המדענית שפיצחה את סוד הרַדיוֹאַקטיביות

כבר מגיל צעיר הייתה מארי קירי בולטת בכישוריה, ואף שבתקופתהּ נאסר על נשים ללמוד מדעים באוּניברסיטה, היא הִצליחה לפרוץ את הדרך לבאות אחריה. היא הייתה למדענית מוערכת מאוד ולאדם הראשון שקיבל שני פרסי נוֹבל, ועיקר תרומתהּ היה בחֵקר הקרינה הרַדיוֹאַקטיבית 

כתבה: בת־שבע וגון־גלמידי, גליליאו צעיר

במעבדה אפלולית בפריז בשנת 1898 עומדת המדענית מארי קירי ובוחשת בסיר של עפרה (תִּרכּובת כּימית שמְכילה אוֹרניוּם. בטמפּרטוּרוֹת גבוהות העפרה מתפרקת ומְפיקים ממנה אורניום טהור) מבַעבּעת, ופניה מכוסות אֶגלי זיעה. כמה שעות לאחר מכן, באישוֹן לילה, היא ובעלה המדען פייר קירי חוזרים אל זירת הניסוי – ואינם מאמינים למראה עיניהם. כתם זוהר שהתגבּש בצלחת הניסוי מֵאיר את החדר באור כּחלחל. “הוֹ פּייר!” לוחשת מארי ועיניה דוֹמעות מהתרגשות, “הייתכן? האוּמנם זהו הדבר?”

כמה שנים מאוחר יותר רחובות בפריז קרויים על שמם של מארי ופייר קירי, דיוֹקנהּ של מארי מודפס על שטרות ופניה מתנוֹססים על בולים ועל מטבעות. האמבולנסים במלחמת העולם הראשונה, שהותאמו לנשיאת ציוד לצילומי רנטגן, היו ידועים בשם “לֶה פטיט קירי” (קירי הקטנים), וסרטי קולנוע על המדענית האגדית מוקרנים בקולנוע.

מדליית הזהב של התלמידה המצטיינת

מארי סְקלוֹדוֹבסְקָה נולדה ב־7 בנובמבר 1867 בעיר ורשה שבפולין, הצעירה מבין חמשת הילדים במשפחתה. המשפחה חיה בתנאים קשים לאחר שאביה פוטר מעבודתו בשל דעותיו הפוליטיות. כל ילדי משפחת סקלודובסקי היו מוכשרים במיוחד ותלמידים מצטיינים, ומארי עלתה על כולם. כשהייתה בת ארבע, היא התבוננה באחותה הגדולה שניסתה בקושי רב לקרוא מסֵפר. מארי לקחה ממנה את הספר וקראה את המשפט הראשון בשטף וללא שום שגיאה! היא הִביטה סביבה, ראתה את כולם המוּמים, ופרצה מיד בבכי כי חששה שמא עשתה משהו אסור. “לא עשיתי את זה בכוונה”, בכתה מארי, “אבל זה היה קל כל כך!”

למארי היה זיכרון יוצא דופן. כמה שנים לאחר מכן חבר משפחה קרא בקול שיר יפה, ומארי ביקשה ממנוּ לקבל עותק מהשיר. החבר רצה להקניט קצת את מארי הקטנה ואמר לה שאם הזיכרון שלה כזה מעולה, הוא פשוט יקרא בפניה שוב את השיר, והיא כבר תזכור אותו בעל פה. הוא קרא את השיר באוזניה. היא נכנסה לחדר השני, ואחרי חצי שעה יצאה ממנוּ והשיר כתוב על דף בצורה מושלמת.

כשהייתה מארי בת שבע נפטרה אחותה ממגֵפת הטיפוּס, ושלוש שנים לאחר מכן נפטרה אמהּ ממחלת השחֶפת. בעקבות האסונות הייתה מארי ילדה עצובה ומוּפנֶמת, ולעִתים קרובות בכתה. למרות מצבהּ, הִמשיכה ללמוד בשקדנוּת ואף סיימה את הגימנסיה הממשלתית ככוכבת הכיתה, עם מדליית הזהב של התלמידה המצטיינת של השנה. היא הייתה אז בת 15.

האישה הראשונה באוניברסיטה

מארי כמובן רצתה להמשיך ללמוד מדעים באוניברסיטה, אבל לרוע המזל, בפולין של אותה תקופה (בשלטון הרוסים) נאסר על בנות ללמוד! חשבתם שזה מה שיעמוד בדרכהּ של המדענית לעתיד? מארי הנחוּשה לא ויתרה, והִמשיכה את לימודיה עצמאית בביתהּ, וגם באוניברסיטה סודית, שהשיעורים ניתנו בה בשעות הלילה במקומות שונים. בו בזמן טיפלה בילדים לפרנסת משפחתה, ובעיקר כדי לחסוך כסף ללימודים בחוץ־לארץ.

