Жолио-Кюри, Фредерик

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Фредерик Жолио-Кюри

Фредерик Жолио-Кюри (фр. Jean Frédéric Joliot-Curie, до брака — Фредерик Жолио; 19 марта 1900, Париж — 14 августа 1958, там же) — французский физик и общественный деятель, один из основателей и лидеров всемирного Движения сторонников мира и Пагуошского движения учёных. Лауреат Нобелевской премии по химии (совместно с Ирен Жолио-Кюри, 1935). Муж Ирен Жолио-Кюри.

Французский физик Жан Фредерик Жолио родился в Париже. Он был младшим из шести детей в семье процветающего коммерсанта Анри Жолио и Эмилии (Родерер) Жолио, которая происходила из зажиточной протестантской семьи из Эльзаса. В 1910 г. мальчика отдали учиться в лицей Лаканаль, провинциальную школу-интернат, но семь лет спустя после смерти отца он вернулся в Париж и стал студентом Эколь примэр сюперьер Лавуазье. Решив посвятить себя научной карьере, Жолио в 1920 г. поступил в Высшую школу физики и прикладной химии в Париже и через три года окончил ее лучше всех в группе.

Полученный Жолио диплом инженера говорил о том, что в образовании будущего ученого превалировало практическое применение химии и физики. Однако интересы Жолио лежали скорее в области фундаментальных научных исследований, что в значительной мере объяснялось влиянием одного из его учителей в Высшей школе физики и прикладной химии — французского физика Поля Ланжевена. Закончив прохождение обязательной воинской службы, Жолио, обсудив с Ланжевеном свои планы на будущее, получил совет попробовать занять должность ассистента у Марии Кюри в Институте радия Парижского университета.

Жолио последовал совету и в начале 1925 г. приступил к своим новым обязанностям в этом институте, где, работая препаратором, продолжал изучать химию и физику. В следующем году (1926 г.) он женился на Ирен Кюри, дочери Мари и Пьера Кюри, которая тоже работала в этом институте. С замужеством фамилия Ирен изменилась на Жолио-Кюри, однако Фредерик тоже использовал двойную фамилию. У супругов родились сын и дочь, и оба они стали учеными. А Фредерик, получив степень лиценциата (равносильную степени магистра наук), продолжил свою работу и в 1930 г. был удостоен докторского звания за исследование электрохимических свойств радиоактивного элемента полония.

Попытки найти академическую должность не увенчались успехом, и молодой учёный уже совсем было решил вернуться к работе химика-практика на промышленном производстве, но Жан Перрен помог ему выиграть правительственную стипендию, позволившую Жолио-Кюри остаться в институте и продолжать исследования, связанные с воздействием радиации. В 1930 г. немецкий физик Вальтер Боте обнаружил, что некоторые легкие элементы, в частности бериллий и бор, испускают сильную проникающую радиацию при бомбардировке их движущимися с высокой скоростью ядрами гелия (позднее это было названо облучением альфа-радиацией), образующимися при распаде радиоактивного полония.

Знание инженерного дела помогло Жолио-Кюри сконструировать чувствительный детектор с конденсационной камерой, с тем чтобы фиксировать эту проникающую радиацию, и приготовить образец с необычайно высокой концентрацией полония. С помощью этого аппарата супруги Жолио-Кюри (как они себя называли), начавшие свое сотрудничество в 1931 г., обнаружили, что тонкая пластинка водородсодержащего вещества, расположенная между облученным бериллием или бором и детектором, увеличивает первоначальную радиацию почти вдвое.

Дополнительные опыты показали им, что это добавочное излучение состоит из атомов водорода, которые в результате столкновения с проникающей радиацией высвобождаются, приобретая чрезвычайно высокую скорость. Хотя ни один из этих двух исследователей не понял сути процесса, тем не менее проведенные ими точные измерения привели к тому, что в 1932 г. Джеймс Чедвик открыл нейтрон — нейтральную частицу, входящую в состав атомного ядра.

Побочными продуктами при бомбардировке бора или алюминия альфа-частицами являются также позитроны (положительно заряженные электроны), которые в том же 1932 г. были обнаружены американским физиком Карлом Д. Андерсоном. Супруги Жолио-Кюри изучали эти частицы с конца 1932 г. — в течение всего 1933 г., а в самом начале 1934 г. начали новый эксперимент. Закрыв отверстие конденсационной камеры тонкой пластинкой алюминиевой фольги, они облучали образцы бора и алюминия альфа-радиацией. Как они и ожидали, позитроны действительно испускались, но, к их удивлению, эмиссия позитронов продолжалась в течение нескольких минут и после того, как убирали полониевый источник.

Таким образом, Жолио-Кюри обнаружили, что некоторые из подвергаемых анализу образцов алюминия и бора превратились в новые химические элементы. Более того, эти новые элементы были радиоактивными: алюминий, поглощая два протона и два нейтрона альфа-частиц, превращался в радиоактивный фосфор, а бор — в радиоактивный изотоп азота. Поскольку эти неустойчивые радиоактивные элементы не были похожи ни на один из естественно образующихся радиоактивных элементов, ясно было, что они созданы искусственным путем. Впоследствии супруги Жолио-Кюри синтезировали большое число новых радиоактивных элементов.

