☢️ Radioactive ☢️

Análisis de la última película sobre Madame Curie

https://blogdeentradas.com/2020/11/24/madame-curie-se-estrena-en-cines-el-4-de-diciembre/
Índice

No cabe duda de que Madame Curie ha sido una de las científicas con más renombre de la historia. Se convirtió en la primera mujer en ganar un Premio Nobel y la primera persona en hacerlo dos veces. Radioactive (en España Madame Curie) es una película biográfica estrenada en 2020 y basada en la novela A Tale of Love and Fallout de Lauren Redniss.

En esta entrada, os presento un análisis de los momentos más relevantes de la película desde el punto de vista científico, sin entrar en temas personales ni en la aparición (poco acertada, a mi modo de ver) del accidente de Chernobyl o los bombardeos atómicos de Hiroshima y Nagasaki. Para facilitar su lectura, podéis encontrar, al comienzo de cada sección, el clip correspondiente de la película, seguido de mi comentario.

Personalmente, como radiofísica de vocación y mujer, Marie Curie siempre ha representado un referente para mí. Es por eso que me hace especial ilusión presentaros este análisis. Espero que lo disfrutéis tanto como yo.

Radiodermitis

Mano derecha de Marie Curie con un sarpullido rojo causado por una **radiodermitis**.
Mano derecha de Marie Curie con un sarpullido rojo causado por una radiodermitis.

La película comienza mostrando los últimos días de Marie Curie, cuyas manos presentan una especie de sarpullido rojo, que clínicamente tiene un nombre concreto: radiodermitis.

La radiodermitis es el conjunto de lesiones cutáneas que aparecen tras la exposición de la piel a radiaciones ionizantes, bien con fines terapéuticos o de forma accidental.

Su aparición es bastante común en algunos tratamientos de radioterapia, como por ejemplo en cáncer de mama, donde tratamos la mama con fotones aproximadamente de 6 MeV de energía, depositando su máximo de dosis en torno a los 1.5 cm de profundidad, quedando la superficie de la mama o axila (piel típicamente sensible y fina) enrojecida y teniendo en algunos casos que suspender el tratamiento temporalmente (efectos tempranos de la radiación).

El experimento de los Curie

El matrimonio Curie se enfrentaba ahora a la necesidad de investigar la pechblenda (actualmente llamada uraninita, principalmente formada por UO2). Si bien podía usar el dispositivo inventado por Pierre para medir la actividad de los compuestos y guiar el trabajo, los conocimientos necesarios de química sobrepasaban de manera notable los que la pareja pudiese tener. Por ello, el matrimonio Curie fue asistido por el químico Gustave Bémont (1857–1937) y el 14 de abril de 1898 inician los trabajos con la pechblenda, dos veces y media más activa que el uranio.

Proceso de obtención del polonio

El 27 de junio de 1898 Marie Curie precipita sulfuros de una disolución que contiene plomo, bismuto y la sustancia activa. El sólido era 300 veces más activo que el uranio. El 18 de julio de 1898 Pierre obtuvo un depósito 400 veces más activo que el uranio.

Ante los recientes hallazgos ambos escriben una carta a la Academia de Ciencias de Francia donde manifiestan que creen haber encontrado una nueva sustancia radiactiva en la pechblenda, de propiedades analíticas similares al bismuto. Proponen para este nuevo elemento el nombre de polonio, con símbolo Po (en honor a la patria de Madame Curie).

Proceso de obtención del radio

Poco después, los Curie sospechaban de otro nuevo elemento radiactivo en la pechblenda y que mostraba un comportamiento similar al del bario. Su hipótesis se confirmaría en 3 pasos:

  1. Confirmaron que el bario normal es inactivo.
  2. Encontraron que una sustancia radiactiva podía ser concentrada por cristalización fraccionada desde la pechblenda usando cloruro de bario (la actividad de los cloruros fue 900 veces mayor que la del uranio).
  3. Eugène Demarçay (1852–1903), una autoridad en espectroscopia de la época, observó en el espectro del cloruro de bario varias líneas que no podían ser asignadas a un elemento conocido y cuya intensidad aumentaba con la radiactividad. Este fue el argumento determinante. Proponen para este nuevo elemento el nombre de radio.

En 1902, el radio fue aislado por Marie Curie y André Debierne (1874–1949) como metal puro mediante la electrolisis de una disolución de cloruro de radio y Marie escribió en su cuaderno de notas “Ra = 225,93”. Ahora se sabe que la masa atómica del radio es 226,0254 y que este elemento tiene una actividad un millón de veces superior a la del uranio.

