ชีวประวัติการค้นพบ “ เรเดียม และ พอโลเนียม ”

เมื่อก้อนแร่ที่ “ แรงเกินกว่าจะเป็นยูเรเนียม ” พามารี คูรีไปพบธาตุใหม่ของโลก

ลองจินตนาการว่า คุณกำลังตรวจแร่ก้อนหนึ่งในห้องทดลองเล็ก ๆ ที่ทั้งหนาว อับ และแทบไม่มีอุปกรณ์ทันสมัย แต่เครื่องมือกลับบอกว่า แร่ก้อนนี้ปล่อยรังสีออกมามากกว่าที่มันควรจะเป็นหลายเท่า

นักวิทยาศาสตร์หลายคนอาจคิดว่าเครื่องมือเสีย หรือการทดลองผิดพลาดแต่ มารี คูรี (Marie Curie) กลับตั้งคำถามอีกแบบว่า

“ ถ้าเครื่องมือไม่ได้ผิด… หรือในแร่ก้อนนี้จะมีธาตุที่มนุษย์ยังไม่เคยรู้จักซ่อนอยู่? ”

คำถามนั้นกลายเป็นจุดเริ่มต้นของการค้นพบ พอโลเนียม (Polonium) และ เรเดียม (Radium) ในปี 1898 และเปลี่ยนความเข้าใจของมนุษย์เกี่ยวกับอะตอมไปตลอดกาล

ก่อนเป็น “มาดามคูรี” เธอคือเด็กสาวจากโปแลนด์

มารี คูรี เกิดในชื่อ Maria Skłodowska ที่กรุงวอร์ซอ ประเทศโปแลนด์ เมื่อปี 1867 ในครอบครัวครู พ่อของเธอสอนวิทยาศาสตร์และเป็นหนึ่งในคนที่ทำให้มารีสนใจฟิสิกส์และเคมีตั้งแต่เด็ก แต่เส้นทางการเรียนของเธอไม่ได้ง่ายเลย ในเวลานั้นผู้หญิงในโปแลนด์มีโอกาสศึกษาต่อในระดับมหาวิทยาลัยจำกัดมาก มารีจึงต้องทำงานเป็นครูพี่เลี้ยงอยู่หลายปีเพื่อช่วยส่งพี่สาวเรียนแพทย์ที่ปารีส ก่อนที่พี่สาวจะช่วยเหลือเธอกลับ

เมื่ออายุประมาณ 24 ปี มารีจึงเดินทางไปปารีสและเข้าเรียนที่ Sorbonne โดยศึกษาฟิสิกส์และคณิตศาสตร์อย่างจริงจัง ชีวิตช่วงนั้นค่อนข้างลำบาก เงินมีไม่มาก แต่เธอทุ่มเทกับการเรียนอย่างหนัก

ที่ปารีสนี่เอง เธอได้พบกับนักฟิสิกส์ชื่อ Pierre Curie — ปิแอร์ คูรี ทั้งสองมีความสนใจด้านวิทยาศาสตร์เหมือนกัน และแต่งงานกันในปี 1895 ต่อมากลายเป็นหนึ่งในคู่สามีภรรยานักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงที่สุดในประวัติศาสตร์

ก่อนที่มารี คูรีจะเริ่มงานวิจัย Henri Becquerel นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสค้นพบในปี 1896 ว่า ยูเรเนียมสามารถปล่อยรังสีออกมาได้เอง แม้ไม่ได้รับแสงจากภายนอก ซึ่งเป็นเรื่องที่น่าประหลาดใจมากในเวลานั้น

มารีเห็นว่ายังมีคำถามอีกมาก จึงนำเรื่องนี้มาศึกษาต่ออย่างเป็นระบบ โดยวัดการแผ่รังสีของสารชนิดต่าง ๆ แม้เธอจะไม่ใช่ผู้ค้นพบกัมมันตภาพรังสีเป็นคนแรก แต่เธอเป็นผู้พัฒนาแนวคิดนี้ต่อ และใช้คำว่า “radioactivity” หรือกัมมันตภาพรังสี พร้อมเสนอว่า การแผ่รังสีอาจเป็นคุณสมบัติที่เกิดจาก ตัวอะตอมเอง แนวคิดนี้ถือว่าก้าวหน้ามาก เพราะในยุคนั้น นักวิทยาศาสตร์ยังเชื่อกันว่าอะตอมเป็นหน่วยพื้นฐานที่แทบไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้

แล้วความผิดปกติก็ปรากฏขึ้น…

ระหว่างศึกษาแร่ Pitchblende ซึ่งมียูเรเนียมเป็นองค์ประกอบ มารี คูรีกลับพบสิ่งที่น่าประหลาดใจ! แร่ชนิดนี้ปล่อยรังสีออกมา แรงกว่าที่ปริมาณยูเรเนียมจะอธิบายได้ถึง 4–5 เท่า ทั้งที่ตามหลักแล้ว รังสีควรสัมพันธ์กับปริมาณยูเรเนียมในแร่ ความผิดปกตินี้ทำให้มารีตั้งข้อสงสัยว่า… หรือภายในก้อนแร่นี้จะมีธาตุกัมมันตรังสีชนิดใหม่ซ่อนอยู่ ที่โลกยังไม่เคยรู้จัก? และข้อสงสัยนี้เอง ก็นำไปสู่การค้นพบครั้งสำคัญในประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์!