מארי הֵבינה כנראה שהיא נוֹעדה להיות מדענית גדולה, אך ידעה שזה מוּתנה בעבודה קשה. כך היא כתבה כמה שנים מאוחר יותר: “תַּגליוֹת גדולות אינן מתפרצות ממוֹחם הקוֹדח של המדענים בְּשֵׁלות ומוכנות לשימוש, אלא הן פרי עבודה ממושכת”.

עברו כמה שנים, ובגיל 24 עברה מארי לפריז והחלה ללמוד כּימיה ופיזיקה באוניברסיטה. היא הייתה האישה הראשונה שלמדה שם! היא למדה בימים ולימדה בלילות כדי להתפרנס, ובקושי היה לה כסף לפת לחם. לאחר שנתיים היא השלימה תואר בפיזיקה, והִמשיכה מיד ללימוד תואר שני. היא קיבלה עזרה כספית מהאוניברסיטה.

יום אחד הוזמנה לעבוד במעבדה של מדען צעיר בשם פייר קירי, שערך מחקרים במַגנֵטיוּת. השניים החלו לעבוד יחד שעות ארוכות, ולאט־לאט, מלבד האהבה המשותפת שלהם למדע, פרחה גם האהבה ביניהם. המדענים הצעירים נישאו ונולדו להם שתי בנות – אֵווה ואירֵן.

האישה הראשונה שזכתה בפרס נובל

מכל הנושאים המדעיים שנתקלה בהם מארי בלימודיה, נושא אחד ריתק אותה במיוחד: קרינה מסתוֹרית שגילה פְּרוֹפֵסוֹר אֶנרי בּקרֵל, הנפלטת מחומרים המְכילים אוֹרניוּם. הקרינה הזאת הייתה כה עוצמתית עד שהִצליחה אף לחדור לגוף, כמו קרינת רֶנטגן שהתגלתה כמה שנים קודם לכן.

לקרינה המסתורית הזו הייתה תכונה מוזרה במיוחד: היא לא הייתה תלויה במקור חיצוני, כמו בקרינת רנטגן ובסוגי קרינה אחרים. נראֶה שהקרינה הזאת בקעה מתוך החומר עצמו, ואיש לא ממש ידע להסביר מה כל הקרינה הזאת עושה בתוך האורניום ואיך היא הִגיעה לשם.

הקרינה המסתורית הזו החלה לרתֵק גם את פייר, בעלהּ של מארי, והוא נטש את מחקרו במגנטיות והצטרף אליה במחקרה. ההסבר של מארי קירי לקרינה היה מהפכני ממש: היא חשבה כי מקור הקרינה הוא באנרגייה האצוּרה באטומים עצמם ובתהליכים המתרחשים בהם, בניגוד גמור לְמה שהיה מקובל אז – שהאטומים אינם ניתנים לשינוי. מארי אף נתנה לקרינה הזאת את שמה הידוע: קרינה רדיואקטיבית (רדיו = קורן, אקטיבי = פעיל).

בשנת 1903 זכו בני הזוג קירי בפרס נובל לפיזיקה, “בהוֹקָרה על התרומה היוצאת מן הכלל שהשיגו באמצעות מחקריהם המשותפים על תופעת הקרינה שהתגלתה על ידי פרופסור אנרי בקרל”. מארי הייתה האישה הראשונה שזכתה בפרס נובל.

האדם הראשון שזכה בשני פרסי נובל

ואז הִכּתה טרָגֶדיה נוספת במארי המסכנה. כשהייתה בתם הקטנה בת שבעה חודשים בלבד נהרג פייר בתאונת דרכים – הוא נדרס על ידי כִּרכָּרה רתוּמה לסוס. מאז הייתה צריכה מארי לעשות הכול בעצמה: היא הִמשיכה לבדה במחקר תוך כדי גידול שתי הבנות הקטנות, היא החלה ללמד באוניברסיטה בפריז במקום בעלה, והייתה האישה הראשונה שלימדה שם. היא אפילו פיתחה שיטות הוראה חַדשניוֹת ומרתקוֹת, למשל עריכת ניסוי לעיני הסטוּדֶנטים בכיתה.

מארי גם המשיכה את המחקר שהחלה בו עם בעלה על אוֹדות שני חומרים רדיואקטיביים חדשים שלא היו ידועים עד אז – לאחד קראה “פּוֹלוֹניוּם” על שם פולין, ארץ מוֹלדתהּ, ולאחר – “רַדיוּם”, מפני שבחושך הוא זוהר באור כחלחל (רדיוס בלָטינית פירושו “קרן אור”). היא נדהמה לגלות שבגְרם אחד של רדיום יש אנרגייה המסוגלת להרים משקל של עשרת אלפים טונות לגובה של קילוֹמֶטר וחצי! על גילוי שני החומרים האלה זכתה מארי בפרס נובל נוסף, הפעם בכימיה. היא הייתה האדם הראשון שזכה בשני פרסי נובל.