Electrómetro

A día de hoy, la medida de la radiactividad no tendría ninguna dificultad, se llevaría a cabo con una cámara de ionización cuyo fundamento físico se basa en la ionización de un gas inerte debido a la interacción con la radiación ionizante. Madame Curie describe en sus escritos el uso de varios tipos de cámaras de ionización. El problema es que dichas cámaras no eran capaces de medir con precisión la intensidad de corriente que se producía en los experimentos (del orden de picoamperios). Sólo se disponía de electroscopios o de electrómetros del tipo de Kelvin, de cuadrantes, de manejo muy delicado (y que, en realidad, medían voltajes).

Por ello, Pierre y Marie Curie construyeron un banco de medidas con un electrómetro de cuadrantes muy sensible, diseñado por Pierre Curie (que actuaba como voltímetro detector de cero) y un generador de corriente que compensaba la que desaparecía de la armadura positiva de la cámara por la llegada de los electrones de ionización del aire. Este generador piezoeléctrico fue diseñado por Jacques y Pierre Curie, descubridores de la piezoelectricidad.

Dibujo esquemático del dispositivo utilizado en 1898 por Marie Curie para medir la radiactividad de diversos compuestos: el material radiactivo se pulveriza sobre la placa B del condensador A–B. El aire entre A y B se vuelve conductor y la corriente medida por el electrómetro E se compensa exactamente con la corriente conocida generada a partir del cuarzo piezoeléctrico Q mientras se alarga durante un tiempo determinado por un peso dado Π. El tiempo necesario para elongar Q con una masa Π manteniendo constante la desviación del electrómetro está directamente relacionado con la radiactividad depositada en B (tomado de la tesis doctoral de M. Curie, 2ª edición de 1904). https://www.physicamedica.com/article/S1120-1797(13)00240-8/fulltext.
Dibujo esquemático del dispositivo utilizado en 1898 por Marie Curie para medir la radiactividad de diversos compuestos: el material radiactivo se pulveriza sobre la placa B del condensador A–B. El aire entre A y B se vuelve conductor y la corriente medida por el electrómetro E se compensa exactamente con la corriente conocida generada a partir del cuarzo piezoeléctrico Q mientras se alarga durante un tiempo determinado por un peso dado Π. El tiempo necesario para elongar Q con una masa Π manteniendo constante la desviación del electrómetro está directamente relacionado con la radiactividad depositada en B (tomado de la tesis doctoral de M. Curie, 2ª edición de 1904). https://www.physicamedica.com/article/S1120-1797(13)00240-8/fulltext.

Funcionamiento

Cuando se estira un cristal de cuarzo cortado de forma apropiada, aparecen cargas en las caras perpendiculares a la dirección de la fuerza. Estas cargas de superficie inducen, a su vez, cargas en las armaduras que las recubren. Cuando se aumenta el valor de la fuerza aplicada aumenta la carga cautiva en sus láminas laterales, y cuando esa fuerza disminuye el aparato libera parte de la carga cautiva.

Una vez medidas las intensidades de corriente, se determina la actividad de la muestra.

a) Dispositivo de cuarzo piezoeléctrico que perteneció al Laboratorio Curie, que data de 1904. Fuente: https://lamethodecurie.fr/en/article13.html. b) Electrómetro [PTW UNIDOS](https://www.ptwdosimetry.com/en/products/unidos-e/) actualmente utilizado en la [Clínica Mompía](https://clinicamompia.com).
a) Dispositivo de cuarzo piezoeléctrico que perteneció al Laboratorio Curie, que data de 1904. Fuente: https://lamethodecurie.fr/en/article13.html. b) Electrómetro PTW UNIDOS actualmente utilizado en la Clínica Mompía.

Proceso de medida

El texto que se encuentra a continuación ha sido tomado de la excelente recreación del laboratorio Curie por parte del CSIC.
**Esquema del experimento de los Curie**. Sobre la mesa experimental están situados los seis elementos que intervienen: la cámara de ionización (CI), la batería de polarización (B2), el generador de corriente piezoeléctrico (GP), el electrómetro de cuadrantes (EC), el interruptor (IN) y el cronómetro. Fuente: http://museovirtual.csic.es/csic75/laboratorios/lab1/lab1c.html.
Esquema del experimento de los Curie. Sobre la mesa experimental están situados los seis elementos que intervienen: la cámara de ionización (CI), la batería de polarización (B2), el generador de corriente piezoeléctrico (GP), el electrómetro de cuadrantes (EC), el interruptor (IN) y el cronómetro.
Fuente: http://museovirtual.csic.es/csic75/laboratorios/lab1/lab1c.html.

