Kædereaktion

110 mm

26

150 mm

Historien om den mest destruktive kraft i verden begyndte i revolutionsåret 1789, da Martin Heinrich Klaproth, en apoteker i Berlin, opdagede grundstoffet uran. Hundrede år senere opdagede Henri Becquerel en mystisk stråling, der udgik fra stoffet. Denne stråling betegnede Marie Curie ‘radioaktivitet’. I de følgende år bidrog Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr og mange andre med forskning og ideer, som bragte atombomben nærmere sin fødsel. De sidste og afgørende landvindinger blev gjort under Anden Verdenskrig i et nervepirrende kapløb mellem Tyskland og USA. Hvem skulle først få atombomben?

Hubert Manias bog er et stykke videnskabshistorie formidlet, så alle kan være med. Udviklingen af atombomben beskrives som netop en kædereaktion af ideer, der udveksles igennem 150 år, for til sidst at kulminere med den første prøvesprængning i 1945. Atombomben er født!

Kædereaktion omslag 2.indd 6

KæDErEAKTION

226

Hubert Mania

KæDErEAKTION HISTORIEN OM ATOMBOMBENS TILBLIVELSE Hubert Mania

22/12/11 22.13

Hubert Mania

KĂŚdereaktion Historien om atombombens tilblivelse

Oversat af Morten Visby

Informations Forlag

Indhold 1 Radioaktivitet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2 Atomkerne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3 Proton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 4 Neutron . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 5 Transuraner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 6 Kernespaltning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 7 Våbenkapløb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 8 Plutonium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199 9 Kædereaktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 10 Fat Man . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247 11 Kritisk masse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269 12 Trinity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283 Tak . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309

Litteratur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311 Links . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321 Personregister . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323

1

Radioaktivitet

V

indovnen i laboratoriet hvæser faretruende. Det enorme luftindtag nærer ilden, så der udvikles tilstrækkeligt stor varme til at smelte metaller. Varmen får efterhånden de mørke sten i kassen foran ovnen til at udsende en rådden dunst. Den rister fugtigheden fra minen og svampen fra de rådne forskallingsbrædder ud af stenene. Selv den sure luft i de forladte sølvminegange, der forekommer at være trængt ind i selv de mindste revner og sprækker i mineralprøverne, lokkes nu frem af den behagelige varme i lokalet. Men inden længe vil den mugne lugt igen have fortonet sig som en flygtig erindring om efterårsregn. For ingen stank i verden kan måle sig med det arsenal af ætsende væsker i flasker, pipetter og ampuller, der er opstillet her.

Berliner-apotekeren Martin Heinrich Klaproth har kørt hele sin samling af probate substanser og miksturer i stilling, så han kan give sig i kast med de nye stenprøver fra Ertsbjergene. Med ild og syre vil han spalte og pulverisere dem, nedbryde dem med salte og opbløde dem i vand. Mens han knuser de rødligt lysende klumper af blodludsalt i morteren, holder han øje med farvevirkningen af den netop tilsatte galæbletinktur. Dette farvestof udvindes af grovmalede, æbleformede galhvepselarver, der har forpuppet sig i egetræsblade, hvor deres mødre har indboret æggene. Deres garvesyre vil udskylle mangen en urenhed af malmen. Samtidig langt borte i Paris skriver den liden-

8

K æ d e r e a kt i o n

skabelige demokrat Lafayette og den radikale Robespierre – med en blæk fremstillet af netop dette afkog – deres udkast til Erklæringen om menneskets og borgerens rettigheder, hvori de rejser krav om noget så uhørt som lige valgret for alle mænd og sågar monarkiets afskaffelse.

I disse revolutionære sommermåneder i året 1789 hersker der også i Klaproths apotek i skyggen af den imposante Nikolajkirke på hjørnet af Spandauer Strasse og Probststrasse en temmelig sprængfarlig atmosfære. I behørig sikkerhedsafstand fra smelte- og porcelænsovnen puster den eksperimenterende apoteker igen og igen al den luft, hans lunger overhovedet kan rumme, ind i den åbne flamme gennem et blæserør. Han har snittet en kertevæge op i to tråde og holder nu røret midt i forgreningen. På den måde kan han modulere flammen, blæse den lang og spids, så den lige præcis omslutter den hasselnødstore malmprøve, der hviler på et stykke gnistfrit trækul fremstillet af birk. I et så trangt laboratorium kan ukontrollerede gnister eller springende småkorn af glødende metal let komme for tæt på letantændelige kemikalier og kularter og blive skæbnesvangre for selv meget forsigtige praktikere. Men Martin Heinrich Klaproth har stor erfaring med risikable situationer i forbindelse med kemiske processer. Som medlem af logen Endrægtighedens Fremme nævnes han i rosende vendinger i Frimurer-håndbogen fra 1787: Under et storstilet, men sløset forberedt alkymistisk forsøg reddede han sine logebrødre fra en eksplosionskatastrofe.

Han vil ikke have noget at gøre med alkymistfraktionens hemmelighedskræmmeri. Han tager klar afstand fra den mystiske tågesnak blandt de indviede, som stadig leder efter De Vises Sten, hvormed de ønsker at forvandle uædle metaller til guld. Som eksemplarisk forkæmper for den videnskabeligt funderede kemi forholder Klaproth sig kun til det, han kan se, lugte og veje i sine digler og reagensglas. Mangen en mirakelmedicin har han afsløret som bedrag. Han kunne for eksempel påvise, at det populære ”undergørende luftsalt” ikke var andet end bittersalt uden tilsætningsstoffer af nogen art, og det såkaldte ”pneumalkali”, der blev solgt til ågerpriser af homøopatiens grundlægger Samuel Hahnemann, afslørede han som ganske almindelig boraks [Dan:60].

R a d i o a kt i v i t e t

9

Det mineralstof, som apotekeren og kemikeren Klaproth vil analysere i mindste bestanddele, kaldes for begblende blandt bjergfolkene i Ertsbjergene. Det har en grålig eller næsten sort glans, der minder lidt om fedtglinsende beg. De tunge klumper er sprøde og flækker let i muslinge- eller nyreformede flager. I begyndelsen af det 17. århundrede troede de første sølvjægere i minegangene i det bøhmiske Joachimsthal, at der var tale om en bjergart med et meget højt metalindhold, fordi stoffet var så tungt. Men de fandt ikke noget metal.

Derfor opfattede de dette begsorte fund som et blændværk, deraf navnet ”begblende”, altså som noget, der blot foregøglede en skjult skat i dybet. Ifølge eksperternes konklusion var begblende i virkeligheden et goldt og ubrugeligt stof, der oven i købet hindrede søgningen efter den malm, der var værd at bryde. Siden da har man betragtet det som affald i sølvminerne i Ertsbjergene.

Nu vil Klaproth imidlertid underkaste dette ildesete mineral en nærmere undersøgelse. Nysgerrigt smuldrer han små stykker begblende mellem fingrene, gnider dem ind i kalisalt og varmer dem op i diglen, men den sortgrå masse bliver ved med at være stiv og uopløselig. Selv i flammen, forstærket med blæserøret, viser det sig umuligt at få begblenden til at smelte. Sådan udgløder han sine sten for at finde frem til deres essens. Han brænder dem og bager dem op med blodludsalt, han overhælder dem med alkohol og destillerer dem, han indfarver og filtrerer dem, han lader dem brænde ud og tørre ind.

Pludselig aftegner sig en klar, grøn perle i en blanding med fosforsalt – det første tegn på, at kemikerens intuition har været rigtig. Tydeligvis gemmer der sig alligevel noget ganske særligt i bjergartens indre.

De mest lovende prøver stammer fra den lille sølvgrube Georg Wagsfort i det saksiske Johanngeorgenstadt tæt på grænsen til Bøhmen. Denne sommer har Klaproth ofte haft ærinde i Karlsbad – et yndet kursted for zarer, konger og europæiske adelsfolk. Han har netop færdiggjort en artikel om de mineralholdige kilder ved dette verdensberømte bøhmiske kurbad. Hans kemiske analyse af det lægende mineralvand lever op til de højeste videnskabelige standarder og vil blive offentliggjort året efter.

