Jak jste již možná zaregistrovali, naše fakulta oslaví v září tohoto roku krásné kulaté výročí – bude jí již 60 let. K této příležitosti jsme oslovili pana profesora Krause, úspěšného novináře a autora mnoha populárně-naučných knih, aby nám ve čtyřdílném seriálu osvětlil historický vývoj jaderné vědy, který vedl postupně ke vzniku naší fakulty.

Dva z velkých úspěchů fyziky devatenáctého století, rentgenové záření a radioaktivita, mají na svém rodném listě měsíce z přelomu let 1895-1886. Oba spolu úzce souvisí, u obou dostala kromě profesionální zdatnosti, cílevědomosti a otevřených očí objevitelů svou roli i šťastná náhoda [Poznámka].

Náhodou v životě se rozumí sběh událostí bez vzájemné souvislosti, z nepředvídaných příčin. Kdo nevěří v tombolu, doživotní rentu od neznámého dobrodince, pohádkového dědečka či zlatou rybku, sní třeba o tom, jak by jeho život mohla změnit odměna za objev zázračného léku nebo za patentování technického vynálezu.

Může se třeba fyzik spolehnout při své vědecké práci na náhodu? Systematicky utřídit experimentální údaje, to je rutina. Pochopit však, co z nich příroda o sobě chce vypovídat, nelze už zdaleka považovat za řemeslo. Ať své činy plánujeme jakkoliv, vždy je v nich místo pro náhodu. Nejeden objev nebo vynález byl uskutečněn díky příznivé shodě nahodilých okolností. Tak tomu bylo i u neviditelných paprsků X Wilhelma Conrada Röntgena nebo uranových paprsků Henriho Becquerela.

Podle přání profesora mnichovské univerzity Wilhelma Conrada Röntgena spálili vykonavatelé závěti bez přečtení všechny nepublikované písemné materiály dokumentující jeho celoživotní vědeckou práci. Mezi poznámkovými bloky a deníky byly možná také zápisy o cestě, která ho dovedla k jednomu z největších objevů přírodních věd. Na to, jaký byl scénář 8. listopadového večera roku 1895, můžeme dnes usuzovat prakticky jen podle informací uvedených v předběžném sdělení Über eine neue Art von Strahlen (O novém druhu paprsků), které jeho autor předal 28. prosince 1895 k uveřejnění do relativně bezvýznamného regionálního periodika Sitzungsberichte der Physikalisch-medizinischen Gesellschaft zu Würzburg.

Z vědeckého hlediska reagoval na objev nejzajímavěji francouzský matematik, astronom a fyzik Henri Poincaré (1854-1912). Vyslovuje Röntgenovi nejen upřímný obdiv, ale vyjadřuje i své myšlenky inspirované pečlivým studiem předběžného sdělení: „Můžeme se ptát, jestli X-záření mohou vyvolat jen katodové paprsky nebo zda vychází z fluoreskujících látek, což může být také příčinou jejich fluorescence.“

Když Poincaré 20. ledna 1896 přednášel o objevu nového druhu paprsků na zasedání pařížské Académie des sciences, byl mezi posluchači i fyzik Henri Antoine Becquerel (1852-1908), příslušník třetí generace staré rodiny francouzských přírodovědců. Stejně jako jeho otec Edmond Becquerel se zabýval i on fluorescencí látek obsahujících uran. Henriho Becquerela zaujala především ta část informace o objevu paprsků, v níž bylo konstatováno, že „hlavním bodem, z něhož se paprsky šíří do všech stran, je nejsilněji fluoreskující část stěny výbojové trubice“.

Na rozdíl od paprsků X je chronologie experimentů vedoucích k objevu přírodní radioaktivity spolehlivě dokumentována sděleními, která Henri Becquerel zasílal pařížské Akademii od 24. února do 25. března 1896.

24. únor: Fosforescenční látka, krystalky síranu uranu-draselného, vystavené několikahodinovému působení přímého slunečního světla, vysílá záření, které prochází neprůhledným papírem a exponuje fotografickou desku.

2. březen: Krystalky zkoumané uranové soli vysílají pronikavé záření, i když nebyly předem vystaveny slunečnímu záření.

9. březen: Pronikavé záření, které vysílají i jiné uranové soli, vybíjí elektricky nabitá tělesa.

25. březen: Uranové paprsky mají ionizační schopnosti a prostupují různými látkami.