Почтовая марка ГДР, посвящённая Ф. Жолио-Кюри, 1980, 10 пфенингов (Михель 2493, Скотт 2089)

В 1935 г. Фредерику и Ирен Жолио-Кюри совместно была присуждена Нобелевская премия по химии «за выполненный синтез новых радиоактивных элементов». К. В. Пальмайер, представляя их от имени Шведской королевской академии наук, сказал: «Благодаря вашим открытиям впервые стало возможным искусственное превращение одного элемента в другой, до тех пор неизвестный. Результаты проведенных вами исследований имеют важнейшее сугубо научное значение». «Но кроме того, — продолжал Пальмайер, — физиологи, врачи и все страдающее человечество надеются обрести благодаря вашим открытиям бесценные лекарственные препараты».

В своей Нобелевской лекции Фредерик Жолио-Кюри отметил, что применение искусственных радиоактивных элементов в качестве меченых атомов «упростит проблему нахождения и устранения различных элементов, существующих в живых организмах». Из накопленных сведений, сказал он, «можно сделать вывод, что не следует считать, будто несколько сотен атомов, образующих нашу планету, были созданы все одновременно и будут существовать вечно». Кроме того, добавил Фредерик Жолио-Кюри, «у нас есть основания полагать, что ученым… удастся осуществить превращения взрывного характера, настоящие химические цепные реакции», которые освободят огромное количество полезной энергии. «Однако, если разложение распространится на все элементы нашей планеты, — предупреждал ученый, — то последствия развязывания такого катаклизма могут только вызвать тревогу».

В 1937 г. Фредерик Жолио-Кюри, продолжая работать в Институте радия, одновременно занял и должность профессора в Коллеж де франс в Париже. Здесь он создал исследовательский центр ядерной физики и химии и основал новую лабораторию, где отделы физики, химии и биологии могли работать в тесном сотрудничестве. Кроме того, ученый контролировал строительство одного из первых во Франции циклотронов, в котором при проведении исследований в качестве источника альфа-частиц должны были использоваться радиоактивные элементы.

В 1939 г., вслед за открытием немецким химиком Отто Ганом возможности деления (расщепления) атома урана, Жолио-Кюри нашел прямое физическое доказательство того, что такое деление носит взрывной характер. Признавая, что огромное количество энергии, высвобождаемой в процессе расщепления атома, может быть использовано в качестве источника энергии, он приобрел у Норвегии практически все имевшееся тогда количество тяжелой воды. Однако разразившаяся в это время вторая мировая война и оккупация Франции германскими армиями заставили его прервать исследования. Подвергая себя значительному риску, Жолио-Кюри сумел тайно переправить имевшуюся в его распоряжении тяжелую воду в Англию, где она была использована английскими учеными в ходе предпринимавшихся ими усилий по разработке атомного оружия.

Оставаясь в Париже в период оккупации, Жолио-Кюри, несмотря на свои антифашистские взгляды и членство в Французской социалистической партии (с 1934 г.), сохранил за собой посты в Институте радия и в Коллеж де Франс. Будучи активным членом Движения Сопротивления, он возглавлял подпольную организацию «Национальный фронт» и использовал возможности своей лаборатории для изготовления взрывчатых веществ и радиоаппаратуры для борцов Сопротивления вплоть до 1944 г., когда ему самому пришлось скрываться. Подобно своему учителю Ланжевену, в самый разгар войны (в 1942 г.) он становится членом Французской коммунистической партии (незадолго до своей смерти, в 1956 г., он будет избран членом ЦК ФКП).

После освобождения Парижа Фредерик Жолио-Кюри был назначен директором Национального центра научных исследований, на него была возложена ответственность за восстановление научного потенциала страны. В октябре 1945 г. он убедил президента Шарля де Голля создать Комиссариат по атомной энергии Франции. Три года спустя он руководил пуском первого во Франции ядерного реактора. Несмотря на то что авторитет Ж. как ученого и администратора был чрезвычайно высок, его связь с Французской коммунистической партией, в которую он вступил в 1942 г., вызывала недовольство, и в 1950 г. он был освобожден с поста руководителя Комиссариата по атомной энергии.

Теперь Фредерик Жолио-Кюри посвящал большую часть своего времени исследовательской работе в лаборатории и преподаванию. Оставаясь активным политическим деятелем, он был также президентом Всемирного Совета Мира. Смерть Ирен Жолио-Кюри в 1956 г. явилась для её мужа тяжёлым ударом. Став ее преемником на посту директора Института радия и заменив ее на преподавательской работе в Сорбонне, он взял на себя также контроль над строительством нового института в Орсе, к югу от Парижа. Однако организм ученого был ослаблен из-за перенесенного двумя годами ранее вирусного гепатита, и 14 августа 1958 г. Фредерик Жолио-Кюри скончался в Париже после операции, связанной с внутренним кровоизлиянием.

Фредерик Жолио-Кюри характеризовали как человека чуткого, доброго и терпеливого. Он любил играть на пианино, рисовать пейзажи и читать. В последние годы жизни посвящал много времени политическим проблемам. В 1940 г. Колумбийский университет наградил ученого золотой медалью Барнарда за выдающиеся научные заслуги. Жолио-Кюри был членом Французской академии наук и Медицинской академии Франции, а также иностранным членом многих научных обществ, в том числе и Академии наук СССР (с 1949 г.; член-корреспондент с 1947 г.). В СССР Жолио-Кюри также был награждён Международной Сталинской премией «За укрепление мира между народами» (1951 г.).

Жолио-Кюри является автором афоризмов «Правда путешествует без виз» и «Чем дальше эксперимент от теории, тем ближе он к Нобелевской премии».