10

K æ d e r e a kt i o n

Johanngeorgenstadt ligger 25 kilometer nord for Karlsbad. I midten af det 17. århundrede forlod nogle protestantiske familier den bøhmiske bjergværksby Joachimsthal, hvor de var blevet forfulgt på grund af deres tro. På den saksiske side af Ertsbjergene, for foden af Fastenberg, byggede de en ny by, som de opkaldte efter deres landsherre, kurfyrste Johann Georg II. Bryggeriet med tilhørende skænkestue stod færdigt før både kirken og rådhuset.

Byen ligger 850 meter over havets overflade på Fastenbergs næsten helt afskovede østskråning. I juli 1789, hvor Martin Klaproth gør ophold her på vej hjem fra Karlsbad, er byen indhyllet i osen fra de kulfyr, der brænder dag og nat i hammerværkerne og smeltehytterne.

Stedet havde sin storhedstid i midten af det 17. århundrede, hvor der var helt op til 180 overskudsgivende sølvminer i omegnen. Siden da har de fleste af dem ganske vist indstillet driften, men der arbejder stadig 600 bjergværksfolk i området. Landskabet er præget af kilometerlange vandgrave, der er helt forplumrede af kviksølv og slagger, og høje askebjerge, der for en dels vedkommende stadig ligger og ulmer.

Stanken af svovl synes altid at ville hænge over dette sted. På vej hen til Georg Wagsfort-gruben genkender Klaproths trænede øje de meterbrede lysskakter i bjergskråningen. De giver frisk luft og sollys til minearbejderne dernede. Der vælder røg op fra mange af åbningerne.

Han hæfter sig ved de solidt konstruerede minenedgange – i mange af dem står vandet i knæhøjde – og dvæler ved lykkeriddernes små, hastigt gravede og nødtørftigt tildækkede jordhuller.

I laboratoriet i Berlin kommer universalmidlet salpetersyre nu i anvendelse. Klaproth holder helt instinktivt afstand til den hvide glasflaske med ”stærk-vand”, aqua fortis, som de middelalderlige alkymister kaldte salpetersyren på grund af dens stærke opløsningskraft. Han overhælder en klump af den matglinsende begblende med syren, indtil den sorte farve helt forsvinder – hvilket Klaproth tolker som udtryk for en fuldstændig opløsning af prøven. Fortyndet med vand antager opløsningen en ”hvidvinsgul, næsten grønligt funklende farve” [Kla:203].

R a d i o a kt i v i t e t

11

Klaproth kører også forbi det kuriøse rådhusur i Johanngeorgenstadt.

Ved hvert kvarterslag springer der to stenbukke af blik frem af urkassen og støder hornene sammen. Samtidig løfter en bjergværksmand på sin hovedbeklædning – en høj hat uden skygge – og banker i jorden med sin stok. Mange husejere beklager sig i stilfærdighed over generne ved ”bjergståhejet”, som man kalder den efterhånden hensvundne sølvfeber. De mange, næsten helt uoverskuelige skakter og horisontale malmgange under byen menes at være årsag til de første småsprækker i husmurene og de angivelige sokkelskred – skader, som det tydeligvis kun er husejerne selv, der kan se. De frygter, at de inden længe vil være at tælle blandt ofrene for bjergståhejet. Bag hammerværket i Wittingsthal, en bjergflække bestående af syv huse i udkanten af Johanngeorgenstadt, er der lagt tynde granstammer tværs over vejen på de særligt smattede steder, hvor Breitenbach munder ud i Schwarzwasser-floden. Her ligger nedgangen til den forladte malmgrube Georg Wagsfort, som Klaproth er blevet anbefalet. Navnene på de nærmeste gruber – Guds Velsignelse, Uventet Lykke og Guds Nåde – lader ane, hvor stor glæde det 17. århundredes bjergværksfolk oprindelig følte over opdagelsen af undergrundens sølvskatte. Minedriften har været indstillet i over 100 år, men undertiden får gruberne besøg af fine herskaber, der ønsker at købe farvestrålende mineraler til deres samlinger. For fire år siden dukkede også gehejmeråd Goethe fra Weimar op her på stedet, ligeledes på vej tilbage fra Karlsbad. Han skaffede sig et smukt stykke rødgyldenerts og gjorde sidenhen altid holdt her for at søge nye pragtstykker til sin samling.

Klaproth bevæger sig møjsommeligt ned ad stigerne og mærker den velkendte lugt af endeløs efterårsregn og forrådnelse strømme sig i møde i den tidligere brydningsgang. Hans fører ved nøjagtigt, hvorhen han skal rette lygten. Han lyser ind i alle spalter og sprækker, så den preussiske konges logebroder rigtigt kan svælge i det krystalliserede grønglimmers herlighed. Dette mineral sidder fast på begblenden som små, tynde, firkantede plader og blokke i smaragdgrønne, citrongule og siskengrønne nuancer. Stenmasserne gennemskæres af teglrøde og svovlgule metalliske lag. I de svagt funklende årer og

12

K æ d e r e a kt i o n

finkornede pletter i et skørt, fedtglinsende brudstykke har Klaproth sågar fundet spor af blågrå blyglans.

I laboratoriet forvandler en sjat saltsyre stærkvandet til guldskedevand. Denne fidus mestrer Klaproth til perfektion med et lille vred i håndleddet uden at bekymre sig om nøjere afmålinger. Når begblenden kommer i berøring med denne væske, skummer den voldsomt op under stærk varmeudvikling. Efter at han har fortyndet og filteret blandingen og afbrændt eventuelle svovlrester, kommer der vidunderlige krystaller til syne i form af forskudte sekskantede plader, der ligeledes changerer i lysegrønne og gule nuancer. Efter yderligere eksperimenter med ludsalte og forsvovlet ammoniak fremkommer citron- og safrangule udfældninger, som han identificerer som metalkalk. Ved at røre den gule mel op med linolie til en slags kagedej og bage denne ved mellemhøj varme i porcelænsovnen frembringer han et fint sortbrunt metalstøv, som han kan pulverisere mellem fingrene.

Når denne blanding overhældes med salpetersyre endnu en gang, opstår der igen høj varme. Røde dampe stiger op fra blandingen, og Klaproth er nu ikke længere i tvivl om, at det er lykkedes ham at drive ilten ud af metalkalken. Efter at være blevet smeltet i porcelænsovnen ved størst mulig varme er de størknede, mat skinnende metalkorn blevet til en let opskummet, porøs masse. Og når han så prøver at file i klumperne, funkler den forventede metalglans op under den jerngrå overflade. Klaproth er nu overbevist om, at han har fået isoleret begblendens metalliske substans. Han har opdaget et nyt ”metallegeme”.

Apotekeren Martin Heinrich Klaproth har helt og aldeles forskrevet sig til den eksperimentelle kemi. Som medlem af Det Kongelige Preussiske Videnskabernes Akademi og professor ved det berømte Bergakademie Freiberg ville han næppe have udviklet sig til en så fortrinlig forsker med et så fremragende renomme, hvis han ikke havde haft evnen til uddrage nye indsigter af gammelkendte reaktioner i beslægtede forbindelser og samtidig gøre sig tanker om denne eller hin praktiske anvendelse. Derfor vil han nu afprøve en formodning og forsøge at afgøre, hvorvidt den metalliske begblende-essens egner sig

R a d i o a kt i v i t e t

13

som glas- og porcelænsfarve. I det øjemed sammenrører han forskellige blandinger af den gule metalkalk og fosforsyre – som også kaldes benaskesyre, fordi det fremstilles af knuste dyreknogler. Fosforsyre er overordentligt ildfast. Hvis det udsættes for kraftig varme, flyder det ud til en slags gennemsigtigt glas. Ad den vej skaber Klaproth nu en klar, smaragdgrøn glassimulation. Iblanding af et mål kiseljord resulterer derimod i en uigennemsigtig glasart med en lys, æblegrøn farve, der minder ham om halvædelstenen krysopras. Forsigtigt udglødet metalkalk af begblende, blandet med flydende glas, overført på porcelæn og brændt i en emaljeovn giver en dyb ”orangegul” farve.