Antes de comenzar el experimento se coloca la cantidad de material radiactivo sobre la placa inferior de la cámara y se carga el cuarzo piezoeléctrico con una masa de 300 gramos suspendida en el platillo que estira el cristal. Cuando se inicia el experimento, se enciende el interruptor y simultáneamente el cronómetro. La corriente de ionización en la cámara produce una disminución de la carga en ambas armaduras. Los iones positivos que llegan a la placa inferior de la cámara neutralizan su carga negativa, pero ésta es sustituida inmediatamente por electrones provenientes de la batería.

Simultáneamente, los electrones que llegan a la placa positiva de la cámara van neutralizando las cargas positivas iniciales y su potencial se hace negativo; esto hace que se mueva la aguja del electrómetro en la dirección correspondiente. En el experimento de los Curie, como se observa en la película, lo que se desvía es el punto de luz reflejado sobre la regla traslúcida.

Reflejo del punto de luz del electrómetro de cuadrantes sobre la regla traslúcida. Fuente: http://museovirtual.csic.es/csic75/laboratorios/lab1/lab1c.html.
Reflejo del punto de luz del electrómetro de cuadrantes sobre la regla traslúcida.
Fuente: http://museovirtual.csic.es/csic75/laboratorios/lab1/lab1c.html.
Inicio del experimento aplicando una carga de 300 gramos. Fuente: http://museovirtual.csic.es/csic75/laboratorios/lab1/lab1c.html.
Inicio del experimento aplicando una carga de 300 gramos.
Fuente: http://museovirtual.csic.es/csic75/laboratorios/lab1/lab1c.html.

En ese instante se aplica una leve fuerza hacia arriba para disminuir el peso que soporta el platillo de cuarzo piezoeléctrico, pasando de 300 a 200 g. Este hecho implica la disminución de las cargas superficiales del cristal y libera la carga positiva necesaria para compensar la que ha perdido la placa superior por efecto de la corriente de electrones de ionización, volviendo a 0 voltios la lectura del electrómetro. Es importante mantener la lectura del voltímetro a cero para asegurar que la corriente que va desde la armadura positiva del cuarzo a la placa superior de la cámara es siempre constante y la tensión entre las placas es constante e igual a la suministrada por las pilas.

El experimento continúa reduciendo la carga a 200 gramos. Fuente: http://museovirtual.csic.es/csic75/laboratorios/lab1/lab1c.html.
El experimento continúa reduciendo la carga a 200 gramos.
Fuente: http://museovirtual.csic.es/csic75/laboratorios/lab1/lab1c.html.

El proceso continúa hasta que la pesa no ejerce ninguna fuerza sobre el platillo, siendo imposible mantener la aguja del electrómetro a 0 voltios. En ese momento se para el cronómetro, que en este caso marcará unos 200 segundos.

Esquema completo del experimento de los Curie. Fuente: http://museovirtual.csic.es/csic75/laboratorios/lab1/lab1c.html.
Esquema completo del experimento de los Curie.
Fuente: http://museovirtual.csic.es/csic75/laboratorios/lab1/lab1c.html.

Como conocemos exactamente la carga inicial del cuarzo piezoeléctrico, 6×10–10 C, y el tiempo transcurrido, 200 segundos, es fácil calcular la corriente I = Q/t = 3×10–12 A. Esta corriente nos indica fielmente la actividad de la muestra radiactiva.

¿Qué incertidumbre había en la medida?

En el caso del montaje original, la sensibilidad del aparato de medida era de 40 mV por centímetro de desviación en la regla transparente que Marie tiene delante de ella. Esto quiere decir que el error en la carga es de 4 pC. Como la cámara tenía una capacidad de 0,3 pF, los 40 mV equivalen a una carga de 1,2×10–14 C, lo que representa un error menor del uno por mil para una desviación de 1 centímetro en la regla transparente. Si se añade a esto el que las variaciones de la señal luminosa fluctuarían en torno al cero podemos decir, aunque la amplitud de las fluctuaciones alcanzase los 5 centímetros, que el error de la medida es inferior al 1%.

Fuentes

  • Historia y didáctica de la Química a través de sellos postales: un ejemplo con Marie Curie. M. Martínez-Reina y E. Amado-González. Educación Química, vol. 24, núm. 1 (2013).
  • Una descripción del experimento de los Curie. J. M. López Sancho y E. Moreno Gómez. Museo Virtual de la Ciencia del CSIC. Laboratorios Virtuales: Laboratorio Curie (2014).

