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Marie Curie ou la science dans toute sa splendeur
MARYA Sklodowska naît à Varsovie en Pologne en 1867, dans une famille d'enseignants. Son père est alors professeur de physique et sa mère dirige une école de jeunes filles. Elle est la cinquième enfant d'une famille qui compte déjà trois filles.
Jeune, elle perd sa mère et l'une de ses soeurs, atteintes du typhus.
A seize ans, Marya reçoit, le 12 juin 1883, la médaille d'or au gymnase.
Après un séjour d'une année à la campagne, chez des parents qui l'hébergent en échange de quelques leçons pour leurs enfants, Marya rentre à Varsovie où elle donne des leçons d'arithmétique, de géométrie, de Français. Elle fréquente aussi "l'Université volante": ce sont des cours d'anatomie, d'histoire naturelle, de sociologie donnés clandestinement par un groupe d'intellectuels polonais.
Pour aider une de ses soeurs, Bronia, à étudier la médecine à l'étranger (car en Pologne les femmes ne sont toujours pas admises à l'université), Marya décide de se placer comme gouvernante dans une riche famille, et d'envoyer son salaire à Bronia.
Marya devient ainsi institutrice et le restera pendant 5 ans. A la fin de 1890, Bronia, mariée à un étudiant Polonais, Casimir Dluski, écrit à sa soeur cadette pour lui proposer de l'accueillir chez elle à Paris.
En 1891, Marya quitte la Pologne pour venir à Paris et s'inscrit à la Sorbonne. Elle mène, de 1892 à 1895, ses études dans la pauvreté. Elle francise alors son prénom : désormais, elle s'appelle Marie Sklodowska.
Marie suit les cours de professeurs prestigieux : Lippmann en physique, Paul Appell en mathématiques. Elle travaille avec acharnement pour se perfectionner en Français, en mathématiques et en physique.
Mais il y a trop de bruit chez les Dlusky. Marie décide de déménager dans une chambre de bonne à proximité de la Sorbonne.
En 1893, elle obtient une licence de physique, puis en 1894, une licence de mathématiques.
Au printemps 1894, le physicien Jozef Kowalski, séjournant à Paris, lui présente Pierre Curie, physicien déjà célèbre à trente-cinq ans. Ils s'entendent immédiatement : même culte de la science, même goût passionné de la nature, même solidarité familiale.
En juillet 1894, Marie est brillamment reçue seconde à la licence de mathématiques. Elle retourne alors en Pologne où elle songe à devenir professeur quand Pierre lui écrit, le 10 août 1894, pour lui demander de revenir à Paris. Ils se marient le 25 juillet 1895 à la mairie de Sceaux.
En 1904, Pierre Curie est nommé professeur de physique à la Sorbonne et, en 1905, il est élu à l'Académie des sciences.
En cadeau de mariage, Pierre et Marie Curie reçoivent deux bicyclettes. Pour leur voyage de noces, ils visiteront alors l'Ile de France à bicyclette.
Marie se consacre à la préparation de l'agrégation de physique, à laquelle elle est reçue première, en 1896. L'année suivante, naît leur première fille, Irène.
Mais Marie veut tout de même faire une thèse !
En octobre 1897, Marie Curie, âgée de trente ans, choisit comme sujet de thèse l'étude des propriétés des rayons uraniques. Elle s'intéresse aux travaux de Henri Becquerel qui mit en évidence des rayonnements produits par l'uranium.
Grâce aux techniques piézoélectriques inventées par son mari, elle analyse les rayonnements du pechblende, minerai riche en uranium. Elle découvre que celui-ci rayonne de manière beaucoup plus intense que l'uranium lui-même, et en déduit l'existence d'éléments encore plus radioactifs. En 1898, avec son mari qui partage ses travaux, elle annonce la découverte de deux nouveaux éléments : le polonium (qu'elle appelle ainsi en référence à son pays d'origine) et le radium.
En 1903, Marie reçoit le prix Nobel de physique conjointement à son mari et à Becquerel pour la découverte des éléments radioactifs. Elle est la première femme à recevoir un prix Nobel.
Mais en avril 1906, Pierre Curie meurt, écrasé par une voiture à chevaux. Outre les travaux sur la radioactivité, il a étudié aussi les phénomènes physiques au point de vue de la symétrie.
Le premier mai 1906, Marie Curie est nommée chargée de cours à la Sorbonne dans la chaire de Physique occupée précédemment par son mari. Elle devient ainsi la première femme de France à accéder, dans l'enseignement supérieur, à un poste de professeur.
Ses travaux sur le radium et ses composés lui valent le prix Nobel de chimie en 1911. Elle est la première personnalité scientifique à obtenir deux prix Nobel.
Elle dresse aussi un tableau de tous les radioéléments qui étaient connus en 1910. Ceux qui ont des points en commun sont placés sur la même ligne.
Elle crée l'Institut du radium en 1914, puis le dirige, et participe à la fondation de l'Institut Curie.
Marie installa plus de 200 salles de radiologie durant la première guerre mondiale, elle secourut ainsi plus d'un million de blessés.
Après la guerre, Marie rédige un ouvrage sur "la radioactivité et la guerre" montrant l'ampleur que peuvent prendre, dans certaines circonstances, des applications inattendues de découvertes, initialement, purement scientifiques.
En mai 1920, Marie Curie accorde une interview à une célèbre journaliste américaine, Marie Mattingley Meloney. Marie lui explique alors ses manques de crédits, d'équipements, de personnel. Elle sait qu'en Amérique il existe environ cinquante grammes de radium quand la France n'en possède qu'un seul. Aux Etats-Unis, un groupe de femmes réunissent les fonds pour l'achat d'un gramme de radium, invitent Marie à venir les rencontrer et le lui remettent afin qu'elle puisse poursuivre ses recherches. Ce voyage est aussi un succès financier, car il a valu à Marie non seulement de l'argent mais aussi des minerais précieux, du matériel et de nombreux équipements scientifiques.