De gamle alkymister havde det med at se en sammenhæng – formentlig ofte under indtryk af de berusende dampe i deres laboratorier – mellem ting og processer, der ved første øjekast ikke havde noget som helst med hinanden at gøre. I århundrederne før Kopernikus og Galilei vakte furore blandt vogterne af den kristelige lære med deres revolutionære teser om planeternes bevægelser, var det endnu jorden, der var universets centrum. Den var omgivet af syv planeter, hvoraf solen var den ene. I meget lang tid havde man ligeledes kun kendskab til syv metaller – hvilket utvivlsomt måtte være en lige så guddommeligt fastlagt og evigt uforanderlig ordning som planetsystemet. På et eller andet tidspunkt var der så et klogt hoved, der i fuld overensstemmelse med sin tids viden kom på at henføre disse syv metaller til de syv planeter. Det var strålerne fra den sol, som her var degraderet til en satellit i omløb om jorden, der frembragte guldet. Det var månens mysteriøse astralsvingninger, der fik sølvet til at vokse frem under husene i Joachimsthal og Johanngeorgenstadt. Jern passede bedst til Mars, kobber til Venus og bly til Saturn.

Sådanne systemer – baseret på lighedstræk mellem elementer, der ellers intet har med hinanden at gøre – tager man ikke længere alvorligt blandt seriøse videnskabsmænd her i revolutionsåret 1789. Ydermere er antallet af kendte metaller i mellemtiden steget til 17, uden at nogen dertilhørende planeter har givet sig til kende. Otte år tidligere har den tyske astronom Wilhelm Herschel imidlertid opdaget et nyt

14

K æ d e r e a kt i o n

himmellegeme, der faktisk viser sig at være en planet, som han kalder Uranus. Denne planet er frem for alt en astronomisk sensation, fordi den kredser om Solen i hidtil uhørt stor afstand fra Jorden. Lad os nu sige, at afstanden mellem Jorden og Solen er lig med én astronomisk enhed. Før Herschels opdagelse var det Saturn, der lå længst væk fra galaksens centrum i omtrent ni astronomiske enheders afstand fra Solen. Uranus kredser derimod rundt i sin ensomme bane hele 19 astronomiske enheder eller tre milliarder kilometer fra Solen. Nu da denne nye, uventede trafikant er kommet til, har det observerede univers med ét udvidet sig til dobbelt størrelse – i hvert fald for de ivrigt kommunikerende medlemmer af de akademiske kredse.

Også Martin Heinrich Klaproth må have været på det rene med de chokerende kosmiske dimensioner, der er blevet åbnet med opdagelsen af den nye planet. Måske har det ligefrem givet ham blod på tanden. For i de otte år, der er gået siden Herschels opdagelse af Uranus, er der ingen andre, der har fundet et nyt metal. Det står ham derfor frit for at bruge sin navngivningsret til at sammenknytte dette hidtil ukendte metal med den gamle tradition ved at opkalde det efter en planet. Ret beset kunne han jo også kalde det nye grundstof klaprothium, men han vælger at kalde det uran. En temmeligt storladen, astronomisk betegnelse for dette citrongule og siskengrønne glasfarvestof.

De tunge, sorte gardiner for vinduerne holder sollyset ude af laboratoriet. I seks uger har Hr. Professoren tilbragt al sin tid i sit mørkekammer i stuetagen på Institut for Fysik ved universitet i Würzburg, hvor han våger over sin hemmelighed. End ikke hans elskede hustru Bertha, hvormed han deler tjenesteboligen på første sal, har fået noget at vide om hans sælsomme opdagelse. Selvom hun har stor forståelse for hans krævende metier, kan hun ikke undgå at føle sig krænket over hans tavshed. Hun er plaget af en snigende mistanke om, at hendes mand i virkeligheden nyder denne selvvalgte, nærmest sygelige isolation i den mørke grotte dernede. Når hun en sjælden gang, ganske kortvarigt i den smalle korridor derude, møder det blege spø-

R a d i o a kt i v i t e t

15

gelse, der skal forestille at være hendes Wilhelm, haster han blot forbi hende helt opslugt af sine noter, eller også ser han bare lige igennem hende med sine trætte øjne. Af og til går det op for ham, hvor ilde det står til på hjemmefronten. Men det er der ikke noget at gøre ved.

Han er nødt til at arbejde videre og kan under ingen omstændigheder risikere at blive til grin på grund af forhastede udsagn. Hverken over for Bertha eller over for offentligheden. Han må først være helt sikker i sin sag. Det er jo trods alt hans ry som fysiker, der er på spil.

I Prof. Dr. Wilhelm Conrad Röntgens laboratoriejournal står aftenen den 8. november 1895 anført som tidspunktet for den opdagelse, der har kastet denne rastløse videnskabsmand ud i sin arbejdsraptus.

Som så mange andre af samtidens fysikere undersøger han elektromagnetismens mangfoldige fremtrædelsesformer. Nøjagtigt 30 år tidligere viste den skotske fysiker James Clerk Maxwell med fire geniale ligninger, at såvel synligt og ultraviolet lys som elektriske og magnetiske fænomener alle tilhører det elektromagnetiske bølgespektrum.

Röntgen interesserer sig især for elektriske lysfænomener i glasrør.

Det knap en meter lange rør med minimalt gasindhold er forbundet til en cylinderformet strømkilde med to ledninger. Denne mindeværdige fredag aften har han netop indsvøbt sit specialrør i sort karton for at se, om det kan lade sig gøre at blænde det helt af. Idet han tilslutter stærkstrømmen i det dunkle lokale, bemærker han en svag lysplet på bordet i nærheden af apparaturet. Her ligger tilfældigvis en papirskærm, som er behandlet med en kemisk substans, der afgiver lys, når den rammes af en bestemt stråling.

Röntgen er forbløffet. For strålerne kan umuligt komme fra glasrøret. Den tætsluttende sorte karton isolerer jo lyset. Han slår strømmen fra. I samme nu forsvinder lyspletten. Han tilslutter transformatoren igen. Straks lyser skærmen op på bordet. Röntgen kan ikke tro sine egne øjne: Ingen hidtil kendt stråling ville kunne undslippe hans glaskolbe under disse eksperimentelle omstændigheder. Han gentager proceduren nogle gange og trækker hver gang papirskærmen lidt længere væk fra røret. Selv på to meters afstand indfinder luminescensen sig, så snart der sker en gasudladning i røret. Sort karton kan

16

K æ d e r e a kt i o n

altså tilsyneladende ikke standse strålerne. Han forsøger dernæst at stille stanniol-strimler, et papirhæfte, et bræt af grantræ og til sidst en bog på over 1000 sider i vejen for strålingen. De ukendte stråler trænger gennem disse hindringer så let som ingenting og aftegner sig på lysskærmen.

Først nu, efter en snes hurtige, febrilske forsøg, har Röntgen fået blik for dette lysfænomens sælsomme skønhed. Med udladningernes pulserende rytme ruller bølger af svagt, gulgrønt lys hen over skærmen, eller også driver det langsomt hen over papirets overflade som skyer på himlen. Sidst på aftenen, efter disse hektiske eksperimenter, mener denne ængstelige videnskabsmand dog stadig at være faldet offer for en illusion. Den nærliggende tanke, at det her drejer sig om en hidtil ukendt form for stråling, forekommer ham lige lovligt utrolig. I de følgende dage går han systematisk til værks og kører stadigt tungere skyts i stilling i form af tynde plader af aluminium, zink, kobber, sølv og guld. Men selv disse metaller kan ikke yde nævneværdig modstand mod strålerne. Kun bly- og platinplader af flere millimeters tykkelse kan forhindre strålerne i at nå frem til lysskærmen.

Gradvist indstiller Röntgen sig på, at han vitterlig har opdaget en helt ny form for stråling, og nu er det så, han får en dristig ide.