Radioluminiscencia

La pechblenda es una variedad masiva y probablemente impura de uraninita. La uraninita es básicamente UO2 aunque también tiene U3O8 (el óxido más estable del uranio), óxidos de plomo, helio, torio, y tierras raras. Todos los minerales de uraninita contienen pequeñas cantidades de radio como producto de la desintegración radiactiva del uranio (U–238).

Aprende más sobre el descubrimiento de la radiactividad pinchando aquí

El fenómeno de la radiactividad fue descubierto casualmente por Henri Becquerel en 1896, estudiando los fenómenos de fluorescencia y fosforescencia, para lo cual colocaba un cristal de pechblenda encima de una placa fotográfica envuelta en papel negro y las exponía al sol. Cuando desenvolvía la placa la encontraba velada, hecho que atribuía a la fosforecencia del cristal. Los días siguientes no hubo sol y dejó en un cajón la placa envuelta con papel negro y con la sal de uranio encima. Cuando sacó la placa fotográfica estaba velada, y no podía deberse a la fosforescencia ya que no había sido expuesta al sol. La única explicación era que la sal de uranio emitía una radiación muy penetrante.

En la película vemos cómo Marie sostiene una cantidad de radio obtenida de 4 t de pechblenda. Con las técnicas de separación que usaron los esposos Curie, sabemos que pueden llegarse a obtener 7 g de Ra por cada tonelada de mineral bruto. Con lo cual, en 4 t de pechblenda, obtendríamos 28 g de Ra.

Cabe decir aquí que, al contrario de lo que dice la creencia popular, las sustancias radiactivas no son luminosas en sí mismas. Esto es sencillo de entender sin más que analizando el espectro electromagnético, la región visible (por el ojo humano) del espectro supone apenas una pequeña parte del mismo, y está concentrada en la zona de bajas energías (del orden de los eV). La radiación ionizante, por el contrario, está localizada en la región de alta energía, más allá del ultravioleta y, por tanto, no visible. Es precisamente por ser tan energética por lo que se vuelve peligrosa para el ser humano y, al contrario de lo que dice la creencia popular, está más alejada de la visibilidad humana cuanto más energética sea. Ni el radio, ni otros minerales radiactivos, brillan en la oscuridad.

Por tanto, el responsable del brillo tan característico del radio, no es su propia radiactividad, sino otro fenómenos físico denominado radioluminiscencia.

¿Qué es la radioluminiscencia?

Es el fenómeno por el cual se emite luz en un material mediante el bombardeo con radiación ionizante (alfa, beta o gamma).

La partícula choca con un átomo o molécula, excitando un electrón orbital a un nivel de energía más alto. El electrón vuelve a su nivel de energía de base mediante la emisión de la energía adicional en la forma de un fotón de luz. El fotón de luz liberado es por lo general un fotón invisible para el ojo humano. En el caso del radio, por tanto, no observaremos ninguna luz a priori. Lo que se ha hecho tradicionalmente es añadir algún material adecuado para conseguir que esos fotones sean visibles, como por ejemplo el fósforo o el zinc, liberando dicho material un brillo de un color determinado.

Describen los historiadores un tenue fulgor verdoso desprendido por las piedras radiactivas. Esto es debido a que los fotones emitidos al desexcitarse tienen una longitud de onda de unos 500–550 nm. A día de hoy todavía podemos observar este inquietante fenómeno en los objetos comercializados con tritio, el único radioisótopo permitido a nivel comercial, un gas que resulta prácticamente inocuo por la debilidad de la radiación que emite.

Productos hechos con radio

En este clip de citan algunos usos que se han dado tradicionalmente al radio, si bien es cierto que se ha usado con fines terapéuticos desde prácticamente su descubrimiento. Durante la Primera Guerra Mundial, en hospitales de campaña para cauterizar heridas o en el propio campo de batalla, hasta que finalmente acabó siendo el precursor de la Radioterapia como tratamiento contra tumores (típicamente cutáneos que eran los que podían ver). Citan el uso de cloruro de radio sobre un tumor cutáneo reduciéndose considerablemente su tamaño. Aquí nace el inicio de la Braquiterapia (parte de la radioterapia que utiliza fuentes radiactivas con fin terapeútico). A día de hoy esta técnica se sigue usando, si bien existen diferentes técnicas (más seguras, evidentemente) y se usan otros elementos radiactivos como son el Ir–192 o el I–125 por ejemplo.

Se han dado usos totalmente disparatados. Hacen referencia, por ejemplo, a sales aromáticas para la calvicie, cerillas radiactivas, cigarrillos radiactivos, chocolate radiactivo, pasta de dientes radiactiva para conseguir una sonrisa radiante, polvos de maquillaje radiactivos… El radio se convirtió en el elemento más famoso del momento, y así también sus descubridores pasaron a estar en boca de todo el mundo.

