Wissensseite Radioaktivität · 1867–1934
geboren als Maria Skłodowska
Vier Winter lang zerkleinerte, kochte und kristallisierte sie tonnenweise Uranerz in einem undichten Schuppen im Hof. Was am Ende übrig blieb, wog ein Zehntelgramm — ein weißes Salz, das im Dunkeln von selbst leuchtet.
1 000 kg Pechblende 0,1 g Radiumchlorid
Der Weg dorthin ↓
I Herkunft
Sie kam aus einem Land, das es auf keiner Karte gab, und aus einer Familie, die alles verloren hatte außer dem Unterrichten.
Maria Skłodowska wurde am 7. November 1867 in Warschau geboren, im russisch beherrschten Teil Polens, als jüngstes von fünf Kindern zweier Lehrer. Polnischer Unterricht war verboten, Frauen war das Universitätsstudium verwehrt. Sie lernte in einer illegalen Abendschule weiter und arbeitete jahrelang als Gouvernante — nicht nur für sich: Sie finanzierte zuerst das Medizinstudium ihrer Schwester Bronisława in Paris, mit der Abmachung, dass diese danach sie holen würde.
1891 löste Bronisława das Versprechen ein. In Paris schrieb sich Maria als Marie an der Sorbonne ein, wohnte in einer ungeheizten Mansarde und schloss 1893 die licence in Physik als Beste ihres Jahrgangs ab, ein Jahr später die in Mathematik als Zweite. 1894 lernte sie Pierre Curie kennen, einen Physiker, der bereits die Piezoelektrizität mit erforscht hatte. Sie heirateten am 25. Juli 1895 — ohne Kleid, ohne Ring, mit dem Geld für zwei Fahrräder.
Zum NamenSie unterschrieb zeitlebens „Marie Skłodowska Curie“. Das Element Polonium trägt später denselben Bezug: die Heimat, die politisch nicht existierte.
II Der Befund
1896 zeigte Henri Becquerel, dass Uransalze von selbst eine durchdringende Strahlung aussenden. Alle sahen darin eine Kuriosität. Marie Curie machte daraus eine Messaufgabe.
Statt Fotoplatten zu beschlagen, maß sie: Mit dem piezoelektrischen Verfahren, das Pierre und sein Bruder Jacques entwickelt hatten, bestimmte sie, wie stark eine Substanz die Luft leitfähig macht. Aus einem Eindruck wurde ein Zahlenwert — und Zahlenwerte lassen sich vergleichen.
Zwei Ergebnisse veränderten die Physik. Erstens: Die Strahlung hing allein von der Menge des enthaltenen Urans ab, nicht von der chemischen Verbindung, nicht von Temperatur oder Licht. Sie musste also eine Eigenschaft des Atoms selbst sein — für ein Zeitalter, das Atome für unteilbar und unveränderlich hielt, ein Affront. Zweitens: Pechblende strahlte deutlich stärker, als ihr Urangehalt erlaubte. Das Erz enthielt etwas, das niemand kannte.
Für das Phänomen prägten die Curies einen Namen, den es vorher nicht gab: Radioaktivität. Und aus der zweiten Beobachtung wurde eine Arbeitsanweisung, die vier Jahre dauern sollte — man musste das Unbekannte aus dem Erz herausholen. Nicht theoretisch. Von Hand.
Auch ThoriumFast gleichzeitig fand sie, dass auch Thoriumverbindungen aktiv sind — unabhängig von Gerhard Carl Schmidt, der es kurz zuvor veröffentlicht hatte.
PechblendeUranerz, das die Curies als Rückstand aus der Joachimsthaler Aufbereitung in Böhmen bezogen — dort war das Uran für die Glasfärbung bereits entnommen. Das Aktivste blieb im Abraum zurück.
III Die Reduktion
Zwischen 1898 und 1902 verarbeiteten die Curies Rückstände der Joachimsthaler Pechblende — im Hof, in Bottichen, bei jedem Wetter. Marie beschrieb später Tage, an denen sie eine kochende Masse mit einer eisernen Stange rührte, die fast so groß war wie sie selbst.
