Substancat radioaktive, veçanërisht radiumi Nga Pierr Kyri

Fjala e mbajtur me rastin e marrjes së Çmimit Nobel në fizikë

6 qershor 1905

Nga PIERR KYRI / Shqip: Valbona Nathanaili

Para së gjithash, më lejoni të them se jam shumë i lumtur të flas këtu, sot, përpara Akademisë së Shkencave, e cila na ka bërë, znj. Kyri dhe mua, nderin e madh duke na akorduar Çmimin “Nobel”. Në të njëjtën kohë, ju lutem pranoni ndjesën tonë për mbërritjen me vonesë në Stokholm, për arsye të cilat i kishim krejtësisht jashtë kontrollit.

Më duhet të flas sot, përpara jush, për karakteristikat e substancave radioaktive dhe, në veçanti, për ato të radiumit. Në fjalën time, ndoshta mund të mos kem mundësinë të përmend ekskluzivisht të gjithë punën e kryer. Në fillimet e studimit tonë në lidhje me dukurinë në fjalë, në vitin 1898, ishim vetëm ne dhe Bekerel njerëzit e interesuar. Por që nga ajo kohë është bërë shumë dhe sot është e pamundur të flasësh për radioaktivitetin, pa cituar një numër të madh fizikanësh, nga të cilët mund të veçoj disa prej tyre, si Radhërford, Debierne, Elster, Geitel, Giesel, Kauffmann, Crookes, Ramsay dhe Soddy, rezultatet e punës së të cilëve kanë shënuar një progres të rëndësishëm në dijet tona për vetitë e radioaktivitetit.

Në rrjedhojë, do të paraqes një përmbledhje të shkurtër të zbulimit të radiumit dhe cilësive të tij, si dhe do të flas për pasojat që këto dije të reja që kemi për radioaktivitetin priten të kenë në degë të ndryshme të shkencës.

Në vitin 1896 Bekereli zbuloi një karakteristikë të veçantë që vihej re te radiumi dhe elementët ku gjendej ai, atë të rrezatimit. Uraniumi lëshon një rrezatim shumë të dobët, i cili lë gjurmë në pllakën fotografike. Akoma, ky lloj rrezatimi ka aftësinë të kalojë përmes një letre të zezë a një flete metalike, si dhe të shndërrojë ajrin në përcjellës të rrymës elektrike. Rrezatimi nuk ndryshon me kalimin e kohës dhe për ne janë ende të panjohura shkaqet e prodhimit të tij.

Znj. Kyri në Francë dhe Shmidt në Gjermani kanë treguar se të njëjtat veti i zotërojnë edhe toriumi dhe lëndët ku gjendet ai. Akoma, në vitin 1898, znj. Kyri tregoi, gjithashtu, se nga të gjitha substancat kimike të përgatitura ose të përdorura në laborator, vetëm ato që përmbanin uranium ose torium kishin aftësinë të emetonin sasi të konsiderueshme rrezatimi Bekerel. Substancat që zotërojnë një aftësi të tillë ne i kemi quajtur radioaktive.

Në rrjedhojë, radioaktiviteti në vetvete paraqitet si një cilësi e atomeve të uranit dhe toriumit. Sa më e pasur është lënda në uran ose torium, aq më i fuqishëm është radioaktiviteti.

Znj. Kyri ka studiuar mineralet që përmbajnë uranium ose torium dhe në përputhje me të gjitha sa kemi dëshmuar më sipër, ka gjetur se janë radioaktivë. Por gjatë matjeve ka zbuluar, se disa prej tyre ishin më aktivë se sa duhej të ishin, në përputhje me përmbajtjen e uraniumit ose toriumit. Atëherë znj. Kyri shtroi hipotezën se këto substanca duhej të përmbanin elemente kimikë radioaktivë të panjohur më parë. Ne, znj. Kyri dhe unë, jemi përpjekur t’i gjejmë këto substanca të reja hipotetike në xeherorin e uraniumit, urarinite. Pas përfundimit të analizave kimike të këtij minerali dhe vlerësimit të radioaktivitetit të çdo pjese të ndarë gjatë trajtimit, kemi gjetur, para së gjithash, një substancë me radioaktivitet shumë të lartë, me karakteristika të ngjashme kimike me ato të bismuthit, të cilën ne e kemi pagëzuar me emrin Polonium dhe, më pas, (në bashkëpunim me Bémont), edhe një substancë të dytë shumë radioaktive, të ngjashme me bariumin, të cilën e kemi quajtur radium. Së fundmi, Debierne ka mundur të veçojë një substancë të tretë radioaktive që i takon grupit të elementeve të rrallë që gjenden në tokë, aktiniumin.