Me gustaría aprovechar para citar el fantástico 🧵 hilo de Twitter de Operador Nuclear, donde podéis curiosear sobre otros usos que se le han dado al radio a lo largo de la historia:

Radioterapia

Los aceleradores lineales de electrones (LINAC por sus siglas en inglés) son de uso extendido hoy en día en radioterapia. El primer paciente oncológico tratado con un acelerador lineal fue en Londres (UK) en 1953, en el hospital de Hammersmith, con un máquina trabajando a una energía de 8 MeV construida por Metropolitan-Vickers e instalada en 1952 como el primer acelerador lineal de uso médico. Poco después, en 1954, se instaló en Stanford (USA) una máquina similar que comenzó a tratar pacientes en 1956 a una energía de 6 MeV.

a) Imagen histórica mostrando a Gordon Isaacs, el primer paciente tratado con un acelerador linear por retinoblastoma, en 1957 en EE.UU. En este caso se trató con un haz de electrones. Fuente: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:External_beam_radiotherapy_retinoblastoma_nci-vol-1924-300.jpg. b) Acelerador linear [Elekta Infinity™](https://www.elekta.com/radiotherapy/treatment-delivery-systems/elekta-infinity/) actualmente en uso en la [Clínica Mompía](https://clinicamompia.com).
a) Imagen histórica mostrando a Gordon Isaacs, el primer paciente tratado con un acelerador linear por retinoblastoma, en 1957 en EE.UU. En este caso se trató con un haz de electrones. Fuente: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:External_beam_radiotherapy_retinoblastoma_nci-vol-1924-300.jpg. b) Acelerador linear Elekta Infinity™ actualmente en uso en la Clínica Mompía.

Inmovilización del paciente

En el tratamiento de tumores con radioterapia es de suma importancia la inmovilización del paciente. Hoy en día, esta inmovilización se lleva a cabo de manera sumamente precisa con material más o menos complejo que se adapta a la anatomía de cada paciente. Se utilizan además sistemas de imagen para comprobar diariamente la posición del blanco (volumen de tratamiento), realizándose los desplazamientos que fueran necesarios. Asimismo, se utilizan sofisticados colimadores para asegurar que la forma del haz de radiación se ajusta al tumor, intentando dejar el tejido sano lo más libre posible. En los primeros aceleradores (como se observa en la película) se trataba más o menos a ojo 👀, puesto que no existía software de cálculo ni simulación como hoy en día. Se calculaban los tratamientos a mano. Los campos de tratamiento no eran tan precisos ni mucho menos las inmovilizaciones (ver correas). Esto llevaba asociado una mayor toxicidad de los tejidos sanos. Por no hablar de las técnicas tan sofisticadas que existen ahora. Sin embargo, permitidme esta licencia: los fotones eran los mismos. Con esto quiero decir que las nuevas técnicas lo que han permitido es poder delimitar de forma más precisa el tumor y, por supuesto, poder proteger mejor el tejido sano.

Nominación Nobel

En 1903, el Premio Nobel de Física se repartió de la siguiente manera:

Fuente: https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1903/summary/.
Fuente: https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1903/summary/.

Como se muestra en la película, Marie Curie está a punto de no recibir el Nobel, y es que la Academia de Ciencias de Francia propone únicamente a Henri Becquerel y Pierre Curie para este galardón. Cuando Pierre se entera de este hecho, advertido por el matemático sueco Gösta Mittag-Leffler (miembro de hasta 30 academias científicas internacionales), manifiesta su total desacuerdo en una carta en la que escribe:

Si es cierto que alguien está pensando en mí para el Nobel, querría ser considerado junto a Madamme Curie por nuestro trabajo en los cuerpos radiactivos[…], su parte es muy grande en este descubrimiento, también ha determinado el peso atómico del radio”.

Finalmente, tras mover algunos hilos, ambos fueron premiados con el prestigioso galardón.

Muerte de Pierre Curie

Pierre Curie muere el 19 de abril de 1906 a la edad de 46 años. Cruzando la concurrida calle parisina Rue Dauphine en un dío lluvioso, resbaló y cayó debajo de un carro tirado por caballos. Murió instantáneamente cuando una de las ruedas pasó por encima de su cabeza y le fracturó el cráneo. Declaraciones hechas por su padre y su asistente de laboratorio achacan su muerte a un despiste debido a su mente distraída. Sin embargo, como se muestra en la película, su salud estaba ya deteriorara debido a los efectos de la radiación y de no haber sido atropellado es probable que hubiera muerto debido a estos efectos, al igual que su mujer Marie o su hija Irène.