ภารกิจตามหา “ ธาตุลึกลับ ”

เมื่อเห็นผลการทดลองที่ผิดปกติ ปิแอร์ คูรี จึงเข้าร่วมวิจัยกับมารี เพื่อค้นหาว่าอะไรทำให้แร่ Pitchblende ปล่อยรังสีได้รุนแรงขนาดนั้น ทั้งคู่เริ่มแยกแร่ออกเป็นสารกลุ่มต่าง ๆ แล้วตรวจวัดว่า ส่วนไหนมีกัมมันตภาพรังสีสูงที่สุด ราวกับกำลังตามรอยหาธาตุปริศนา จนพบว่าสารกัมมันตรังสีลึกลับชนิดหนึ่งแยกออกมาพร้อมกับ บิสมัท (Bismuth) และเมื่อแยกสารต่อไป ก็พบส่วนที่มีกัมมันตภาพรังสีเข้มข้นขึ้นเรื่อย ๆ

ในที่สุด กลางปี 1898 ทั้งคู่เริ่มมั่นใจว่า…พวกเขาอาจกำลังค้นพบธาตุชนิดใหม่ที่โลกไม่เคยรู้จักมาก่อน!

กรกฎาคม 1898 — “Polonium” ถือกำเนิดขึ้น

ในเดือนกรกฎาคม ปี 1898 มารีและปิแอร์ คูรี ประกาศการค้นพบธาตุชนิดใหม่ พร้อมตั้งชื่อว่า “Polonium” หรือพอโลเนียม (Po) ชื่อนี้มาจาก Poland (โปแลนด์) บ้านเกิดของมารี ซึ่งในเวลานั้นยังอยู่ภายใต้การแบ่งดินแดนของมหาอำนาจ การตั้งชื่อนี้จึงเป็นเหมือนการนำชื่อบ้านเกิดของเธอไปประกาศให้โลกวิทยาศาสตร์ได้รับรู้ ปัจจุบันพอโลเนียมเป็นที่รู้จักในฐานะธาตุกัมมันตรังสีสูง มีเลขอะตอม 84

แต่การค้นพบครั้งนี้ยังไม่ใช่จุดสิ้นสุด…เพราะแร่ Pitchblende ที่เหลือ ยังคงปล่อยรังสีออกมาสูงผิดปกติ! หรือว่ายังมีธาตุลึกลับอีกชนิดซ่อนอยู่ในแร่นี้?

ธันวาคม 1898 — ธาตุที่สองปรากฏตัว!

มารีและปิแอร์ยังคงเดินหน้าค้นหาธาตุลึกลับ จนพบว่าสารที่มีคุณสมบัติคล้าย แบเรียม (Barium) มีกัมมันตภาพรังสีสูงผิดปกติ ทั้งคู่ร่วมกับนักเคมี Gustave Bémont ใช้วิธีแยกสารและตกผลึกซ้ำ ๆ เพื่อเพิ่มความเข้มข้นของสารปริศนา จนกระทั่งวันที่ 26 ธันวาคม 1898 พวกเขาประกาศหลักฐานการค้นพบธาตุใหม่อีกชนิด! “Radium” หรือเรเดียม (Ra) ชื่อ Radium มาจากภาษาละติน radius ที่หมายถึง “รังสี” สะท้อนคุณสมบัติการแผ่รังสีอันโดดเด่นของธาตุชนิดนี้ ซึ่งภายหลังได้รับเลขอะตอม 88….และนี่คือการค้นพบครั้งสำคัญที่กำลังจะเปลี่ยนโลกวิทยาศาสตร์ไปตลอดกาล!

แต่ “ค้นพบ” ไม่ได้แปลว่าได้เรเดียมก้อนหนึ่งทันที

ส่วนที่น่าทึ่งของเรื่องคือ ตอนที่ประกาศค้นพบเรเดียม นักวิทยาศาสตร์ยังไม่ได้มีก้อนโลหะเรเดียมบริสุทธิ์วางอยู่บนโต๊ะ หลักฐานในตอนแรกมาจากพฤติกรรมทางเคมี ความแรงของกัมมันตภาพรังสี และต่อมาจากสเปกตรัมของธาตุ ดังนั้นภารกิจต่อไปของมารีจึงยากกว่าเดิมมาก เธอต้องพยายามแยกเรเดียมออกมาในปริมาณที่มากพอจนสามารถศึกษาคุณสมบัติของมันได้อย่างชัดเจน

ปัญหาคือ…ใน Pitchblende มีเรเดียมน้อยมาก น้อยจนต้องใช้วัตถุดิบเป็น ตัน เพื่อให้ได้สารประกอบเรเดียมเพียงปริมาณเล็กน้อย