Chemisch war der Weg klar und mörderisch einfach: lösen, fällen, filtern, und dann immer wieder umkristallisieren. Radium verhält sich fast wie Barium; in jedem Durchgang reichert es sich in einem Bruchteil des Kristallisats etwas weiter an. Tausende solcher Durchgänge später blieb ein weißes Salz übrig.
GrößenordnungAus rund einer Tonne Erzrückstand gewann Marie Curie 1902 etwa 0,1 Gramm Radiumchlorid und bestimmte daran die Atommasse des Radiums. Insgesamt verarbeiteten die Curies über die Jahre mehrere Tonnen; die Angaben schwanken je nach Quelle.
Verbliebene Masse
0,1g
0,1 g Radiumchlorid 1902 · Ergebnis von vier Jahren
Sieben Zehnerpotenzen liegen zwischen dem Anfang und dem Ende dieses Weges. Der entscheidende Teil der Arbeit ist keine Idee, sondern Ausdauer: Das Radium wird nicht gefunden, es wird übrig gelassen.
Zur DarstellungDer Materialhaufen ist eine prozedurale Illustration, kein Messdiagramm. Massenskala, Jahre und Verfahrensschritte folgen den belegten Angaben; die Zahl der Bruchstücke tut es nicht.
IV Das Leuchten
Eine unserer Freuden war es, nachts in unsere Werkstatt zu gehen. Überall sahen wir die schwach leuchtenden Umrisse der Fläschchen mit unseren Präparaten … die glühenden Röhrchen sahen aus wie zarte Feenlichter.
Original: „One of our joys was to go into our workroom at night … The glowing tubes looked like faint, fairy lights.“
Marie Curie über die Nächte im Labor, aus ihrer Biografie Pierre Curie (1923). Der englische Wortlaut ist über das American Institute of Physics belegt; die deutsche Fassung ist eine Übersetzung dieser Seite.
Warum es leuchtetRadiumsalze senden beim Zerfall ständig Teilchen aus. Diese regen das Salz und die Umgebung zum Nachleuchten an — kein gespeichertes Licht, sondern laufend erzeugtes. Es hört nicht auf, solange Radium da ist.
Po
84Ordnungszahl
Polonium
Das erste der beiden Elemente, im Sommer 1898 aus der Pechblende herausgearbeitet. Marie Curie benannte es nach Polen — einem Land, das damals zwischen drei Reichen aufgeteilt war und auf keiner politischen Karte stand. Eine Namensgebung als Protestnote.
Ra
88Ordnungszahl
Radium
Wenige Monate später, im Dezember 1898, kündigten die Curies ein zweites Element an und nannten es nach dem lateinischen radius, dem Strahl. Radium ist das Element dieser Seite: Es liefert das Leuchten, es liefert die Halbwertszeit von rund 1 600 Jahren — und es liefert die Dosis.
V Zu zweit, dann allein
1903 ging der Nobelpreis für Physik zu gleichen Teilen an Henri Becquerel und an das Ehepaar Curie. Marie Curie war die erste Frau, die einen Nobelpreis erhielt.
Radium wurde weltweit begehrt und teuer; ein Patent auf das Verfahren hätte die Curies reich gemacht. Sie verzichteten bewusst darauf — die Methode sollte allen zugänglich sein, die damit arbeiten wollten. Das Labor blieb entsprechend arm.
Am 19. April 1906 wurde Pierre Curie auf einer regennassen Pariser Straße von einem Pferdefuhrwerk überrollt und war sofort tot. Marie übernahm seinen Lehrstuhl und wurde die erste Professorin in der Geschichte der Sorbonne. Ihre erste Vorlesung begann sie an der Stelle, an der Pierre aufgehört hatte. 1911 erhielt sie einen zweiten Nobelpreis, diesmal allein und in der Chemie — für die Entdeckung von Radium und Polonium und die Darstellung des reinen Metalls. Sie ist bis heute der einzige Mensch mit Nobelpreisen in zwei verschiedenen Naturwissenschaften.
VI Die Front
Als 1914 der Krieg begann, war die Röntgentechnik knapp zwanzig Jahre alt und stand in Krankenhäusern, weit hinter der Front. Marie Curie drehte die Richtung um: Wenn die Verwundeten nicht zum Gerät kommen können, muss das Gerät zu ihnen.