Marie Curie como profesora

No cabe duda de que la repentina muerte de Pierre Curie supuso un duro golpe para Marie, pues no solo fallecía su marido, sino también su compañero de investigación y laboratorio. Sin embargo, esta tragedia fue también un punto de inflexión en su carrera: a partir de entonces dedicaría todos sus esfuerzos a completar sola el trabajo científico que habían emprendido. El 13 de Mayo de 1906, siete meses después de que muriera Pierre, fue nombrada para la cátedra que había quedado vacante por la muerte de su marido Pierre, convirtiéndose en la primera mujer en enseñar en La Sorbona. En 1908 se convirtió en profesora titular, en 1910 se publicó su tratado fundamental sobre radiactividad y en 1911 preparó un patrón internacional del radio que depositó en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas de París. Ese año recibió por segunda vez el Premio Nobel, en esta ocasión de Química, por el descubrimiento del radio y del polonio; era la primera vez que un científico merecía por dos veces el galardón.

Primera clase

Siete meses después de que Pierre falleciera, el 15 de Noviembre de 1906, Marie Curie daba su primera clase en La Sorbona de París. Ante un auditorio tan abarrotado como expectante, pronunciaba la primera lección impartida por una profesora (mujer) de la reputada universidad parisina. Fue recibida por un largo aplauso y comenzó su ponencia enunciando su teoría de la radiactividad y la obra de Becquerel y sus consecuencias, citando por supuesto a Monsieur Curie y su investigación trágicamente interrumpida.

Marie Curie impartiendo su primera clase tras el fallecimiento de su esposo Pierre. Fuente: https://virginiagasull.com/nicole/index.php/2019/05/10/marie-curie-primera-clase-en-la-sorbona-1916/.
Marie Curie impartiendo su primera clase tras el fallecimiento de su esposo Pierre. Fuente: https://virginiagasull.com/nicole/index.php/2019/05/10/marie-curie-primera-clase-en-la-sorbona-1916/.

El diario francés L’Illustration recogió en sus páginas:

Terminó su clase, y después de haber dado una visión del pequeño resplandor azul del radio, Madame Curie se retiró como había aparecido, modesta y sencilla, insensible a los aplausos y ovaciones de su público.

Portada del diario L'Illustration del 10 de noviembre de 1906. Fuente: https://virginiagasull.com/nicole/index.php/2019/05/10/marie-curie-primera-clase-en-la-sorbona-1916/.
Portada del diario L’Illustration del 10 de noviembre de 1906. Fuente: https://virginiagasull.com/nicole/index.php/2019/05/10/marie-curie-primera-clase-en-la-sorbona-1916/.

Cabe destacar también en el clip de la película la tabla periódica de los elementos que se ve detrás de Curie mientras expone su clase. Tabla periódica en la que aún faltan elementos. En el año 1906 se habían descubierto aproximadamente el 73% de los elementos de la tabla periódica, aunque ya se había predicho la existencia de muchos otros, razón por la que se observan algunos huecos.

Segundo Nobel

En 1911, Marie Curie es galardonada con un segundo Premio Nobel, esta vez en Química:

En reconocimiento a sus servicios para el avance de la Química al descubrir los elementos radio y polonio, por medio del aislamiento del radio y el estudio de la naturaleza y los componentes de este sorprendente elemento.

Este Premio no estuvo exento de controversia, ya que meses antes corría como la pólvora el escarceo amoroso que Marie habría mantenido con su ayudante de laboratorio, Paul Langevin, un hombre casado. El físico sueco Svante August Arrhenius, quien habría sido anteriormente ganador del prestigioso galardón, le aconsejó personalmente a Marie que no recogiera el Premio y se quedara en Francia. Por otro lado, su gran amigo Albert Einstein le aconsejó que fuera a Estocolmo: “Estoy convencido de que debes despreciar este alboroto y ve a recibir tu Premio”. La galardonada mandó una carta a Suecia para clarificar la situación con una respuesta sumamente lógica, adelantada para su época y contundente: “El Premio me lo dieron por el descubrimiento del radio y el polonio. Por lo que, no puedo aceptar que la apreciación del mérito de un trabajo científico pueda verse influenciada por las difamaciones y calumnias en relación a mi vida privada”. Finalmente, Marie Curie acudió a la ceremonia y en su discurso alabó la figura de su marido Pierre.