Këto substanca ekzistojnë në formë të ngurtë, por në sasi shumë të vogla, në trajtë gjurmësh, ndërkohë që zotërojnë një radioaktivitet jashtëzakonisht të lartë, dy milionë herë më të fuqishëm se ai i uraniumit. Pas trajtimit të një sasie shumë të madhe xeherorësh, ia dolëm të përftojmë një sasi të mjaftueshme të kripës së bariumit me përmbajtje radiumi, nga e cila mundëm të veçojmë radiumin, në formën e kristaleve të pastër, me metodën e fraksionimit të njëpasnjëshëm. Radiumi është homologu më i lartë i bariumit në serinë e metaleve alkalinë që gjenden në tokë. Pesha e tij atomike, përcaktuar nga znj. Kyri, është 225. Radiumi karakterizohet nga një spektër i qartë, zbuluar dhe studiuar për herë të parë nga Demarçay dhe, më pas, edhe nga Crookes, Runge, Precht, Exner dhe Haschek.

Efektet e përgjithshme të rrezatimit të radiumit janë shumë intensive dhe shtrihen në një interval shumë të gjerë.

Eksperimente të ndryshme: Shkarkon një elektroskop; rrezatimi është në gjendje të kalojë përmes një pllake plumbi disa centimetra të trashë; prania e tij shkakton lindjen e shkëndijave në ajër; nxit lindjen e fosforeshencës në platinoacidet, vilemitet dhe kunzitet e bariumit; rrezatimi ngjyros qelqin; nxit termoluminishencën në materiale të vjetër pas veprimit të rrezatimit që lëshohet nga radiumi; radiografitë që përftohen me ndihmën e radiumit.

Një substancë radioaktive, sikundër është radiumi, përbën një burim të vazhdueshëm energjie. Kjo energji gjendet në rrezatimin e emetuar. Akoma, së bashku me Laborde, kam treguar se radiumi është burim i vazhdueshëm nxehtësie, me përafërsi në masën 100 kalori për gram radium për orë. Po ashtu, Radhërford dhe Soddy, Runge dhe Precht, si dhe Knut Ångström kanë matur sasinë e nxehtësisë të emetuar nga radiumi. Nga matjet, duket se ky emetim është konstant edhe pas disa vitesh, ndërsa vetë energjia e çliruar në këtë mënyrë është e konsiderueshme.

Vepra e një numri të madh fizikantësh (Meyer dhe Schweidler, Giesel, Bekerel, P. Kyri, znj. Kyri, Radherford, Villard etj.) tregon se substancat radioaktive emetojnë tre lloj rrezatimesh, të cilat janë pagëzuar nga Radhërfordi si rrezatime α, β dhe γ. Ato ndryshojnë nga njëri-tjetri nga mënyra se si sillen në një fushë magnetike apo elektrike. Për shembull, fusha elektrike është në gjendje të modifikojë trajektoren e rrezeve α dhe β.

Rrezet β, të ngjashme me rrezet katodike, sillen si thërrmija të ngarkuara negativisht dhe duket se zotërojnë një masë 2,000 herë më të vogël se ajo e atomit të hidrogjenit (elektronit). Kemi verifikuar, znj. Kyri dhe unë, që rrezet β zotërojnë ngarkesë negative. Rrezet α, të ngjashme me rrezet e kanalit të Goldshteinit, sillen si thërrmija 1,000 herë më të rënda dhe të ngarkuara pozitivisht. Rrezet γ janë të ngjashme me rrezet Röntgen.

