Histoire de la radioactivité :
la radioactivité naturelle : un pas vers le nucléaire



La découverte de la radioactivité naturelle (8/8)

Cette même année 1903, un physicien allemand du nom de Wilhelm Marckwald prétendra avoir découvert un nouveau radioélément - un élément chimique qu'il baptisera radiotellure. S'appuyant sur la loi de décroissance radioactive formulée quelques mois auparavant par Ernest Rutherford et Frederick Soddy et stipulant que chaque radioélément peut être caractérisé par une constante radioactive qui lui est propre, Marie Curie parviendra à démontrer que cet élément n'est autre en réalité que le polonium, découvert conjointement avec Pierre en 1898.

La loi de transformation des corps radioactifs établie en 1903 par Ernest Rutherford
et Frederick Soddy stipule que le nombre n d'atomes radioactifs d'une même famille
qui se désintègrent par unité de temps est proportionnel au nombre total N d'atomes
présents, soit n = lN. L'élément de proportionnalité l fut nommé constante radioactive :
plus sa valeur est grande, plus la désintégration du radioélément considéré est rapide.
Ce qui se traduit par la loi de décroissance radioactive suivante : N = No exp(-lt)
où t désigne le temps et No, le nombre d'atomes initialement présents (à t = 0).
Chaque radioélément est ainsi caractérisé par sa propre constante radioactive,
liée à sa période T ou temps nécessaire à la disparition de la moitié
de l'échantillon (N = No/2), par la relation : T = 0,693/l.

Victime d'un grave accident de la circulation, Pierre s'éteindra le 19 avril 1906, à l'âge de 47 ans seulement. Marie poursuivra seule alors ses recherches sur les radioéléments, se concentrant plus particulièrement sur leur chimie. Elle entreprendra notamment de nouveaux travaux de séparation et de purification du radium, afin de convaincre les physiciens les plus récalcitrants de la nature chimiquement normale de cet élément - un élément dont elle affinera encore la masse atomique, la fixant à 226,45 +/- 0,5 dans une publication datée de 1907. En 1910, elle parviendra, en collaboration avec André Louis Debierne, à recréer la forme métallique du radium. Puis lui sera confiée la détermination d'un étalon de mesure de la radioactivité, d'un étalon de radium en particulier, indispensable à comparer les résultats des expériences menées dans les laboratoires du monde entier. L'unité adoptée sera le gramme de radium métal. Une unité d'émanation, soit la quantité d'émanation (radon) en équilibre radioactif avec un gramme de radium sera également définie. En hommage à Pierre, elle sera nommée Curie. Entre-temps, Marie aura affiné notre connaissance des familles radioactives, déterminé plusieurs constantes radioactives et étudié les propriétés des rayonnements émis par divers radioéléments.

"Pour les services rendus à l'avancement de la chimie par la découverte des éléments radium et polonium, par l'isolement du radium et l'étude de la nature et des composés de cet élément remarquable", Marie se verra décerner, en 1911, un second prix Nobel par l'Académie des sciences de Stockholm - un prix Nobel de chimie cette fois : "Il y a de cela quinze ans, le rayonnement de l'uranium a été découvert par Henri Becquerel, et deux ans après, l'étude de ce phénomène a été étendue aux autres substances, par moi d'abord, par Pierre Curie et moi ensuite. (...) Tous les corps émettant un tel rayonnement ont été nommés par moi radioactfs. (...) L'histoire de la découverte et de l'isolement de cette substance (le radium) a fourni la preuve de l'hypothèse que j'avais faite, d'après laquelle la radioactivité est une propriété atomique de la matière et peut fournir une méthode de recherche d'éléments nouveaux".

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