Na jaře 1896 přešla iniciativa ve výzkumu nových paprsků do rukou Pierra a Marie Curieových. Za pouhých několik týdnů zjistili, že intenzita záření je úměrná množství uranu ve zkoumaných vzorcích a že paprsky podobné paprskům uranu jsou samovolně vyzařovány i sloučeninami thoria. Pro novou pozoruhodnou vlastnost některých prvků navrhuje Marie Curieová název radioaktivita. V polovině dubna 1898 si je jistá, že uranové rudy smolinec, chalkolit a uranit (v dnešní terminologii uraninit, torbenit a autunit) mají ještě vyšší aktivitu než uran a thorium.

18. července 1898 Curieovi informovali pařížskou akademii, že ze smolincové rudy izolovali silně radio\-aktivní látku (400krát aktivnější než uran), o níž se domnívají, že obsahuje dosud neznámý kov, chemickými vlastnostmi připomínající bizmut. V závěru svého sdělení uvedli: „Pokud se existence tohoto prvku potvrdí, navrhujeme, aby byl nazván polonium, jménem vlasti jednoho z nás.“

29. září 1898 se Pierre Curie se obrátil na vedení uranové továrny (Uranfarbenfabrik) v Jáchymově se žádostí o zaslání vzorků zbytků vznikajících při výrobě uranových barev, aby zjistil, zda tyto hmoty obsahují neznámé prvky.

Žádosti bylo vyhověno a 4. října Pierru Curiemu zdarma odesláno 5 kg uranových louhů charakterizovaných jako smolinec s malým množstvím síranu olovnatého. Tehdejší přednosta c. k. Báňské hutní správy v Jáchymově požádal o sdělení výsledků studia a zároveň slíbil, že pokud bude neznámý kov ve vzorku nalezen a bude-li zájem o větší množství zbytků, lze je za přiměřenou cenu poskytnout.

V letech 1898-1906 dostali Curieovi celkem 23,6 t uranových zbytků v úhrnné ceně 13162 K. Toto množství odpovídalo zpracování zhruba 70 t padesátiprocentní uranové rudy a obsahovalo odhadem 11,6 g Ra. Počátkem roku 1910 (už po smrti P. Curie) byly do Paříže odeslány ještě 3 t jáchymovských uranových zbytků za 4 500 K.

26. prosince 1898 Curieovi oznámili pařížské Akademii věd, že ve smolincové uranové rudě objevili další radioaktivní látku (až 900krát aktivnější než uran), která se svými chemickými vlastnostmi podobá baryu. Vyslovili názor, že jde o dosud neznámý radioaktivní prvek a navrhli ho nazvat radium. První zprávu o paprscích X uveřejnily u nás 7. ledna 1896 zároveň české Národní listy, Národní politika a německá Bohemie. Brzy potom byl Röntgenův objev ověřován na všech čtyřech pražských vysokých školách. Ve Fyzikálním ústavu české univerzity ho zopakovali profesor Čeněk Strouhal s asistenty fyzikem Vladimírem Novákem a fyzikálním chemikem Otakarem Šulcem, na české technice profesor elektrotechniky Karel Domalíp a soukromý docent technické chemie Karel Kruis, v laboratořích německých vysokých škol s novým zářením experimentovali fyzikové Josef Geitler (univerzita) a Ivan Puluj (technika).

Zakladateli lékařské radiologie (diagnostiky a terapie) u nás byli chirurg Rudolf Jedlička, oftalmolog Jindřich Chalupecký a Kristián Hynek na české univerzitě a Rudolf Jaksch von Wartenhorst z univerzity německé.

Prof. PhDr. Bohumil Kučera (1874-1921)

Krátce po prvních lékařských aplikacích se objevila i upozornění na možná zdravotní rizika, kterým jsou rentgenologové vystaveni. Už v červenci 1897 o tom odbornou i laickou veřejnost v časopise Živa informoval fyzikální chemik Otakar Šulc. Kromě doporučovaných způsobů ochrany ve svém přehledném článku ještě dodal: „Působivost ve tkáň organismu zde zjištěná jest zhoubna, kdo však dnes tvrdit může, že nedá se jednou vhodnými pozměnami v lékařství k užitku obrátit?“