Discurso

El discurso decía así:

Podría decir muchas cosas sobre el radio y la radiactividad pero me tomaría demasiado tiempo. Y como no podemos hacerlo, déjenme solamente darles una pequeña muestra de mi trabajo con el radio. El radio ya ha dejado de ser un elemento nuevo, ya tiene más de veinte años, pero las condiciones de su descubrimiento fueron de alguna manera peculiares, y por lo tanto no está de más recordarlo y explicarlo un poco.

Nos debemos remontar al año 1897. El Profesor Curie y yo trabajamos juntos en el laboratorio de la escuela de Física y Química donde el Profesor Curie daba sus clases. Yo estaba trabajando con la radiación del uranio que había sido descubierta dos años atrás por el Profesor Becquerel.

Empleé algún tiempo estudiando la manera de hacer buenas medidas de los rayos del uranio, y entonces deseé conocer si había algún otro elemento que tuviera el mismo comportamiento. Por lo tanto empleé mi trabajo a conocer todos los elementos y sus compuestos, y encontré que los compuestos de uranio son activos. Lo mismo sucedía con los compuestos de torio.

Entonces tomé medidas de minerales y encontré que varios de aquellos que contenían uranio o torio eran ambos radiactivos. Pero entonces la radiactividad no fue la que esperaba, era mucho mayor.

Entonces pensé que en los minerales debería haber algún elemento desconocido que tuviera una radiactividad mucho mayor a la del uranio o a la del torio. Deseaba encontrarlo y separar aquel elemento. El Profesor Curie y yo nos pusimos a la tarea de descubrir este elemento. Pensamos que lo debríamos encontrar en semanas o en meses, pero no fue tan fácil. Nos llevó varios años de duro trabajo acabar aquella tarea. No había un único nuevo elemento, había varios. Pero el más importante era el radio, el cual se pudo separar en estado puro.

Ahora, el interés especial del radio consiste en la intensidad de sus rayos que son millones de veces más intensos que los del uranio. Y son los efectos de los rayos los que hacen al radio tan importante. Si tomamos un punto de vista práctico, la propiedad más importante de los rayos es la producción de efectos fisiológicos en las células del organismo. Estos efectos podrían ser usados para la cura de varias enfermedades. Se han obtenido buenos resultados en varios casos. Lo que particularmente está considerado muy importante es su utilidad para el tratamiento del cáncer. La utilización médica del radio tener suficientes cantidades del elemento. Una fábrica de radio ha empezado a producir en Francia, y otra más tarde en América donde una gran cantidad ya está disponible.

No debemos olvidar que cuando el radio fue descubierto, nadie se imaginaba que acabaría teniendo una utilidad tan importante en los hospitales. Su descubrimiento fue un trabajo puramente científico. Y es por eso que el trabajo científico no debe nunca considerarse como un trabajo inútil. La ciencia es bella y es por esa belleza que debemos trabajar en ella, y quizás, algún día, un descubrimiento científico como el radio, puede ser un descubrimiento que beneficie a toda la humanidad.

Radiactividad artificial

Frédéric Joliot (nacido Jean Frédéric Joliot; París, 19 de marzo de 1900-ibídem, 14 de agosto de 1958), se licenció en Física por la Escuela Superior de Física y Química Industriales de París. Siguiendo las recomendaciones de Paul Langevin, tras terminar su servicio militar, en 1925 acepta un contrato de ayudante para trabajar en el Instituto del Radio (Instituto Curie) bajo la dirección de Marie Curie, donde se doctoró en Ciencias. Trabajando en este instituto conocería a la hija mayor de Marie y Pierre, Irène, con quien contraería matrimonio en 1926. A partir de ahí adoptaría el apellido Joliot-Curie. Ambos trabajarían juntos en el campo de la física nuclear y buscando la estructura atómica. Ambos fueron galardonados con el Premio Nobel de Química en 1935 “por sus trabajos en la síntesis de nuevos elementos radiactivos”.

La escena que se muestra en la película en la que Irène presenta a Frédéric a su madre no parece ser muy realista, ya que Marie conocería anteriormente a Frédéric, puesto que fue nombrado su asistente personal.

Ambulancias Curie

Marie Curie no solo hizo grandes contribuciones en los campos de la Física y la Química, sino también en el mundo de la Medicina. Curie había estudiado los rayos X y máquinas de rayos X en sus investigaciones anteriores y, al comienzo de la Primera Guerra Mundial en 1914, hizo avances en este campo. Trabajó en la máquina de rayos X descubierta por el científico alemán Wilhelm Röntgen en 1895. Usó su elemento recién descubierto, el radio, como fuente de rayos gamma en las máquinas de rayos X. Esto permitió obtener radiografías más precisas. También creó máquinas de rayos X más pequeñas y portátiles que podrían ser utilizadas en los campos de batalla. De esta manera, salvó muchas vidas y apoyó el esfuerzo de guerra a través de su trabajo. Estas unidades, denominadas Petit Curie, eran accionadas mediante tubos que emanaban lo que hoy se sabe que es radón, un gas incoloro y radiactivo producto de la desintegración del radio. Marie operaba personalmente los tubos, llenándolos con el radio que ella purificaba. Inmediatamente después de que comenzó la Guerra, vendió las monedas de oro que ella y su marido habían recibido por el Premio Nobel, para apoyar el esfuerzo bélico.