Han skifter den overfladebehandlede papirskærm ud med en fotografisk plade. Forsøget lykkes. De usynlige stråler fra glasrøret trænger gennem en lukket trææske indeholdende et sæt metallodder. På den lysfølsomme plade, der har været placeret bag æsken, fremkommer der tydelige, runde aftegninger af lodderne. Også en kompasnål i en blikbøsning bliver synlig ved hjælp af denne nye gennemlysningsmetode. Han bliver forskrækket, da han på et tidspunkt kommer til at stikke hånden ind i strålerne. De viser sig at kunne gennemtrænge stoflige strukturer og affotografere ting, som ellers er skjult for det menneskelige øje. Og eftersom strålerne meget overbevisende har vist, at de kan gennemtrænge alle mulige materialer, behøver man slet ikke tage den fotografiske plade ud af det hylster, der beskytter den mod lyset. Denne lykkelige omstændighed betyder, at man kan fotografere uden mørklægning – også ved dagslys eller i oplyste rum.

R a d i o a kt i v i t e t

17

Sådan flyver dagene og ugerne af sted i laboratoriet. Hvad der ellers sker i Würzburg og resten af verden, har ikke Röntgens helt store interesse. Den 27. november 1895 – hvor Röntgens eksperimenter kulminerer – stifter den svenske kemiker Alfred Nobel, dynamittens opfinder, en fond, som hvert år skal uddele priser for fremragende præstationer inden for kemi, medicin, fysik, litteratur og bestræbelser til fremme af verdensfreden.

Til trods for den sensationelle karakter af de første beviser for et strålingsbaseret blik ind gennem faste stoffer og materialer er det utvivlsomt affotograferingen af menneskelige kropsdele, der gør størst indtryk. Da Wilhelm Conrad Röntgen den 22. december 1895 endelig indvier Bertha i sin opdagelse, lader han hendes hånd bestråle i et kvarter. Uden egentlig at behøve sige ret meget giver han hende dermed et overordentligt opsigtsvækkende indblik i den gennemlysningsevne, der kendetegner hans X-stråler, som han nu kalder dem – inspireret af matematikernes universalbetegnelse for en ukendt størrelse. X-strålerne får huden, musklerne og nervetrådene i Bertha Röntgens hånd til at træde i baggrunden som svage skygger, således at knoglestrukturen fremtræder desto tydeligere. Synet af et udsnit af ens eget levende skelet er imidlertid ikke kun forbundet med vantro og henrykt forbløffelse: Begejstringen vil uvægerlig være iblandet tanker om døden.

Den 28. december overrækker Wilhelm Conrad Röntgen en første forskningsrapport om de ejendommelige lyseksperimenter i det afsondrede laboratorium til sekretæren for Fysisk-Medicinsk Selskab ved universitetet i Würzburg. Rapporten bærer titlen Om en ny form for stråler. Skriftet bliver straks trykt og sendt ud til 90 kolleger over hele Europa. Aviserne reagerer lynhurtigt på den nye opdagelse.

Over hele verden, men frem for alt i England og USA, udbryder der en veritabel Röntgen-feber i de første uger efter offentliggørelsen. Fotografiet af Berthas håndknogler inspirerer et væld af læger, fysikere og erhvervsdrivende til at fremstille utallige afbildninger af levende menneskehænder i meget høj kvalitet. Særligt opsigtsvækkende her i de første uger af året 1896 er et billede fra Fysisk Statslaboratorium i

18

K æ d e r e a kt i o n

Hamburg, hvor man ser en vielsesring svæve tilsyneladende ubesværet om ringfingerknoglen.

Den 24. januar beretter Fränkische Volksblatt om den formodentlig første praktiske anvendelse af X-strålerne i England. Gennem flere måneder har en matros af uforklarlige årsager ligget lam på et hospital i London. Idet hverken lægen eller patienten selv har noget at miste ved det, vælger man at gennemlyse matrosens ryg med X-stråler. På den måde opdager lægen et fremmedlegeme mellem to ryghvirvler.

Efter en operation viser det sig at dreje sig om en knækket knivspids.

Kort efter kan matrosen rejse sig fra sengen ved egen hjælp og opsøge det næste værtshusslagsmål. Det er sådanne beretninger, der sætter gang i fantasien og foretagsomheden. Den berømte opfinder af glødelampen, Thomas Alva Edison, erklærer således, at han vil gennemlyse en hjerne. Gennem tre uger belejrer journalisterne hans hus, indtil han til sidst lidt flov og forsagt må indrømme, at forsøget er mislykkedes.

I en amerikansk avis foreslår man at behandle forbryderhjerner med røntgenstråler for at helbrede dem for deres kriminelle tilbøjeligheder.

En tilsyneladende, men kun tilsyneladende, mere harmløs variant af denne ide bliver faktisk ført ud i livet, nemlig bekæmpelsen af uønsket hårvækst på overlæber, leverpletter og underben hos det svage køn.

I skønhedssaloner og lægeklinikker verden over arbejder røntgenapparaterne på højtryk. Røntgen-euforien er endnu på sit højeste.

I Braunschweig tilskærer tandlægen Otto Walkhoff allerede i midten af januar 1896 et rundt stykke af en fotografisk plade, som han efterfølgende pakker ind i lystæt papir og «klemmer ind bag begge tandrækker i sin vidt åbne mund. Gennemlysningen foregik gennem kinderne … og den nødvendige eksponeringstid på 25 minutter var ren tortur,» skriver den uforfærdede røntgenpioner, men ud fra «afbildningen af pulpakammeret og tandrødderne i kæbebenet fremgår det, at disse stråler må være af stor betydning for vort fag» [Fri2:68].

I Frankrig lader en fysiker sig anspore til at foretage sine egne forsøg med disse X-stråler. Han gentager ikke blot Röntgens procedure, men finder en ny og lidt anderledes metode. Under januar-mødet 1896 i det parisiske Videnskabernes Akademi under forsæde af den

R a d i o a kt i v i t e t

19

berømte matematiker Henri Poincaré er medlemmerne aldeles tryllebundne af de spændende efterretninger og fotos fra Würzburg. Antoine Henri Becquerel, professor i fysik ved Polyteknisk Læreanstalt i Paris, er særligt fascineret af en bestemt detalje. Udgangspunktet for X-strålerne må være den lysegrønne lysplet på væggen i Röntgens glasrør – og det bekræfter Poincaré ham i. Becquerel har stor erfaring med selvlysende substanser. Det er stoffer, der selv afgiver lys, når de har været udsat for sollys. Becquerel spekulerer på, om man ville kunne opnå tilsvarende resultater med disse ejendommelige mineraler. Han vil gerne finde ud af, om de ligeledes kan sværte fotografiske plader. Hans far, Alexandre Edmont Becquerel, har konstrueret et særdeles følsomt apparat, det såkaldte fosforoskop, der er i stand til at registrere selv minimale lysvirkninger. Opfinderens søn har derfor en lang række forskellige substanser til rådighed for sine forsøg. Endnu samme dag påbegynder han sine eksperimenter med at placere bevisligt selvlysende krystaller på fotografiske plader. Disse plader er pakket ind i sort papir eller i aluminiumsfolie, så de ikke bliver udsat for nogen lyspåvirkning.

Det absorberede sollys i vandprøver med friske hestekastanjekapsler, flusspat, sjældne platincyan-metaller og naftalinrødt strømmer nu ud i Becquerels mørklagte laboratorium i grønne, blå, violette og orangegule nuancer af vekslende intensitet. De betagende farvespil fører dog ikke til det forventede resultat. Selv efter ugelange forsøg er der ikke en eneste af de selvlysende substanser, man har kendskab til, der aftegner sig på de fotografiske plader på samme måde som X-strålerne. I slutningen af februar forsøger Becquerel sig så med krystaller af uransalt, som er kendt for deres kraftige lysvirkning. Han stiller dem ud i sollyset. Efterfølgende pakker han dem ind i to lag sort papir og lægger en tynd sølvfolie ind mellem den fotografiske plade og selve præparatet. Efter en eksponeringstid på to timer fremkommer der for første gang rent faktisk mørke pletter på pladen. Man ser det tydelige omrids af uransalt-krystallerne.

