bà tiếp tục làm sạch Rađi và Pôlôni. Năm 1910, bà đã thu được Rađi nguyên chất, một thứ kim loại màu trắng lóng lánh và tìm được điểm nóng chảy của nó là 700 độ C. Cũng trong năm ấy bà công bố công trình: “Chuyên luận về sự phóng xạ” dày 971 trang. Năm sau, 1911, bà được tặng giải Nobel về hoá học vì đã tách được Rađi nguyên chất. Năm 1922, bà được bầu vào Viện hàn lâm y học Pháp. Trong thập niên 1920 - 1930, người ta bắt đầu hiểu rõ hơn những hậu quả độc hại của phóng xạ đối với cơ thể con người. Những nhà bác học cùng làm việc bên cạnh ông bà Curie thuở ban đầu của phát minh đều bị những triệu chứng mà phóng xạ gây ra như: khó chịu đường tiêu hoá, rát bỏng, lở loét, ung thư...Tiên phong trong nghiên cứu về phóng xạ, Marie Curie đã phải chịu đựng bệnh phóng xạ trong thời gian hơn nửa cuộc đời. Năm 1934 bà đã mất sau khi chịu đựng những đau đớn do bệnh tật bởi nhiễm xạ. Rađi do Marie Curie phát minh ngày nay ít được dùng nhưng các công trình về tinh lọc Rađi và về bức xạ đã góp phần quan trọng vào sự hiểu biết rộng hơn về sự phóng xạ và nguyên tử. Những nghiên cứu của bà và nhiều nhà bác học khác đã giúp cho việc nghiên cứu cấu trúc của nguyên tử và những điều kiện tạo ra sự giải toả năng lượng. Sự phóng xạ cũng cho khả năng phát hiện và chữa một số bệnh. Nhờ liệu pháp tia X người ta có thể diệt một số tế bào ung thư bằng cách “bắn phá” nó bằng bom, tức là phát những tia bức xạ của côban vào các tế bào có bệnh. Marie Curie được mệnh danh là nhà khoa học nữ vĩ đại nhất thế kỷ 20, lòng say mê khoa học và những cống hiến của bà khiến nhân loại phải kính trọng.