Disa substanca radioaktive, si për shembull radiumi, aktiniumi dhe toriumi, përpos rrezatimit direkt që emetojnë, kanë edhe një karakteristikë tjetër: ato janë në gjendje që mjedisin përreth ta shndërrojnë në radioaktiv. Radhërfordi ka ngritur hipotezën që secila nga këto substanca emeton një gaz radioaktiv të paqëndrueshëm, që ai e quan emanacion, i cili shpërndan në mjedisin rrethues substancën radioaktive.

Aktiviteti i këtij gazi që shkakton radioaktivitet zhduket, spontanisht, me kalimin e kohës, sipas një ligji eksponencial, karakteristikë për çdo substancë aktive. Në rrjedhojë, mund të pohojmë, se rrezatimi i gazit që çlirohet nga radiumi përgjysmohet brenda katër ditësh, nga toriumi përgjysmohet brenda 55 sekondash dhe nga aktiniumi përgjysmohet brenda 3 sekondash.

Nëse në mjedisin e ajrit aktiv që rrethon substancat radioaktive vendosim substanca të ngurta, edhe ato shndërrohen në radioaktive, ndonëse përkohësisht. Këtë fenomen, që e kemi zbuluar znj. Kyri dhe unë, e kemi quajtur radioaktivitet të induktuar. Si radioaktiviteti i induktuar, ashtu edhe gazet radioaktivë që rrethojnë substancat radioaktive, janë njësoj të paqëndrueshëm dhe zhduken, të dy, spontanisht, sipas një ligji eksponencial, karakteristikë e secilit prej tyre.

Eksperimente: Një tub qelqi, mbushur me gazin e emetuar nga radiumi që është sjellë nga Parisi; shkarkimi i një elektroskopi nga rrezatimi radioaktiv i induktuar; fosforeshenca e sulfidit të zinkut nën veprimin e rrezatimit radioaktiv.

Së fundmi, sipas Ramsay dhe Soddy, radiumi është origjina e prodhimit të vazhdueshëm dhe spontan të heliumit. Radioaktiviteti i uraniumit, toriumit, radiumit dhe aktiniumit duket të jetë i pandryshueshëm për një periudhë disa vjeçare. Në anën tjetër, radioaktiviteti i Poloniumit duket të zvogëlohet sipas një ligji eksponencial: përgjysmohet përgjatë një periudhe prej 140 ditësh, për t’u zhdukur pothuaj tërësisht pas disa vjetësh.

Këto janë faktet më të rëndësishme, bërë me dije falë përpjekjeve të një numri shumë të madh fizikanësh. Kam kënaqësinë të pohoj që një numër i madh fenomenesh janë studiuar me këmbëngulje dhe në thellësi prej tyre.

Pasojat e këtyre fakteve po bëhen të dukshme në të gjitha degët e shkencës: rëndësia e këtyre fenomeneve për fizikën është e qartë. Në laborator, radiumi përbën një mjet të ri hulumtimi, një burim të ri rrezatimi. Studimi i rrezatimit β ka treguar menjëherë që është shumë i dobishëm. Është zbuluar se ky studim konfirmon teorinë e J. J. Thomson dhe Heaviside për masën e thërrmijave në lëvizje ngarkuar me elektricitet. Sipas kësaj teorie, një pjesë e masës është rrjedhojë e ndërveprimit të energjisë elektromagnetike që ajo zotëron me etherin e vakuumit. Eksperimentet e Kauffmann-it me rrezatimin β të radiumit na çojnë në supozimin se thërrmija të caktuara kanë një shpejtësi pak më të vogël se ajo e dritës, gjë që sipas kësaj teorie, do të thotë se masa e thërrmijave rritet me shpejtësinë, për shpejtësi të afërta me ato të dritës dhe se gjithë masa e thërrmijës ka natyrë elektromagnetike. Nëse pranojmë edhe hipotezën tjetër që substancat materiale përbëhen nga një përzierje thërrmijash të ngarkuara me elektricitet, atëherë duket se kemi nevojë të rishohim e modifikojmë thellësisht parimet themelore të mekanikës.

