Breve Historia de la Radiactividad (III)

Wilhelm Conrad Röntgen, retrato para la edición Los premios nobeles (1904)

Wilhelm Conrad Röntgen (II)

La fluorescencia es una propiedad que tienen algunas substancias que consiste en emitir una luz de color o frecuencia diferente a la que reciben

Un ejemplo de este material es el que forma la capa blanca de los tubos fluorescentes. En el interior de estos tubos hay un gas (vapor de mercurio de baja presión). Los átomos de mercurio, excitados, producen luz ultravioleta, no visible. Pero al chocar los fotones ultravioletas con el material fluorescente son absorbidos, excitando los átomos del material. Al desexcitarse emite fotones de colores visibles.

En uno de sus experimentos Röntgen observó que cuando aplicaba tensión al tubo de rayos catódicos no sólo se iluminaba el trocito de papel que estaba enfrente de la ventana hecha en el cartón, sino también los que estaban por los alrededores, incluso debajo de la mesa. Como los rayos catódicos no se propagaban por el aire a presión atmosférica, Röntgen sacó la conclusión de que se estaban produciendo otros rayos que atravesaban no solo el cartón sino incluso la madera de la mesa. Como desconocía su naturaleza los llamó rayos X y se dedicó a estudiarlos en profundidad.

En diciembre de 1885 publicó un trabajo titulado "Sobre una nueva clase de rayos".

Röntgen descubrió que los rayos X se propagan en línea recta, que impresionan los negativos fotográficos, que no son sensibles al campo magnético y, sobre todo, que son extremadamente penetrantes, para que fueran parcialmente absorbidos por los materiales

Los huesos absorben más radiación que los tejidos blandos y eso le permitió obtener la primera radiografía de la historia, el 22 de Diciembre de 1895: era la radiografía de una mano de su esposa. A Röntgen le concedieron el primer premio Nobel de la historia, en 1901; cedió el dinero asociado al premio a la Universidad de Würzburg.

Hasta 1912 no se descubrió la verdadera naturaleza de los misteriosos rayos X, que son radiaciones como las de la luz, pero de longitud de onda más corta (pero esto es adelantar acontecimientos).

Henri Becquerel

A. Henri Becquerel (1852-1908), imagen de  la Librería del Congreso (1904)

En 1852 nació Antoine Henri Becquerel.

Nieto de Antoine César Becquerel, uno de los fundadores de la electroquímica y profesor del Museo de Historia Natural de París. Antoine César estaba fascinado por los fenómenos de fluorescencia y fosforescencia a los que dedicó mucho trabajo y esfuerzo. Cuando éste se jubiló su hijo Edmond (padre de quien nos ocupa) continuó con sus investigaciones empleando nuevos materiales, como algunos objetos de uranio. Cuando a Edmond le llegó la edad del retiro, le sucedió en la cátedra su hijo Antoine Henri, que había comenzado como profesor nada menos que en la École Polytechnique, a los 23 años.

Mantuvo la tradición familiar de trabajar materiales fluorescentes, sobre todo después del descubrimiento de los rayos X por Rötengen. En aquel momento se pensaba que los rayos X se generaban como resultado de la fluorescencia del vidrio del tubo de Crookes, por lo cual, pensó Bequerel, otros materiales podrían producir también rayos X; podía no ser muy probable, pero ciertamente, era posible y sin duda suficientemente sencillo de verificar como para poner manos a la obra.

El procedimiento que siguió Bequerel era simple y eficaz:

A. Henri Becquerel en su laboratorio, vía Wikimedia commons

1º) Colocaba un material fluorescente sobre una placa fotográfica encerrada en un envoltorio de cartón negro, de forma que no le llegase ninguna luz.

2) Colocaba el conjunto de placa, envoltura y sustancia fluorescente en un lugar iluminado por el Sol. Si el material producía rayos X, éstos impresionarían la placa fotográfica que aparecería velada al nivelarla. Durante mucho tiempo, ensayó y ensayó utilizando todo tipo de compuestos fluorescentes, pero las placas no se velaban. Hasta que en Febrero de 1896 decidió utilizar la sal de uranio que había sintetizado su padre algunos años antes.

En la última semana del mes pesó dos cristales fabricados por su progenitor sobre una placa fotográfica forrada con el cartón negro, y situó una moneda de plata debajo de cada cristal. Aprovechó el débil sol de Febrero para iluminar el conjunto durante varias horas y reveló la placa. En la fotografía se veía las siluetas de las dos monedas rodeadas por la mancha negra del resto de la placa, velada pensó, por los rayos X emitidos por los cristales fluorescentes.

Los días 26 y 27 de Febrero preparó sus muestras para repetir el experimento. Pero durante esos días el cielo permaneció nublado y dejo las placas en el cajón. El día 1 de Marzo el día seguía oscuro y Henri, cansado de esperar, las expuso a la poca luz solar que podría atravesar las nubes y las llevó a su laboratorio fotográfico.

Placa fotográfica conseguida por los efectos de la radiactividad en los experimentos de A. H. Becquerel

Esperaba encontrar las siluetas de ambas monedas, pero marcadas de forma mucho más tenue debido a la poca luz recibida. Pero en cambio, se encontró con la sombra de las dos monedas mucho más contrastadas que en el experimento anterior realizado con un sol brillante. En un instante Henri Bequerel se dio cuenta de que la imagen era más fuerte porque la sal de uranio había estado tres días sobre la placa, en vez de unas horas. El sol no tenía nada que ver. La sal de uranio emitía algún tipo de rayos que impresionaba las placas fotográficas.

Los rayos emitidos por la sal de uranio eran, en realidad, emitidas por los átomos de uranio. Y cuando pasaban a través de un gas lo hacían conductor como los rayos X. El fenómeno descubierto por Antoine Henry Becquerel se conoció con el nombre de radiactividad

Esquema del experimento de Becquerel

A A. Henri Becquerel lo nombraron miembro de la Real Sociedad de Gran Bretaña, así como de las Academias de Ciencia de Berlín, Roma y Washington. También le fue concedido el Premio Nobel en 1903. En 1908 fue nombrado Presidente de la Real Academia de Ciencias francesa.

En sus escritos describió su obra como la lógica descendencia de la labor de mi padre y de mi abuelo sobre fosforescencia y sin su labor mis trabajos descubiertos habrían sido imposibles. El camino de la radiactividad estaba abierto.

Los rayos X se consideraban el gran descubrimiento de la era, durante el siglo XIX. Se vendían tickets como éste para exponerse a ellos y era una gran atracción

Cuando Becquerel realizó experimentos en 1896, los resultados fueron tan importantes como inesperados, pero no podían ser entendidos, simplemente, porque los conocimientos que se tenían al final del siglo XIX no eran suficientes

El mapa conceptual necesario para comprender el fenómeno estaba incompleto por el lado de los conocimientos básicos, conocimientos que se fueron adquiriendo a lo largo del siglo XX, como veremos. Por esa razón la radiactividad se añadió a los rayos catódicos y a los rayos X en la lista de "problemas sin resolver". Pero sigamos con nuestra historia...



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Breve historia de la radiactividad (2007). Museo Virtual de la Ciencia del CSIC. Sala de la Radiactividad.
Autores: J. M. López Sancho / Esteban Moreno Gómez
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