Zpráva o Becquerelových uranových paprscích měla ve srovnání s paprsky X ohlas mnohem menší. Důvod je snadno pochopitelný: zatímco Röntgenovy pokusy bylo možné potvrdit se standardním vybavením tehdejších středoškolských fyzikálních kabinetů (Ruhmkorffův induktor, Crooksova trubice, fotografická deska), výzkum radioaktivity vyžadoval specifickou surovinovou základnu a relativně náročné chemicko-technologické postupy. Průkopníci v oboru fyziky radioaktivního záření, fyzik Bohumil Kučera [Poznámka] (1874-1921) a jeho spolupracovník, fyzik a astronom Bohumil Mašek (1868-1955) z české univerzity, se v letech 1903-1910 zabývali průchodem částic alfa kovovými fóliemi (podobně jako např. novozélandský fyzik Ernst Rutherford), ionizací způsobenou v různých plynech zářením beta a gama, měřením radioaktivity pražské pitné vody apod. Uvést si zaslouží názvy alespoň několika Kučerových prací o radioaktivitě, které publikoval v letech 1905-1914: O ionizaci způsobené v různých plynech sekundárním zářením β- a γ-paprsků radiových (1905), Studie o záření radioteluru (1906), Paprsky Röntgenovy a radioaktivita (1906, 1907), Zur Zerstreuung der α- Strahlen in Medien (1907), Radioaktivní vlastnosti vody z pražského vodovodu (1907), O zkoumání radioaktivity methodou absorpčních křivek (1914), O atomismu (1914).

V článku O původu radioaktivity, který roku 1903 vyšel v přírodovědeckém časopise Živa, Bohumil Kučera napsal: „Kterého fyzika zvyklého pohlížet na zákon o zachování energie jakožto nezvratný článek vědecké víry nezajímal by problém látky, která, aniž by trpěla jakékoli znatelné ztráty na váze nebo teplotě, vysílá stále energii, která jeví se buď efektem fotochemickým na fotografické desce, nebo elektricky tím, že činíokolní plyn (vzduch) elektricky vodivým, rozrážejíc elektricky neutrální molekuly jeho v ionty opatřené elektrickým nábojem a proud zprostředkující.“

Pokud jde o vysokoškolskou výuku fyziky, stala se radioaktivita její součástí o několik let dříve než rentgenové paprsky. Na filozofické fakultě německé Karlo-Ferdinandovy univerzity začal o radioaktivitě přednášet v roce 1908 chemik Viktor Rothmund (1870-1927), na české filozofické fakultě o tři roky později Bohumil Kučera. Partie o rentgenových paprscích zařadil do své přednášky teprve v roce 1914 František Záviška (1879-1945).

Z prvních dvou desetiletí historie radioaktivity v českých zemích je třeba ještě připomenout tři události:

  • Počátkem roku 1906 zahájily v Jáchymově z iniciativy okresního lékaře Leopolda Gottlieba provoz první soukromé radonové koupele.
  • 22. října 1911 byl v Jáchymově slavnostně otevřen C. k. lázeňský ústav pro léčbu radiem (k. k. Kuranstalt für Radiumtherapie).
  • Ve dnech 3.-10. října 1912 se v Praze konal VI. mezinárodní kongres pro všeobecnou a lékařskou elektrologii a radiologii. Ze zahraničních hostů byl přítomen např. P. Becquerel (synovec H. A. Becquerela). Marie Curieová se omluvila ze zdravotních důvodů.[Poznámka]

Poprvé a bohužel i naposled byla Marie Curieová u nás 14. až 18. června 1925. Tehdy se v Čechách zastavila při zpáteční cestě ze slavnostního zahájení stavby Radiologického ústavu ve Varšavě. První den si prohlédla radiologická pracoviště Podolského sanatoria a Ústav pro produkci rostlinnou a agrochemii ČVUT, kde se profesor Julius Stoklasa (1857-1936) zabýval vlivem radioaktivity na rostliny. Jeden večer strávila s prezidentem Masarykem, jeho dcerou Alicí a Františkem Běhounkem na zámku v Lánech a potom navštívila jáchymovské uranové a radiové továrny, doly a těžební zařízení a prohlédla si Karlovy Vary a Mariánské Lázně. Po celou dobu pobytu ji provázel František Běhounek.

Rozvinutá těžba a zpracování uranové rudy v jáchymovských dolech vytvořily jedinečnou surovinovou základnu pro fyzikální i chemický výzkum přírodní radioaktivity. Ten byl bohužel v rámci monarchie soustředěn ve Vídni – od roku 1910 v novém akademickém Ústavu pro výzkum radia (Institut für Radiumforschung der kaiserlichen Akademie der Wissenschaften). Ke změně došlo až po vzniku samostatného Československa v roce 1918.


Napsat komentář

XHTML: You can use these tags: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>