Rëndësia që kanë dijet tona për vetitë e substancave radioaktive janë, ndoshta, edhe më të rëndësishme për kiminë. Gjë që kërkon të flasim për burimet e energjisë që përmban fenomeni i radioaktivitetit.

Në fillimet e hulumtimeve tona, znj. Kyri dhe unë pohuam që, ky fenomen, mund të shpjegohet me ndihmën e dy hipotezave shumë të përgjithshme, por qartësisht të ndryshme nga njëra-tjetra, paraqitur nga znj. Kyri në vitet 1899 dhe 1900 (Revue Générale des Sciences, 10 janar 1899, si dhe në Revue Scientifique, 21 korrik 1900).

1. Sipas hipotezës së parë, supozohet se substancat radioaktive e marrin energjinë që çlirojnë nga një rrezatim i jashtëm. Në këtë mënyrë, rrezatimi i tyre mund të cilësohet si rrezatim sekondar. Nuk është absurde të supozojmë që hapësira përçohet vazhdimisht nga rrezatime me aftësi të fuqishme penetruese, ndërkohë që gjenden me shumicë substanca që kanë aftësinë t’i kapin ato. Në përputhje me studimet e kohëve të fundit të Radhërford, Cooke dhe McLennan, një hipotezë e tillë duket të jetë shumë e dobishme për të shpjeguar, edhe pse pjesërisht, rrezatimin shumë të dobët që çlirohet nga pjesa më e madhe e substancave.
2. Sipas hipotezës së dytë, supozohet se substancat radioaktive e marrin nga brenda tyre energjinë që çlirojnë. Kjo do të thotë, që substancat radioaktive ndodhen në një proces evolimi të vazhdueshëm, në rrjedhojë të së cilit transformojnë vetveten në mënyrë të pandalshme dhe të ngadaltë, pavarësisht pamjes së jashtme të pandryshueshme që mund të ketë gjendja e disa prej tyre. Sasia e nxehtësisë që çlirohet nga radiumi përgjatë një periudhe disavjeçare është jashtëzakonisht e madhe krahasuar me atë që çlirohet nga reaksionet kimike që zhvillohen në lëndë të tjera, për të njëjtën peshë. Gjithsesi, në rastin e radiumit, nxehtësia e çliruar përfaqëson vetëm atë pjesë të energjisë që shoqëron transformimin e sasive shumë të vogla radium, aq të vogla, sa është e vështirë të dallohen edhe në periudhën e disa viteve. Kjo na çon në supozimin që transformimi është shumë më larg se asaj që mund të arrihet nëpërmjet transformimeve kimike të zakonshme dhe se vetë ekzistenca e atomit është në rrezik, duke qenë se atomi është i pranishëm në transformimin e elementeve.

Hipoteza e dytë ka treguar se është më pjellore në shpjegimin e vetive të substancave radioaktive, të quajtura kështu me të drejtë. Hipoteza ofron, në veçanti, një shpjegim të shpejtë për zhdukjen spontane të poloniumit, po aq sa për prodhimin e heliumit nga radiumi. Kjo teori e shndërrimit të elementeve është zhvilluar dhe formuluar me shumë skrupolozitet nga Rutherford dhe Soddy, të cilët pohojnë se kemi një ndarje të vazhdueshme dhe të pakthyeshme të atomeve të elementeve radioaktivë. Në teorinë e Radhërfordit, produktet e zbërthimit janë, në njërën anë, rrezet e emetuara dhe, në anën tjetër, gazi dhe elementi radioaktiv të mbetur. Këta të dytët mund të jenë një gaz i ri dhe një substancë e ngurtë radioaktive me peshë atomike më të vogël se sa elementi origjinal nga i cili ka rrjedhur. Konsideruar në këtë mënyrë, jeta e radiumit domosdoshmërish është e kufizuar nëse veçohet nga elementët e tjerë. Nga ana tjetër, radiumi gjendet në natyrë gjithmonë në shoqërinë e uraniumit, nga mund të supozojmë se është rrjedhojë e zbërthimit të tij.