Da Antoine Henri Becquerel fremlægger sin opdagelse for Videnskabernes Akademi i Paris den 24. februar 1896, er alle medlemmer af

20

K æ d e r e a kt i o n

den opfattelse, at uran-strålingen må skyldes krystallernes selvlysende egenskaber. Også her må det vel dreje sig om røntgenstråler, der kan trænge gennem det lystætte materiale. Her godt og vel 100 år efter opdagelsen af uran er det kendt som et gennemprøvet og meget udbredt glas- og keramikfarvestof. Nu viser dette metal sig imidlertid pludselig at udsende stråler, som ikke kan være nogen almindelig form for lys.

Den helt store overraskelse får Becquerel dog først et par dage senere. I disse sidste februardage vil himlen over Paris simpelthen ikke klare op, og der er således ingen udsigt til, at man vil kunne bestråle flere uranprøver med sollys. Derfor lægger Becquerel fotopladen, belagt med urankrummer og viklet ind i metalfolie, ned i en skuffe. Efter et par dage – solen er stadig ikke kommet frem – finder han prøven frem igen. Det vil for altid henstå i det uvisse, om der er en vis utålmodighed med i spillet fra Becquerels side, eller om han virkelig pludselig har fået det indfald, at der måske er udgået en rest-luminescens fra uranen. Han pakker fotopladen ud og genfinder til sin store forbløffelse samme fotografiske effekt: Omridset af urankrystallet har afbildet sig som en skygge på fotopladen. Febrilske kontraprøver med alt, hvad man kan få fat på af uranforbindelser, selv kun svagt eller slet ikke selvlysende præparater, fører alle til samme resultat: Uran-strålingen er helt klart ikke forårsaget af sollys. Den har intet med luminescens-fænomenet at gøre. Selv uransalte, der i månedsvis har været opbevaret i mørke, vedbliver at afgive gennemtrængende stråling.

Denne virkeligt betydningsfulde egenskab ved de såkaldte ”becquerel-stråler” offentliggøres den 2. marts 1896 af Videnskabernes Akademi i Paris. Der er kun gået fire måneder siden opdagelsen af røntgenstrålerne, men allerede nu er det elektromagnetiske spektrum blevet udvidet med endnu en hidtil ukendt stråling. I første omgang drukner Becquerels nye erkendelser dog i al ubemærkethed i den højrøstede, verdensomspændende begejstring for røntgenstrålerne.

Fysikerne er alt for optaget af den gradvise forbedring af Röntgens lyskopieringsteknik til at kunne tage efterretningerne fra Paris alvorligt endsige gentage Becquerels forsøg. De fotograferer deres børns

R a d i o a kt i v i t e t

21

og hustruers ”dødningehoveder” og håndknogler som besatte uden at bekymre sig om den enorme eksponeringstid, eller også samarbejder de allerede med læger om forskellige former for strålebehandling.

Uranstrålerne kan ganske vist trænge gennem metalfolier og udløse en nogenlunde genkendelig fotoeffekt, men det ændrer åbenbart ikke på kollegernes forudfattede meninger. De vil ikke indse, at Becquerels arbejde nødvendigvis må betyde, at man har at gøre med en ny egenskab ved materien. For dem at se er det blot en svagere variant af røntgenstrålerne, der er på spil her. Becquerelstrålerne kræver helt op til 24 timers eksponering for at efterlade et anvendeligt aftryk på fotoemulsionen. De kan ikke præstere noget, der blot kommer i nærheden af de spektakulære billeder, som røntgenstrålerne frembringer i kraft af deres passage gennem materien. Hvordan skulle de svagt aftegnede skygger af en uranklump nogensinde kunne måle sig med synet af de glinsende geværkugler set tværs gennem løbet på Wilhelm Röntgens jagtbøsse? Med røntgenstråler kan man lige så tydeligt se de kugler, der er blevet siddende i krigsveteranernes skinneben og skulderblade, man kan se knoglebrud i arme og ben og slugte mønter, der tilsyneladende svæver frit i bækkenhulen. Amerikanske X-Ray-entusiaster kan købe radiografier af en nyre for 50 cents per styk – med nyresten dog 75 cents per styk [Gla:232].

De få kolleger, der faktisk forholder sig til Becquerels teser, giver udtryk for forbehold. Det lyder simpelthen lidt for utroligt, at dette ligegyldige porcelænsfarvestof skulle have mere eller mindre samme gennemtrængnings-egenskaber som X-strålerne. Og hvad angår den vanvittige forestilling, at uran ligefrem skulle kunne afbilde sig selv på fotopladen rent ”spontant”, altså på grundlag af sin ”egen” stråling, er det helt i strid med det fysiske verdensbillede i slutningen af det 19. århundrede. Enhver seriøs videnskab må gå omvejen over pæreformede, delvist lufttomme, gasfyldte glaskolber, stærkstrøm og lysskærme – ligesom hos Röntgen.

Gymnasielærerne Julius Elster og Hans Geitel fra Wolfenbüttel tilhører det fåtal af forskere, der allerede i april 1896 sætter sig for at gentage Becquerels forsøg. De kan bekræfte hans resultater på alle

22

K æ d e r e a kt i o n

punkter og sender en rapport over deres arbejde til den skeptiske Wilhelm Röntgen. Denne giver ganske vist udtryk for beundring for det nordtyske forskerpars iagttagelsesevne, men i sit svarbrev af 23. februar 1897, nøjagtigt et år efter Becquerels første offentliggørelse, skriver Röntgen: ”Jeg må nemlig indrømme, at jeg ikke rigtigt har troet på det.” Et andet sted drager han følgende konklusion: ”Faktisk kan jeg ikke rigtigt få det til at hænge sammen” [Fri1:80]. På dette tidspunkt findes der allerede over 1.000 artikler og 50 bøger om X-strålerne.

Under indtryk af denne papirlavine er der næsten ingen, der tager notits af Becquerels offentliggørelse. Med undtagelse af en 30-årig, kvindelig kemiker fra Polen, men nu bosat i Frankrig. Hun er på jagt efter et emne for sin disputats og har læst de ellers næsten helt oversete essays om uranstråling, som Becquerel har publiceret frem til midten af 1897. Det forekommer at være den eneste litteratur, der findes om dette emne, og det finder hun ualmindeligt spændende. Netop den omstændighed virker ansporende på hende, for det betyder, at hun vil have tilstrækkeligt spillerum til selvstændig forskning. Derfor beslutter hun sig for, at disputatsen skal handle om uranstråling.

Marya Sklodowska får sin brudekjole foræret af en slægtning. Sort og enkel skal den være, så hun kan bruge den som laboratoriekittel bagefter. Det kulstøv, der hele tiden blæser ind fra gården, er ikke så påfaldende på det mørke kjolestof. Den unge kvinde fra Warszawa har arbejdet til sulteløn som tjenestepige og guvernante hos en fin familie i den polske provins og har i den tid måttet fornægte sine intellektuelle evner. Med stædighed og selvdisciplin er det dog til sidst lykkedes hende at komme til at studere på Sorbonne. Her læser hun fysik, matematik og kemi og møder Pierre Curie, der straks forelsker sig i denne lidt reserverede, ambitiøse kvinde med de sørgmodige øjne.

Curie underviser på Højskolen for Industriel Fysik og Kemi i Paris og tjener ikke ret meget mere end en almindelig arbejder. Men det tager Marie sig ikke af. Hun er vant til pengenød og ved, hvordan man klarer sig igennem, når pengene er små. Til brylluppet giver det unge par endda afkald på den luksus at have vielsesringe. Madame og

R a d i o a kt i v i t e t

23

Monsieur Curie ønsker sig penge i bryllupsgave og får opfyldt en stor drøm: De køber nye cykler og tager på lange udflugter. I sommeren 1897 springer Marie på cyklen for at tage med Pierre på udflugt til Brest, selvom hun er gravid i ottende måned. Efter et par kilometers kørsel indser hun dog, at denne form for svangerskabsgymnastik måske nok alligevel er lidt for anstrengende.