Marie Curie en una unidad móvil de rayos X o ***petit Curie***. Fuente: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Marie_Curie_-_Mobile_X-Ray-Unit.jpg.
Marie Curie en una unidad móvil de rayos X o petit Curie.
Fuente: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Marie_Curie_-_Mobile_X-Ray-Unit.jpg.

Resumen final

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Como resumen de la apasionante vida de Marie Curie, dejo por aquí su timeline:

  • 7 de noviembre de 1867: Nace en Varsovia, Polonia, con el nombre de Maria Salomea Skłodowska.
  • 1891–1894: Skłodowska se traslada a París en 1891 para estudiar en la Sorbona y comienza a usar el nombre de Marie. Estudia hasta altas horas de la noche y obtiene títulos en Física y Matemáticas. En la primavera de 1894 conoce a Pierre Curie, que está realizando su doctorado en Ciencias.
  • 1895: el 25 de junio de este año Marie y Pierre se casan, tomando ella el apellido de su marido. Su matrimonio marca el comienzo de una sociedad que pronto alcanzará resultados de importancia mundial.
  • 1896–1898: En 1896, Henri Becquerel descubre que el uranio emite rayos de energía inusuales. Él le transmite sus hallazgos a Marie, quien comienza a estudiar el fenómeno, que más tarde denomina radiactividad. En 1898, los Curie anuncian el descubrimiento de dos nuevos elementos, el polonio y el radio. Nombran al polonio en honor a la patria de Marie, Polonia.
  • 1903: En junio de este año, Marie obtiene su doctorado en Ciencias, convirtiéndose en la primera mujer en Francia en recibir un doctorado. En noviembre, Marie y Pierre comparten con Becquerel el Premio Nobel de Física por el descubrimiento y la investigación de la radiactividad. Marie es la primera mujer en recibir el honor.
  • 1906: El 19 de abril de este año Pierre muere en un accidente de tráfico. Marie asume su cátedra en la Sorbona en mayo, convirtiéndose en la primera mujer en enseñar allí. Dedica toda su energía a completar sola el trabajo científico que ella y Pierre habían emprendido.
  • 1910: Se publica el tratado fundamental de Marie sobre radiactividad.
  • 1911: Marie Curie recibe el Premio Nobel de Química por el aislamiento del radio puro.
  • 1914–1918: La Primera Guerra Mundial comienza en 1914. Durante toda la guerra, Marie, con la ayuda de su hija Irène, se dedica a hacer que la tecnología de rayos X esté disponible para su uso en el tratamiento médico de los soldados heridos.
  • 1922: A partir de esta fecha Marie centra su investigación en la química de las sustancias radiactivas y las aplicaciones médicas de estas sustancias.
  • 1927: Quinto Congreso Solvay: “Electrones y fotones”.
  • 1932: Marie ayuda a abrir el Radium Institute en Varsovia. Su hermana, Bronisława, es nombrada directora del instituto.
  • 4 de Julio de 1934: Marie muere cerca de Sallanches, Francia. Su muerte es el resultado de una leucemia causada por la exposición a la radiación.
  • 1935: Un año después de su muerte su hija Irene junto a su marido son galardonados con el Nobel de Química por sus trabajos en la síntesis de nuevos elementos radiactivos.
  • 1944: Químicos estadounidenses descubren un nuevo elemento. Lo nombran curio en honor a Marie y Pierre Curie.
Quinto Congreso Solvay (1927). Considerada la fotografía más importante y famosa de la historia de la ciencia. Fuente: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Solvay_conference_1927.jpg.
Quinto Congreso Solvay (1927). Considerada la fotografía más importante y famosa de la historia de la ciencia. Fuente: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Solvay_conference_1927.jpg.
Jésica Sánchez Mazón
Jésica Sánchez Mazón
Radiofísica Hospitalaria y Supervisora de Instalaciones Radiactivas

Soy Radiofísica Hospitalaria en la Clínica Mompía de Cantabria (España) y estudiante de Doctorado en Medicina en la Universidad de Cantabria.

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