Pra, mund të themi se kemi një teori të verifikueshme të shndërrimit të elementeve në njëri-tjetrin, por jo në atë mënyrë sikundër e kuptojnë alkimistët. Lënda inorganike evolon në mënyrë të pashmangshme me kalimin e viteve dhe sipas ligjeve të pandryshueshëm.

Pasojat e fenomenit të radioaktivitetit janë të rëndësishme për shkencën e gjeologjisë. Është gjetur, për shembull, që radiumi gjendet gjithnjë në shoqërinë e uraniumit në minerale. Dhe është gjetur, po ashtu, që raporti i radiumit me uraniumin është konstant në të gjithë mineralet (Boltwood). Këto gjetje konfirmojnë idenë e krijimit të radiumit nga uraniumi. Kjo teori mund të zhvillohet në një përpjekje për të shpjeguar shoqërizime të tjera elementesh që ndeshen shumë shpesh në minerale të ndryshme. Akoma, kjo teori na mundëson të imagjinojmë që elemente të caktuar mund të jenë formuar në dritën e diellit, në sipërfaqe të Tokës, që e kanë origjinën nga elemente të tjera, në një kohë që shtrihet brenda intervalit të periudhave gjeologjike. Kjo është një pikëpamje e re, të cilën gjeologët duhet ta marrin në konsideratë.

Elster dhe Geitel kanë treguar se prania e radiumit është shumë e përhapur në natyrë dhe se radioaktiviteti ka gjasa të luajë një rol të rëndësishëm edhe në meteorologji, falë jonizimit të ajrit, gjë e cila mund të provokojë kondensimin e avujve të ujit që gjenden në të.

Së fundmi, në biologji, rrezatimi i radiumit dhe lëndët radioaktive që ai krijon prodhojnë efekte interesante për këtë shkencë, të cilat aktualisht i ka shndërruar në objekt studimi. Rrezatimi i radiumit është përdorur në trajtimin e disa sëmundjeve (lupus, kancer, sëmundje nervore). Duhet theksuar, se për raste të caktuara, pasojat e këtij rrezatimi mund të jenë shumë të rrezikshme. Për shembull, nëse një person mban në xhep, për disa orë, një kutizë druri ose zarf letre, ku gjendet një ampulë me disa centigramë kripë radiumi, mund të mos ndjejë asgjë, por pas pesëmbëdhjetë ditësh në epidermë do t’i shfaqet një njollë e kuqe dhe më pas një mahisje e dhimbje shumë e vështirë për t’u kuruar. Simptoma më të rënda, që shfaqen për kohë më të gjata të ekspozimit ndaj rrezatimit, mund të jenë ato të paralizës dhe vdekjes. Radiumi duhet të transportohet vetëm në kuti me mure të trasha plumbi.

Kjo na nxit të mendojmë që radiumi mund të shndërrohet në një mjet shumë të rrezikshëm në duar kriminale. Këtu ka vend të shtrohet pyetja, nëse mendja njerëzore do të dijë të përfitojë nga zbulimi i sekreteve të natyrës, ose nëse jemi gati të përfitojmë nga dijet dhe jo të dëmtohemi prej tyre. Shembulli i zbulimit të Nobelit tregon se si një eksploziv i fuqishëm ka mundur të aftësojë njerëzimin në realizimin e punëve të mrekullueshme. Por dijet janë edhe një mjet i tmerrshëm shkatërrimi në duart e kriminelëve të mëdhenj, të gatshëm ta udhëheqin njerëzimin drejt luftërave. Unë jam një prej atyre që besojnë si Nobeli, se mendja njerëzore do të përftojë më shumë të mira se të këqija nga zbulimet e reja.