Datteren Irène er akkurat tre måneder gammel, da Marie Curie begynder på de første undersøgelser af becquerelstrålerne i december 1897. Selv i det ellers så frisindede Paris er der noget, der byder professorerne og institutlederne imod: Hvordan i alverden kan en nybagt mor, der vel først og fremmest burde tage sig af sit spædbarn, have ambitioner om at skrive en disputats? Endnu er der ikke noget europæisk universitet, der har tildelt en kvinde doktorgraden. Pierres chef overlader hende et lille arbejdsrum bag glasruder i stueetagen på læreanstalten. Der er lidt fugtigt, og det trækker ind, men sådanne småting beklager den nøjsomme kvindelige doktorand sig ikke over.

I første omgang gentager hun Becquerels forsøg og når frem til at kunne bekræfte hans resultater. Han har jo allerede påvist yderligere en vigtig egenskab ved uranforbindelserne: Deres stråling gør den omgivende luft elektrisk ledende. Med et specielt elektrometer, som Pierre har opfundet, måler hun nu på den elektriserede luft over de respektive uranprøver, og ad den vej kan hun indirekte slutte sig frem til strålingsaktiviteten. Strømstyrken fungerer altså som et simpelt mål for uranpræparaternes strålingsaktivitet. Ydre omstændigheder som de heftige temperatursvingninger og luftfugtigheden samt den henholdsvis kunstige og naturlige belysning i Maries arbejdsrum har ingen indflydelse på strålingsaktivitetens intensitet. Langt den største strømstyrke måler hun i forbindelse med begblendeprøverne fra saksiske Johanngeorgenstadt, tæt fulgt af prøverne fra bøhmiske Joachimsthal.

En anden vigtig iagttagelse vækker hendes opmærksomhed.

Uanset om hun udsætter stofferne for ekstrem varme eller kulde, uanset om hun undersøger uranen som oxid, salt eller fosfat i vandig opløsning, som klumper eller i pulverform, så har det ingen indvirkning på strålingen. Denne stråling kan derfor ikke være en egenskab

24

K æ d e r e a kt i o n

ved den pågældende forbindelse, men må derimod hænge direkte sammen med selve grundstoffet uran. For jo større andel af uran, der er i den enkelte substans, desto stærkere er strålingen. Og den lader sig ikke eliminere. Hverken ved hjælp af aggressive kemikalier eller stærke elektriske udladninger. Marie beslutter sig nu for at gå systematisk til værks og undersøge alle kendte kemiske grundstoffer i det periodiske system. I det øjemed plyndrer hun i første omgang mineralsamlingen på Pierres skole. Hun kan nu fastslå, at også forbindelser, der indeholder grundstoffet thorium, afgiver stråling og elektriserer luften. For at kunne referere til en fællesbetegnelse for strålingsstyrken af uran og thorium begynder Marie Curie som den første at operere med begrebet ”radioaktivitet”.

Efter denne afgørende opdagelse i foråret 1898 bliver hun opmærksom på en mærkelig omstændighed under sine målinger på to forskellige uranholdige mineraler. Strålingen fra begblende er nemlig fire gange så stærk som strålingen fra rent uran. Selvom hun stadig tøver med at anerkende konsekvensen af denne iagttagelse, er der i sidste ende kun én konklusion at drage: De naturligt forekommende, ubearbejdede uranmineraler må nødvendigvis også indeholde et andet stof med endnu stærkere stråling end uran og thorium. Eftersom Madame Curie allerede har brugt Pierres apparat til at undersøge strålingen fra alle de grundstoffer, man har kendskab til i 1898, må dette skjulte stof være et helt nyt kemisk grundstof.

I revolutionssommeren 1789 var det lykkedes Klaproth at udskille et nyt grundstof af begblenden, som han opkaldte efter den planet, der ligger længst væk fra solen – Uranus. Det er dette stof, der giver jugendstilens glas, flakoner og vaser deres typiske gulgrønne glans changerende i alle nuancer fra dyb ravgul til dunkel æblegrøn. Og nu mere end 100 år senere er Marie Curie tydeligvis på sporet af endnu et hidtil ukendt grundstof i begblenden. Sikke en triumf efter fire måneders arbejde. Hun kan endnu ikke præsentere det nye grundstof som materiel substans, for dets eksistens i denne stenart er flygtigere end et vindpust. Hun er imidlertid overbevist om, at hun inden længe vil kunne knuse stoffet i synlig og vejelig form i sine mortere.

R a d i o a kt i v i t e t

25

Hun står nu sammen med sin mand i laboratoriet. Pierre Curie har skrinlagt sit eget arbejde med krystaller for at kunne hjælpe Marie med opsporingen af det nye grundstof. Med pionerernes optimisme ofrer de intet mindre end 100 gram af deres sparsomme begblendereserver på den møjsommelige proces med opløsning, udskillelse og rensning af mineralet. Syv uger senere kan Marie Curie isolere sit hypotetiske stof fra alle andre bestanddele af begblenden. Til sidst havde hun og Pierre gjort så effektiv brug af svovlbrinte og ild, at prøven afgav 300 gange så stærk stråling som uran. Og for hver ny oprensning stiger radioaktiviteten yderligere. Den sidste tvivl er nu fejet til side.

Den 18. juli 1898 modtager Videnskabernes Akademi i Paris en artikel skrevet af ægteparret Curie under titlen Om en ny radioaktiv substans i begblende. Den 31-årige Marie Curie anser det nye kemiske grundstof for at være sit livs største opdagelse, og til ære for sit hjemland giver hun det navnet ”polonium”. Begblenden gemmer imidlertid på en endnu større overraskelse med vidtrækkende konsekvenser.

Efter isoleringen af polonium er der nemlig blevet en lille smule af letmetallet barium tilovers. Og det viser sig ligeledes at afgive en betydelig mængde radioaktiv stråling. Dette matgrå stof må altså indeholde endnu et hidtil ukendt radioaktivt grundstof.

Af uforklarlige årsager er ægteparret Curie imidlertid begyndt at blive meget hurtigt trætte, når de arbejder med de strålingsafgivende stoffer. Der indfinder sig en underlig sløvhed, som de har svært ved at overvinde. Derudover er Pierre på det seneste begyndt at klage over ledsmerter, hvilket han opfatter som udtryk for en gigtlidelse, hvorimod Marie lider af sprukne og betændte fingerspidser. De har tydeligvis brug for en pause for at komme til kræfter igen. Frem til 11. november er der således ingen optegnelser i deres laboratoriejournaler.

Frem til jul hjælper den anerkendte kemiker Eugène Demarçay med at foretage en såkaldt spektroskopi af det nye stof. Ethvert kemisk grundstof har sin egen karakteristiske spektrallinje. Den viser, hvilke lyspartikler der afgives af det enkelte grundstof, og fungerer så at sige som et entydigt fingeraftryk for den pågældende atomstruktur.

26

K æ d e r e a kt i o n

Det er dette indiskutable bevis for eksistensen af det nye grundstof, Demarçay arbejder hen imod. Han smører en lille smule af stoffet på en elektrode og leder en gnist igennem det. På den måde kan han affotografere stoffets gnistspektrum. I fotografiet finder han en spektrallinje, der ikke kan kobles til noget hidtil kendt stof [Rei:73]. For hver oprensning aftegner den ukendte spektrallinje sig skarpere.

Den 26. december kan denne succesfulde trio så præsentere Akademiet for endnu et videnskabeligt arbejde. Heri kalder de det nye radioaktive grundstof for ”radium”. Det udsender en stråling, som er 900 gange så stærk som uran, men forekommer faktisk at have et endnu større radioaktivitetspotentiale. Under alle omstændigheder er det ikke muligt at oprense og raffinere stoffet yderligere, idet ægteparret Curie nu har brugt deres sidste reserve af begblende. Ved hjælp af gode forbindelser til geologiprofessoren Eduard Süss i Wien får de fat på 100 kilo begblende, som den statslige uranfabrik i Joachimsthal gavmildt overlader dem uden beregning.