Sie ließ Automobile zu mobilen Röntgenstationen umbauen, trieb Fahrzeuge und Geräte bei privaten Spendern auf, holte den Strom aus einem Dynamo am Motor, erwarb den Führerschein und fuhr selbst an die Front. Die Soldaten nannten die Wagen petites Curies.
An ihrer Seite arbeitete ihre siebzehnjährige Tochter Irène. Weil ausgebildetes Personal fehlte, richtete Curie Kurse ein und bildete Frauen zu Röntgenassistentinnen aus — ein Beruf, den es vorher nicht gab.
Zu den ZahlenDie folgenden Angaben sind Größenordnungen; die Quellen nennen leicht abweichende Werte. Belegt ist die Wirkung: Röntgenaufnahmen zeigten Geschosssplitter und Knochenbrüche vor der Operation — das ersparte Suchschnitte und Amputationen.
VII Der Preis
Niemand wusste, was diese Strahlung im Körper anrichtet. Es gab keine Grenzwerte, keine Abschirmung, keinen Anlass zur Vorsicht — die Wirkung stellte sich erst über Jahrzehnte ein.
Marie Curie trug Fläschchen mit Radium in der Manteltasche, bewahrte leuchtende Präparate im Schreibtisch auf und arbeitete vierzig Jahre lang ohne jeden Schutz. Auch im Krieg blieb sie ungeschützt an den Röntgengeräten. Ihre Finger waren vernarbt, ihre Augen trübten sich, ihr Knochenmark stellte nach und nach die Blutbildung ein.
Am 4. Juli 1934 starb sie im Sanatorium Sancellemoz in Passy an aplastischer Anämie, mit hoher Wahrscheinlichkeit Folge der jahrzehntelangen Strahlenbelastung. Sie wurde 66 Jahre alt.
Ihre Laborbücher strahlen weiter. Sie sind vor allem mit Radium-226 kontaminiert, lagern bleiverkleidet in der französischen Nationalbibliothek und dürfen nur mit Schutzkleidung und nach Unterzeichnung einer Haftungserklärung eingesehen werden. Marie und Pierre Curie selbst ruhen seit 1995 in bleiausgekleideten Särgen im Panthéon.
Rechenwerk · Zerfall von Radium-226Halbwertszeit 1 600 Jahre
94,6 % der Radium-226-Atome sind noch vorhanden — im Jahr 2026
01 6003 2004 800
Halbwertszeit heißt nicht Haltbarkeit: Nach 1 600 Jahren ist die Hälfte des Radium-226 zerfallen, nach 3 200 Jahren ein Viertel übrig. Seit den Aufzeichnungen sind gut hundert Jahre vergangen — verschwindend wenig auf dieser Skala. Genau deshalb sind die Notizbücher, Möbel und Kittel aus ihrem Labor bis heute messbar aktiv.
VIII Vermächtnis
Dieselbe Strahlung, die sie tötete, tötet auch Tumorzellen. Die Strahlentherapie geht in direkter Linie auf das zurück, was in jenem Schuppen begann.
1914 wurde in Paris das Radium-Institut fertig, das Curie mit aufbaute und bis zu ihrem Tod leitete; daraus gingen die heutigen Institut-Curie-Zentren hervor, die zu den führenden Häusern der Krebsforschung und -behandlung zählen.
1935, ein Jahr nach ihrem Tod, erhielten ihre Tochter Irène Joliot-Curie und deren Mann Frédéric den Nobelpreis für Chemie — für die künstlich erzeugte Radioaktivität. Irène starb 1956 an Leukämie, ebenfalls nach jahrelanger Strahlenbelastung. Der Preis blieb in der Familie, in beiden Bedeutungen des Wortes.
Fünf NobelpreiseMarie (1903, 1911), Pierre (1903), Irène und Frédéric Joliot-Curie (1935). Häufig wird ein sechster mitgezählt: Henry Labouisse, Ehemann der Tochter Ève, nahm 1965 den Friedensnobelpreis für UNICEF entgegen.
MaßeinheitDas Becquerel misst heute die Aktivität; das ältere Curie war als Aktivität eines Gramms Radium definiert. Beide Namen stammen aus diesem Labor.