Pour faire suite au précédent billet consacré à la radioactivité naturelle, et mettre en lumière la découverte de nouveaux éléments, quoi de plus logique que de revenir sur les travaux de la célébrissime Marie Curie ? A quoi s’est-elle intéressée exactement ? Quelle a été sa démarche ?
Ses origines polonaises
Marie Curie est née en Pologne, à Varsovie en 1867 : elle porte alors le nom de Maria Sklodowska. Elle ne devient française que lorsqu’elle se marie avec Pierre Curie avec qui elle a travaillé et partagé ses recherches.
Alors qu’elle est toute jeune, elle perd une de ses sœurs et sa mère à seulement quelques années d’intervalles. Elle travaille beaucoup (par passion et peut-être aussi pour noyer son chagrin) et obtient d’excellents résultats à l’école ce qui l’encourage à aller plus loin. C’est alors qu’elle part à Paris pour étudier.
Son travail sur la radioactivité
Il faut d’abord commencer par préciser que c’est le physicien français Henri Becquerel, contemporain de Marie Curie, qui a découvert le phénomène de radioactivité, un peu par hasard. Le physicien s’était intéressé à la lumière émise par certains minerais : il pensait au départ que ce phénomène était lié au fait qu’on avait soumis l’échantillon à la lumière du soleil.
Mais il s’est aperçu que cette lumière était bel et bien produite par les éléments chimiques présents dans le matériau riche en uranium. Autrement dit, la source de rayonnement était à l’intérieur du minerai. Il a en plus montré que ce rayonnement émis était très pénétrant : il peut traverser certains métaux alors que les rayons X ne le font pas ! C’est la radioactivité, mais ce nom là n’existait pas encore.
Pierre et Marie Curie étudient un minerai radioactif, afin d’y découvrir ce qui explique vraiment cette propriété. L’uranium ou autre chose ? (Tableau du peintre français André Castaigne)
Marie Curie démarre un doctorat en 1897 et choisit de travailler sur ce sujet : elle étudie alors les rayonnements produits par des roches riches en uranium, et notamment leurs effets sur l’environnement. Elle travaille sur de nombreux échantillons de sels et en particulier sur la « pechblende », un minerai contenant de l’uranium (U3O8).
Au cours de ses travaux, elle collabore avec son mari Pierre Curie car il a mis au point des outils de mesure permettant d’évaluer précisément les effets des rayonnements sur les molécules d’air. Elle cherche à comprendre ce qui est réellement à l’origine des rayonnements, ceux qu’on vient juste de découvrir, produits au cœur de la pechblende.
Pierre et Marie Curie dans leur laboratoire
Pierre et Marie Curie sont installés dans le laboratoire de l’Ecole municipale de Physique et de Chimie de Paris et ils multiplient les expériences et les mesures. C’est ainsi qu’ils se rendent compte que les résultats « ne collent pas » avec ce qui était alors connu sur l’uranium. Les rayonnements issus de la pechblende sont bien plus « puissants » que prévu. Le couple en arrive à la conclusion qu’il doit y avoir autre chose dans les échantillons, un (ou plusieurs) élément(s) chimique(s) au caractère bien plus « radioactif » , selon l’expression de Marie Curie : le mot était né.
Ils cherchent donc à mettre au point une méthode pour séparer cet élément particulier présent dans la pechblende, responsable d’un niveau si élevé de radioactivité : le but est de transformer le minerai pour le raffiner. L’opération est longue et délicate. Marie Curie réussit d’abord à mettre en évidence un premier élément qui sera baptisé « polonium » en référence à son pays d’origine. Un peu plus tard, elle parvient également aussi à isoler un second nouvel élément, bien plus radioactif que l’uranium, qu’elle baptise le « radium » en référence au fait que le minerai, qui en contient, est brillant et émet de la lumière.
En 1903, Marie Curie reçoit le prix Nobel de Physique pour ses travaux sur la radioactivité, prix Nobel décerné à la fois à Marie, Pierre et Henri Becquerel.
En 1911, Marie Curie reçoit un second prix Nobel, mais cette fois en Chimie pour sa découverte du radium dont elle a pu extraire 1g sous forme de métal à partir de la pechblende.
Un sujet d’étude qui a entraîné sa mort
Marie Curie a donc beaucoup travaillé avec des éléments radioactifs notamment le radium, pour le séparer des autres éléments. Les différentes expériences réalisées pour comprendre et isoler ce nouvel élément ont été réalisées dans des conditions un peu rudimentaires et sans précautions particulières.
Or les éléments radioactifs, lorsqu’ils sont particulièrement concentrés, comme cela a pu être le cas pour les travaux de Marie Curie, sont dangereux puisque les rayonnements émis sont de forte énergie et traversent certains matériaux dont la peau. En pénétrant les tissus, les rayonnements peuvent casser l’ADN. En général, le corps répare ces cassures mais quand les doses sont trop fortes, c’est beaucoup plus difficile et les maladies apparaissent.
Ce fut le cas pour Marie Curie qui s’est éteinte d’une leucémie en 1934, une maladie très certainement liée aux rayonnements puissants émis par le radium.