Det udvidede kosteskab, hvori forskerparret hidtil har arbejdet, er blevet for småt til at rumme de nye eksperimenter. De har brug for mere plads og får lov til at bruge et tidligere dissektionslokale på skolen. Marie Curie beskrev senere hummeret som følger: ”Glastaget formåede ikke helt at holde regnen ude. Om sommeren var der varmt og lummert, og om vinteren var den glohede ovn ikke meget bevendt. Lige ved siden af ovnen var der ulideligt varmt, men blot få skridt derfra kunne man fryse ihjel” [Cur2:34]. Datteren Éve beretter om særligt markerede steder på arbejdsborde og gulve, hvor regnen falder ned gennem hullerne i glastaget. Her kan man ikke placere apparaterne. På grund af de ”giftige gasser”, som man ikke kan bortventilere fra hummeret, må en stor del af arbejdet alligevel afvikles i en lille, lukket gård. Under et besøg i laboratoriet opfatter den berømte kemiker Wilhelm Ostwald de fysiske rammer som en dårlig vittighed – ”en mellemting mellem en stald og kartoffelkælder” [Rei:78f.].

Madame Curie står foran sit støbejernskar og rører stoisk rundt i den dampende væske med en jernstang, der er næsten lige så stor som hende selv. Gennem en tidskrævende, repetitiv proces nedbryder

R a d i o a kt i v i t e t

27

hun materialet og opløser det i varm saltsyre og svovlbrinte, idet hun – uden held – forsøger at undgå at indånde de giftige dampe. Hun filtrerer, renser og udkrystalliserer denne radioaktive suppedas. Hele processen er samtidig én lang kamp mod det kul- og jernstøv, der hele tiden fyger ind fra gården og tilsmudser de ellers omhyggeligt afdækkede krystalliseringsbakker på bordene, hvilket kan ødelægge flere timers eller i værste fald flere dages arbejde. Marie og Pierre Curie har imidlertid måttet sande, at selv 100 kilo begblende slet ikke er nok til, at de ville kunne udvinde radium i så store mængder, at det kan lade sig gøre at bestemme atomvægten. De er nødt til at begynde at tænke i industriel målestok. Mindst et ton vil krystalliseringsprocessen kræve. De finder en industriel samarbejdspartner, Societé Centrale des Produits Chimiques, som indvilliger i at varetage den arbejdsintensive del af udskillelsesprocessen for dem. Denne parisiske kemifabrik ønsker sig tilsyneladende ikke andet til gengæld, end at de må låne et lille kvantum radium og udstille det på verdensudstillingen i Paris i år 1900 [Bra:46].

Den bøhmiske bjergværksby Joachimsthal, som engang var berømt for sine righoldige sølvforekomster, er i mellemtiden blevet indlemmet i det østrig-ungarske dobbeltmonarki. Uranfabrikken har nu i over 50 år været beskæftiget med raffineringen af den begblende, der på Klaproths tid blev betragtet som affald. Her udskilles uranforbindelserne af den pulveriserede erts med henblik på farvestofproduktion til den hjemlige glas- og porcelænsindustri. De uranfrie rester har man derimod gennem årtier opfattet som værdiløse og henkastet i en bæk, der løber forbi fabrikken. På det seneste har man dog ophobet denne såkaldte lud-erts i en fyrreskov bag fabriksgrunden, hvilket er et rent lykketræf for ægteparret Curie – for i deres øjne er denne affaldsdynge i skovbrynet jo en strålende skat fyldt med polonium og radium. Dertil kommer, at folkene i Joachimsthal allerede har klaret det møjsommelige arbejde med at udskille uranen for dem. 150 franc plus fragtomkostninger for et helt ton – det er en pris, der er til at leve med. De tunge sække, som allerede ligger klar ude i gården, indeholder et brunt pulver, som ikke er blandet med andet end kogler og fyrrenåle.

28

K æ d e r e a kt i o n

For Marie Curie er det en lykkelig tid, hun tilbringer med den banebrydende radium-oprensning her i det vindskæve og utætte laboratorium. Undertiden tilbereder hun sågar sin middagsmad i dette strålingskøkken, når hun er i gang med et vigtigt forsøg, som hun ikke vil afbryde. I fast saltform afgiver radium fem millioner gange så stærk stråling som uran. Hvad Hr. og Fru Curie ikke har regnet med, er, at alle laboratoriegenstande, der kommer i berøring med det højradioaktive radium, ligeledes bliver radioaktive og kan aftegne sig i skyggeform på fotografiske plader gennem sort papir. ”Støvet, luften i lokalet og vore klæder, alt sammen er det radioaktivt … problemet er nu så akut, at vi ikke kan holde et eneste af vore apparater isoleret” [Cur1:109]. Når laboratoriet er så kontamineret, at det forvrænger målingerne, må de gennemføres andetsteds.

Men der er også noget positivt ved denne effekt. For jo mere deres radium nærmer sig ren form, desto stærkere bliver stoffets spontane lysvirkning. Inden længe er det en af parrets foretrukne ”adspredelser,” som Marie formulerer det, at åbne døren ind til laboratoriet sent om aftenen for at nyde det fantastiske skue: ”Overalt så vi de svagt lysende omrids af de glas og poser, hvori vore præparater var anbragt.

Det var virkelig et vidunderligt syn, som vi kunne blive ved at forundres over. De glødende glasrør lignede små trylleskær” [Cur2:35].

I den tyske forskningsverden har man knap nok taget notits af ægteparrets Curies arbejde selv her et år efter deres opdagelse af radium. Kun en håndfuld outsidere som Julius Elster og Hans Geitel følger med i Becquerel og Hr. og Fru Curies arbejde. De bidrager også til spekulationerne om strålernes årsag. I sommeren 1898 formoder Marie Curie således stadig, at de radioaktive substanser som de eneste grundstoffer i det periodiske system er i stand til at absorbere kosmiske stråler fra verdensrummet og forvandle dem til den observerede stråling. For at afprøve denne såkaldte sekundærstrålingsteori bringer Elster og Geitel et uranpræparat 850 meter ned i jorden i et bjergværk ved Clausthal i Harzen. De går ud fra, at jord- og stenlagene vil absorbere den kosmiske stråling så meget, at den ikke kan måles i denne dybde. De kan imidlertid fastslå, at uranprøven har nøjagtig lige så

R a d i o a kt i v i t e t

29

stærk stråling i 850 meters dybde som ved mineindgangen. Deraf udleder de, at ”det er særdeles usandsynligt,” at det er kosmisk stråling, der er årsag til radioaktivitet [Fri1:115]. Også Marie Curie selv tager tyskernes eksperiment til efterretning og opfatter det som et bevis for urigtigheden af den kosmiske sekundærstrålingsteori [Cur1:128].

I begyndelsen af 1899 ligger det rigtige svar ligesom i luften. På et møde i Naturvidenskabeligt Selskab i Braunschweig den 19. januar 1899 beretter Elster og Geitel om deres forskning i radioaktivitet. I den forbindelse indtager de følgende forbløffende standpunkt: ”Man må langt snarere søge energikilden i de pågældende grundstoffers egne atomer. Det er en nærliggende tanke, at atomet i et radioaktivt grundstof går fra en ustabil forbindelse til en stabil tilstand under frigivelse af energi.” [Fri1:115]. Dermed har de ikke alene for første gang peget på en atomar kilde til strålingen, men også anslået den mulighed, at strålingen kunne være forårsaget af et atomart henfald – en tese, som Ernest Rutherford og Frederick Soddy kort efter udarbejder i nærmere detaljer i Montreal. Forskerkredsene i Braunschweig-regionen tæller også tandlægen Otto Walkhoff, som blot to uger efter Röntgens banebrydende offentliggørelser tog et røntgenfoto af sin egen over- og underkæbe og dermed som den første demonstrerede nytten af denne nye stråling inden for tandlægefaget. Den helt centrale figur er dog Professor Friedrich Giesel, ledende kemiker ved kininfabrikken Buchler i Braunschweig. Han udvikler en raffineret teknik til udskillelse af radium, som er betydeligt hurtigere end Marie Curies oprensningsmetode. Giesel fører en livlig korrespondance med forsker-ægteparret i Paris. De sender hinanden højradioaktive præparater med posten og udveksler forskningsrapporter. For firmaet specialiserer han sig i den kommercielle fremstilling af radiumpræparater for at kunne dække den gradvist stigende efterspørgsel rundt omkring på laboratorierne.