ห้องทดลองที่แทบไม่เหมือน “ห้องทดลอง”

ถ้าเราจินตนาการถึงห้องแล็บของนักวิทยาศาสตร์ระดับโลก เราอาจนึกถึงห้องสีขาว เครื่องจักรล้ำสมัย และระบบควบคุมอุณหภูมิ

ความจริงของครอบครัวคูรีแทบตรงกันข้าม สถานที่ทำงานในช่วงสำคัญของพวกเขามีสภาพค่อนข้างเรียบง่าย พื้นที่ไม่ดีนัก และการแยกเรเดียมต้องใช้แรงงานหนักมาก ทั้งต้ม กวน ละลาย ตกตะกอน และตกผลึกสารซ้ำแล้วซ้ำอีก มารีเคยต้องจัดการกับ Pitchblende ปริมาณมากด้วยภาชนะขนาดใหญ่ กระบวนการเหล่านี้ยืดเยื้อเป็นเวลาหลายปี หลังการตกผลึกนับครั้งไม่ถ้วน เธอสามารถเตรียม radium chloride ที่เกือบบริสุทธิ์ประมาณหนึ่งเดซิกรัม จากวัตถุดิบหลายตัน และใช้ข้อมูลดังกล่าวในการศึกษาคุณสมบัติและหาน้ำหนักอะตอมของเรเดียมพูดง่าย ๆ คือ พวกเขาไม่ได้แค่ “เจอ” เรเดียม แต่ต้องค่อย ๆ ไล่มันออกมาจากภูเขาของสารอื่น

สิ่งที่พวกเขายังไม่รู้ รังสีที่ค้นพบนั้นอันตราย!

ในยุคนั้น นักวิทยาศาสตร์ยังไม่เข้าใจอันตรายของรังสีอย่างแท้จริง โดยเฉพาะ เรเดียมที่ทำให้สารบางชนิดเรืองแสงในความมืด จนกลายเป็นสิ่งน่าตื่นตาตื่นใจ ปิแอร์ คูรีเคยสัมผัสสารกัมมันตรังสีจนเกิดบาดแผลที่ผิวหนัง ขณะที่ สมุดบันทึกการทดลองของครอบครัวคูรีก็ยังมีกัมมันตภาพรังสีหลงเหลืออยู่จนถึงปัจจุบัน การค้นพบเรเดียมจึงมีสองด้าน ด้านหนึ่งเปิดประตูสู่ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และการแพทย์ แต่อีกด้านก็ทิ้งบทเรียนสำคัญให้มนุษยชาติว่า… “สิ่งที่เปลี่ยนโลกได้ อาจเป็นสิ่งที่อันตรายได้เช่นกัน”

จากห้องทดลองเล็ก ๆ สู่รางวัลโนเบล

การค้นพบของมารีและปิแอร์ คูรี ได้เปลี่ยนโลกวิทยาศาสตร์ไปตลอดกาล! ในปี 1903 มารีและปิแอร์ คูรี ร่วมกับ Henri Becquerel ได้รับ รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ จากผลงานการศึกษาปรากฏการณ์รังสี

ต่อมาในปี 1911 มารีได้รับ รางวัลโนเบลสาขาเคมี จากผลงานการค้นพบเรเดียมและพอโลเนียม รวมถึงการแยกและศึกษาคุณสมบัติของเรเดียม ทำให้เธอกลายเป็น บุคคลแรกในประวัติศาสตร์ที่ได้รับรางวัลโนเบลถึง 2 ครั้ง! จากนักวิทยาศาสตร์ในห้องทดลองเล็ก ๆ สู่ผู้หญิงที่สร้างประวัติศาสตร์ และกลายเป็นหนึ่งในบุคคลสำคัญที่สุดของโลกวิทยาศาสตร์ ชีวประวัติการค้นพบ “ เรเดียม และ พอโลเนียม ”

สนใจติดต่อ เวิลด์เคมีคอล กรุ๊ป ผู้นําด้านการจําหน่ายและนำเข้า สารเคมีภัณฑ์ เคมีภัณฑ์อุตสาหกรรม ขนาดใหญ่ และ ขนาดย่อม ประเภท เคมีอุตสาหกรรม เคมีทําความสะอาด เคมีสระว่ายน้ำ เคมีบำบัดน้ำ เคมีงานปั้น-งานหล่อ เคมีอาหาร กลิ่น สารสกัด สี น้ำหอม เคมีเครื่องสำอาง อาทิ กลีเซอรีน โซดาไฟเกล็ด โซเดียมเมต้าไบซัลไฟต์ เอทิลแอลกอฮอล์ ฯลฯ สารพัดด้านเคมี เวิลด์เคมิคอล กรุ๊ป พร้อมให้บริการและให้ปรึกษากับลูกค้าทุกท่าน

สนใจสอบถามข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่

Line ID : @worldchemical
Facebook : https://www.facebook.com/chemical.chiangmai
เว็บไซต์ : www.worldchemical.co.th
โทร : 053 204 446-7