Odkrycie zjawiska promieniotwórczości (radioaktywności)

W roku 1896 francuski fizyk Becquerel badając promieniowanie ciał fluoryzujących stwierdził, że metaliczny uran i wszystkie jego związki wysyłają samorzutnie nie znany dotychczas rodzaj promieni. Promienie te, niewidzialne dla oka, powodują jonizację powietrza, wywołują zaczernienie płyty fotograficznej oraz inne przemiany chemiczne, padając zaś na niektóre substancje, jak np. siarczek cynkowy, pobudzają ich świecenie. Promienie uranowe, jak je Becquerel nazwał, są dość przenikliwe przechodzą przez warstwy powietrza grubości kilku centymentrów, przez papier, a nawet przez cienkie blaszki metalowe. Zagadnieniem promieni uranowych zajęła się bliżej M. S k ł o d o w- ska-Curie. Stwierdziła ona przede wszystkim, że natężenie promieniowania preparatu uranowego jest ściśle proporcjonalne do zawartości w nim uranu i niezależne od rodzaju związku chemicznego, w jakim pierwiastek ten występuje. Jest ono więc własnością atomową uranu. Z innych znanych podówczas pierwiastków również tor okazał się obdarzony podobną własnością. Natężenie promieniowania M. Curie badała, mierząc szybkość opadania listków w umieszczonym w pobliżu preparatu uranowego elektroskopie listki traciły swój ładunek tym szybciej, im silniejsza była jonizacja otaczającego powietrza, a więc im intensywniejsze było promieniowanie.

Wkrótce jednak wyszły na jaw fakty nieoczekiwane. Okazało się mianowicie, że blenda smolista, minerał uranowy, zawierający głównie tlenek U3O8, wielokrotnie przewyższała pod względem intensywności promieniowania nawet czysty uran. Dla wytłumaczenia tego zjawiska M. Curie wyraziła śmiałe przypuszczenie, że blenda smolista zawiera niewielkie ilości nie znanego wówczas pierwiastka, znacznie przewyższającego uran pod względem zdolności promieniotwórczych. Paroletnie żmudne poszukiwania, prowadzone razem z mężem Piotrem Curie, w warunkach niesłychanie prymitywnych, doprowadziły do wykrycia w 1898 r. aż dwóch takich pierwiastków, jednak w ilościach niezmiernie małych. Były to: polon, podobny ze swych własności chemicznych do bizmutu i do telluru, oraz rad, będący analogiem baru. W następnych latach małżonkowie Curie oraz inni badacze wykryli jeszcze szereg dalszych pierwiastków promieniotwórczych.

Odkrycie zjawiska promieniotwórczości (radioaktywności) zapoczątkowało zasadniczy przewrót w dotychczasowych poglądach na budowę materii. Doprowadziło ono do wygłoszenia przez Rutherforda (1903 hipotezy, w myśl której zjawisko to polega na samorzutnym rozpadzie pojedynczych atomów. Ta niesłychanie śmiała, jak na owe czasy, hipoteza została przez późniejsze badania potwierdzona w całej rozciągłości i obecnie może być uważana za naukowo stwierdzony pewnik. Atomy nie są więc kresem podzielności materii, owymi cegiełkami elementarnymi, z których zbudowane są wszystkie jej rodzaje. Stanowią one same twory, złożone z elementów prostszych, według określonego planu budowy. Bardziej szczegółowo zjawisko promieniotwórczości rozpatrzone będzie później (§ 102 i nast.).