Allerede i året 1896, hvor hele verden var dybt optaget af X-strålerne og ignorerede Becquerels opdagelse, havde Giesel benyttet et stykke urans egenstråling til at fæstne billedet af en frø på en fotografisk plade. På baggrund af røntgen- og becquerelstrålernes lignende

30

K æ d e r e a kt i o n

gengivelsesevne er det nu nærliggende at spørge, om disse strålinger mon også kunne have en lignende fysiologisk virkning. Efter fire års erfaringer med røntgenstrålerne er radiologerne og apparatkonstruktørerne på det rene med den risiko, der er forbundet med overdosering. De arbejder på beskyttelsesforanstaltninger og søger at mindske strålingens styrke. En række tilfælde af vedvarende helbredsproblemer og ligefrem alvorlige forbrændinger med dødelig udgang lægger en markant dæmper på euforien over X-strålerne blandt fysikere og læger. Ingen ved helt nøjagtigt, hvor stor en stråledosis må være.

Den frygtløse tandlæge Otto Walkhoff er selvfølgelig også bekendt med røntgenstrålernes skadelige virkninger, da han i efteråret 1900 vover sig ud i det første dokumenterede forsøg med radioaktivitet på egen krop. Giesel stiller 0,2 gram radium til rådighed for Walkhoff.

Måske vil også denne form for stråling vise sig at være nyttig i behandlingsøjemed, håber Walkhoff. Han placerer radiumpræparatet i en lukket celluloidkapsel og bestråler sin underarm i 2 gange 20 minutter, hvorefter der går betændelse i den omkringliggende hud.

Det kommer helt bag på Friedrich Giesel, som ellers er i daglig hudkontakt med radium i laboratoriet, men han tager udfordringen op og gentager forsøget med lidt øget dosis. For at være på den sikre side lader han også kapslen ligge to timer på indersiden af sin overarm.

14 dage senere har han fået en ”meget kraftig hudinflammation med pigmentering de pågældende steder, efterfulgt af blæredannelse, afstødning af overhuden og til sidst heling som efter en forbrænding” [Fri2:126]. Halvandet år senere kan man stadig se arret efter det. Og hårene vokser ikke ud igen disse steder på kroppen. Egentlig burde fænomenet minde ham om hans egne tidlige forsøg med X-stråler, hvor han bestræbte sig på at finde frem til en bedre gengivelse af røntgenoptagelserne: Hans niårige søn Fritz tabte håret efter utallige kraniegennemlysninger.

I Paris bliver Walkhoff og Giesels beretninger modtaget med stor begejstring og overtrumfet med sportslig ærgerrighed. Hvis Giesel har præsteret to timers bestråling, så skal Pierre Curie i hvert fald ikke stå tilbage for ham. Han skruer rekorden op på sviende ti timer,

R a d i o a kt i v i t e t

31

og det resulterende sår ser ud af betydeligt mere end tyskerens relativt harmløse forbrænding. Den beskadigede hudoverflade bliver opmålt med største nøjagtighed, betændelsens varighed tælles i dage, og der lægges forbinding på. Såret synes at have brændt sig dybt ind i kødet, hvor det ”antager en farve, der går helt over i det grålige,” som Curie bemærker med stor tilfredshed [Kso:69]. Inden længe skildrer også Henri Becquerel sine erfaringer med tilsvarende hudforbrændinger, som man for eksempel kan pådrage sig, hvis man kommer til at gå rundt for længe med en radiumkapsel i jakkelommen. Det er altså med en vis forskerstolthed, man stiller sine sår til skue, for det er stadig optimismen og ikke betænkelighederne, der er fremherskende: Måske vil den observerede effekt engang kunne føre til en form for strålebehandling af kræft og eksem.

Giesel udvikler sig efterhånden til en strålingsspredende snurretop, der hvirvler rundt i hus og have i sin søgen efter nye ofre. Hans kones potteplanter antager eftersårsfarver og går ud efter blot få timers bestråling med radium. I videnskabens navn ødelægger han blomsterfrøenes spireevne og sætter klorofylet ud af spillet i alle de planteorganismer, der kommer i vejen for ham og hans radiumkapsler.

Den sorgløse omgang og daglige kontakt med stadigt renere radiumpræparater og dermed stadigt stærkere stråling forvandler de videnskabelige pionerer til omvandrende strålingskilder. Alt, hvad de rører ved, bliver radioaktivt. Endnu her i det 21. århundrede er Marie og Pierre Curies notesbøger så kontaminerede, at det er nødvendigt at opbevare dem i blykasser. Også når det gælder Giesels efterladte papirer, kan man kun studere de forskellige breve og dokumenter under overholdelse af sikkerhedsforskrifterne for håndtering af radioaktivt materiale. I sommeren 1904 stiller denne tyske radiummester sig til rådighed som forsøgsperson for et helt særligt eksperiment udført af hans venner Elster og Geitel. Eksperimentet er baseret på følgende ræsonnement: Eftersom radium permanent afgiver den radioaktive ædelgas radon, må Giesel efter over seks års arbejde med præparaterne have optaget så store mængder radon i kroppen, at hans ånde må være elektrisk ledende. De får ham til at puste kraftigt ind i et ap-

32

K æ d e r e a kt i o n

parat, som rent faktisk kan registrere en elektrisk ledeevne langt over gennemsnittet. Af blufærdighedshensyn henviser Elster og Geitel en prekær detalje af deres undersøgelsesresultater til en diskret fodnote: ”Ved gennembobling med luft afgav også forsøgspersonens urin (220 cm3) en gas, der forhøjede ledeevnen til det syvdobbelte” [Fri2:127].

Friedrich Giesels hænder er nu konstant betændte. Huden danner skorper, og fingerspidserne stivner. De uhæmmede forsøg på egen krop foretages af nysgerrighed og i erkendelse af, at man som videnskabelig pioner må være villig til at løbe en risiko. I første omgang tager Marie og Pierre Curie heller ikke strålingens skadevirkninger særligt alvorlig. Under sin anden graviditet i foråret 1903 klør Marie lige så hårdt på med sit arbejde i ”strålingsskuret”. Selvom hun aborterer, har hun stadig ingen anelse om, at datterens død efter al sandsynlighed hænger sammen med radiumstrålingen. Denne stråling nedbryder nemlig især celler under deling – hvilket er den cellulære normaltilstand i fosterstadiet.

110 mm

26

150 mm

Historien om den mest destruktive kraft i verden begyndte i revolutionsåret 1789, da Martin Heinrich Klaproth, en apoteker i Berlin, opdagede grundstoffet uran. Hundrede år senere opdagede Henri Becquerel en mystisk stråling, der udgik fra stoffet. Denne stråling betegnede Marie Curie ‘radioaktivitet’. I de følgende år bidrog Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr og mange andre med forskning og ideer, som bragte atombomben nærmere sin fødsel. De sidste og afgørende landvindinger blev gjort under Anden Verdenskrig i et nervepirrende kapløb mellem Tyskland og USA. Hvem skulle først få atombomben?

Hubert Manias bog er et stykke videnskabshistorie formidlet, så alle kan være med. Udviklingen af atombomben beskrives som netop en kædereaktion af ideer, der udveksles igennem 150 år, for til sidst at kulminere med den første prøvesprængning i 1945. Atombomben er født!

Kædereaktion omslag 2.indd 6

KæDErEAKTION

226

Hubert Mania

KæDErEAKTION HISTORIEN OM ATOMBOMBENS TILBLIVELSE Hubert Mania

22/12/11 22.13