גם עם שני פרסי נובל היא לא הצליחה להתקבל לאקדמיה הלאומית הצרפתית למדעים, מכיוון שהייתה אישה. מארי לא נתנה לאפליה לְרעה המרגיזה הזאת לייאֵש אותה, והחלה לחקור את נושא הריפּוּי בעזרת הרדיום.

הבעיה הייתה שהאנרגייה העצומה שהחומרים הרדיואקטיביים פולטים מסוכנת מאוד לגוף, אך מארי לא ידעה זאת. היא עבדה במעבדה ללא אמצעי הגנה נגד קרינה, ובשל כך נפגעה בריאותהּ קשות; היא חלתה בסרטן הדם ונפטרה בגיל 67.

הקרינה שהורסת גידולים סרטניים

אף שבסיפור של מארי קירי יש חלקים רבים עצובים, הוא מסתיים באוֹפּטימיוּת רבה. בעקבות מחקריה האחרונים של מארי, לחומרים הרדיואקטיביים יש כיום שימושים חשובים מאוד ברפואה. כאשר מזריקים אותם בכמויות זְעירוֹת לתוך הגוף, אפשר לעקוב אחריהם בקלות (בזכות הקרינה שלהם) וללמוד בעזרתם על תפקודים שונים של הגוף.

השימוש הנפוץ ביותר בקרינה הרדיואקטיבית הוא למרבה הפלא דווקא בריפוי מחלת הסרטן: כאשר מקרינים אותה על גוף החולה בכמויות מתאימות, היא מסוגלת להרוס גידולים סרטניים!

מתוך ההרצאה שהרצתה מארי קירי בקוֹלֶג’ בניו יורק כמה שנים לפני מותהּ זכור במיוחד ציטוט שמראה את אהבתהּ הטהוֹרה למדע: “אנו חייבים לא לשכוח שכאשר הרדיום התגלה איש לא ידע שיוכח כי הוא מועיל בבתי חולים. העבודה הייתה מדע טהור. וזוֹהי הוכחה שעבודה מדעית אינה חייבת להישָׁקל מנקודת המבט של התועלת הישירה שלה. זה חייב להיעשות עבור עצמו, עבור המדע היפה, ואז יש תמיד סיכוי שהגילוי המדעי יוכל להיעשות, כמו הרדיום, מועיל לאנוֹשוּת”.

הידעתם?

מקור הקרינה הרדיואקטיבית

כיום כבר יודעים שמקור הקרינה הרדיואקטיבית אינו בתהליכים כימיים באטוֹם כולו, אלא בתהליכים גרעיניים המתרחשים בגרעין האטום בלבד. הקרינה נוצרת מהתפרקות של גרעין גדול ולא יציב אנרגטית. מה זה אומר? כמו שמִגדל קוביות גבוה מִדי אינו יציב ונוטה להתפרק בקלות, כך יש גרעיני אטומים בעלי אנרגייה גבוהה מדי. הגרעין נוטה בטבעיות, לפי חוקי הפיזיקה הבסיסיים, להיפטר מהאנרגייה המיותרת הזאת, וזה קורה כאשר חלקיקים כמו פרוטונים ו/או נויטרונים נפלטים מהגרעין.

הידעתם?

שלושה סוגי קרינה רדיואקטיבית:

קרינת אַלפָא: זרם של חלקיקים המורכבים משני פּרוטוֹנים ושני ניטרוֹנים. החלקיקים האלה כבדים ואִטיים יחסית, לכן אינם יכולים לחדור לעומק הגוף, אבל עלולים לגרום כוויות בעור.

קרינת בֵּטָא: קרן של אֵלֶקטרונים שנפלטים מהגרעין (נויטרון פולט אלקטרון ומשתנה לפרוטון). הקרינה יכולה לחדור לעומק של כמה מילימֶטרים בגוף ועלולה לגרום לפגיעות קשות ולהתפתחות גידולים מַמאירים.

קרינת גָּמא: קרינה אלקטרוֹמגנֵטית (כמו האור) שנעה במהירות האור. הקרינה האנרגטית והקטלנית ביותר ביְקום, שחודרת אפילו מחיצת עופרת בעובי כמה סנטימטרים! היא עלולה לגרום פגיעות פנימיות קשות ולהתפתחות גידולים ממאירים.

הכתבה הופיעה בגיליון נובמבר של גליליאו צעיר – ירחון לילדים סקרנים

רוצים לקרוא עוד? לקבלת מגזין גליליאו צעיר במתנה

בקרו בעמוד הפייסבוק שלנו

עוד בנושא באתר הידען:

• מארי קירי – סיפורה של האישה היחידה שזכתה בשני פרסי נובל
• הזוגות שזכו בנובל