Elle est admise, en 1922, à l'Académie de médecine.
Désormais, elle fait de nombreux voyages, participe à des congrès.
Le 15 janvier 1934, Irène Curie et son mari Frédéric Joliot, en dignes successeurs de leur mère, découvrent la radioactivité artificielle.
Quelques temps après, le 4 juillet 1934, Marie Curie meurt des suites d'une leucémie.
La découverte de la radioactivité a apporté plusieurs moyens d'étude de la constitution de l'atome et du noyau atomique. Marie Curie a trouvé des applications de la radioactivité en chimie, en thérapeutique et surtout en biologie. La curiethérapie, mise au point par Pierre Curie avant leur mariage, est venue s'associer à la chirurgie et aux rayons X pour lutter contre le cancer.
Aujourd'hui, la radioactivité et les rayons X sont employés dans la médecine en général, en archéologie, en géologie, dans la restauration d'oeuvres d'art et pour la conservation d'aliments.
Qu'est-ce que la radioactivité ?
La radioactivité est l'émission de radiations invisibles par le noyau de certains atomes, dits radioactifs. Elle fut découverte en 1896 par Henri Becquerel. Pierre Curie et sa femme Marie lui donnèrent son nom et reçurent le prix Nobel avec Becquerel en 1903. On parla de radioactivité naturelle, car elle provenait de minerai d'uranium, présent dans la nature.
Les différents types de radiations
- Radiation alpha
La particule alpha, identique au noyau de l'atome d'hélium, comprend deux protons et deux neutrons liés. Sa vitesse est d'environ 10 000 km par seconde. Sa portée dans l'air : 2,5 à 8,5 cm ; dans les solides : 10 à 100 microns (une feuille de papier l'arrête).
- Radiation bêta
La particule bêta est soit un électron (chargé négativement et appelé négaton), soit un électron positif (appelé positon). Sa vitesse est de 0 à 300 000 km par seconde. Sa portée dans l'air est de quelques mètres ; dans les solides : quelques mm (100 feuilles de papier l'arrêtent).
En même temps que la particule bêta, le noyau émet une autre particule non chargée qui serait sans masse au repos et qui peut traverser toute matière sans laisser de trace.
Si la particule bêta est un électron positif, c'est un neutrino ; si c'est un électron négatif, c'est un anti-neutrino.
- Radiation gamma
C'est une onde électromagnétique très courte et très pénétrante, non chargée électriquement, voyageant à la vitesse de la lumière et transportant de l'énergie.
Un même corps émet rarement à la fois des particules alpha et bêta, mais fréquemment les radiations gamma accompagnent des radiations alpha ou bêta.
Période
La période est le temps nécessaire pour que la moitié de la masse d'un corps radioactif se décompose en un corps différent. Elle est très variable d'un corps radioactif à l'autre : de plusieurs fractions de secondes (Polonium 212 et 214) à plusieurs milliards d'années (uranium 238, thorium 232).
La désintégration des noyaux radioactifs permet de dater les fossiles, les roches, l'océan et l'air. A l'origine de la Terre, les éléments radioactifs naturels de très longue période étaient plus abondants qu'aujourd'hui.
Radioactivité artificielle ou provoquée
La radioactivité artificielle fut découverte en 1934 par Irène et Frédéric Joliot-Curie (ont reçu le prix Nobel en 1935) en bombardant des corps stables par des particules alpha issues elles-mêmes d'une source radioactive naturelle. C'est la synthèse de nouveaux isotopes radioactifs, par modification du nombre de protons ou de neutrons du noyau initial. De nombreux isotopes ont ainsi été créés par bombardement de noyaux stables par des protons (dans un accélérateur de particules), des neutrons (dans un réacteur atomique) ou des ions lourds accélérés. Certains de ces isotopes ont des applications en biologie ou en médecine (traceur, imagerie).
Réactions en chaîne (fission nucléaire)
La première fission de l'atome a été réalisée en 1938 par Otto Hahn et Fritz Strassmann, à Copenhague, dans le laboratoire de Niels Bohr. Le 2 décembre 1942, la première pile de Enrico Fermi fonctionne 28 minutes à l'université de Chicago.
La fission est la rupture d'un noyau lourd (uranium 235, par exemple), sous l'impact d'un neutron, en noyaux plus petits. Elle s'accompagne d'un dégagement d'énergie (environ 200 millions d'électrovolts) dû à l'augmentation de la perte de masse. Il y a une production simultanée de 2 ou 3 neutrons et de produits radioactifs.
Les neutrons libérés peuvent provoquer à leur tour la fission d'autres noyaux et la libération d'autres neutrons, et ainsi de suite. C'est la réaction en chaîne. Mais les neutrons peuvent aussi être absorbés dans l'uranium 238 ou s'évader sans provoquer de fission.
Pour qu'une réaction en chaîne ait lieu, il faut rassembler en un même volume une masse suffisante de noyaux fissiles, appelée masse critique, afin que le nombre de neutrons productifs (susceptibles de provoquer des fissions) soit supérieur au nombre de neutrons improductifs (qui seront absorbés ou s'évaderont). Lors de sa fission, le noyau éclate.
La bombe atomique est constituée par une masse critique où la réaction en chaîne se propage si rapidement qu'elle conduit à une réaction explosive dégageant une énergie considérable.
Montpellier - Le 8 Juin 2004
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