Wie die Curies das Radium und Polonium isolierten
(nach einem Aufsatz von G. Hartl in Kultur und Technik 4/1979)
Das Ehepaar Curie verwendete für die Gewinnung der im natürlichen Gestein nur zu einem sehr geringen Prozentsatz (ca. 0,00005% oder 1/2 Gramm pro Tonne) enthaltenen radioaktiven Elemente Polonium und Radium ("das Strahlende") eine Methode, die sich zum einen auf deren chemische Eigenschaften, zum anderen auf die ionisierende Wirkung der von ihnen ausgesandten radioaktiven Strahlung stützt.
Zunächst wurde die Aktivität des Pechblendenrückstandes gemessen und dieser anschließend einem chemischen Trennprozess unterworfen. Durch Auflösung der Mineralien in Salzsäure entsteht eine Lösung und ein Niederschlag. Man prüft nun, ob die Radioaktivität in der Lösung oder im Niederschlag sitzt. Wenn z.B. die Lösung an Radioaktivität verliert, interessiert nur noch der Niederschlag, der dann wieder einem Trennprozess unterworfen wird usw. . . . Durch diese fortgesetzte mühsame Fraktionierung gelingt es schließlich das reine Element darzustellen.
An einer Stelle des Analyseweges versagte jedoch dieses Trennverfahren, da sowohl Lösung als auch Niederschlag radioaktiv waren. Es lag daher die Vermutung nahe, dass die Curies in ihren Retorten zwei neue Elemente gefunden haben.
Marie Curie schreibt in ihren Erinnerungen über die damalige entbehrungsreiche Zeit: "Eine unserer beliebtesten Zerstreuungen in dieser Zeit waren die allabendlichen Besuche in unserem Labor. Überall sahen wir dabei die schwach leuchtenden Umrisse der Gläser und Tüten, in denen unsere Präparate aufbewahrt waren. Dies war ein wirklich herrlicher Anblick. Die glühenden Röhrchen sahen wie winzige Zauberlichter aus."
Aktivitätsmessung von radioaktiven Proben mit einer von Pierre Curie entwickelten Anordnung
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 Bild aus dem Deutschen Museum, München |
Marie Curie schreibt in ihrer Abhandlung: Untersuchung über die radioaktiven Substanzen
Die benutzte Methode besteht in der Messung der Leitfähigkeit der Luft unter der Einwirkung radioaktiver Substanzen. Diese Methode hat den Vorteil, schnell zu sein und vergleichbare Zahlen zu liefern. Der benutzte Apparat besteht aus einem Plattenkondensator AB. Die fein pulverisierte aktive Substanz ist auf der Platte B ausgebreitet und macht die Luft zwischen den Platten leitend. Um diese Leitfähigkeit zu messen, bringt man die Platte B auf ein hohes Potential, indem man sie mit dem einen Pol einer kleinen Akkumulatoren-Batterie verbindet, deren anderer Pol an Erde liegt. Da die Platte A durch den Draht CD an Erde gelegt ist, entsteht ein elektrischer Strom zwischen den Platten. Das Potential der Platte A wird durch ein Elektrometer E gemessen. Unterbricht man in C die Verbindung mit der Erde, so ladet sich die Platte A und die Ladung bewirkt eine Ablenkung des Elektrometers. Die Geschwindigkeit der Ablenkung ist proportional der Stromintensität und kann zu ihrer Messung dienen.
Es ist jedoch vorzuziehen, bei Ausführung der Messung die Ladung der Platte A zu kompensieren, so dass man das Elektrometer auf Null hält. Die hier in Frage kommenden Ladungen sind außerordentlich schwach, sie können mit Hilfe eines piezoelektrischen Quarzes Q kompensiert werden, dessen eine Belegung mit A, die andere mit der Erde verbunden ist. Man unterwirft die Quarzplatte einer Zugkraft von bekannter Größe durch Aufsetzen von Gewichten auf eine Schale H.
Fazit:
Der zeitliche Verlauf der Potentialänderung (Entladung) der Platte A ist ein Maß für die Ionisation der Luft und damit für die Aktivität der an B aufgebrachten radioaktiven Substanz. Um die Messung von der Empfindlichkeit des Elektrometers unabhängig zu machen, verwendeten die Curies einen Piezokristall, mit dem zu jedem Zeitpunkt die auf A befindliche Ladung kompensiert werden konnte (Nullmethode).