Radioatividade e a História da Radiologia

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Radioatividade
Prof. Raphael Santos
Descrição
A construção histórica da Radiologia e as descobertas científicas nos campos da Física e da Química que culminaram na descoberta da
radioatividade natural e artificial, além dos conceitos importantes que foram desenvolvidos a partir dessas pesquisas.
Propósito
Conhecer a história da Radiologia e da radioatividade é fundamental para a formação da identidade profissional e dos campos de saber, uma vez que
a análise do percurso histórico nos permite explicar a realidade e os embates inerentes ao contexto atual.
Preparação
Antes de começar, tenha em mãos uma tabela periódica de elementos químicos. Na Internet, existem modelos para impressão e sites com tabelas
periódicas interativas.
Objetivos
Módulo 1
As ideias de Henri Becquerel
Identificar as principais ideias de Becquerel sobre o fenômeno da radioatividade.
Módulo 2
As contribuições de Pierre Curie
Listar as contribuições de Pierre Curie para as pesquisas sobre radioatividade.
Módulo 3
O trabalho de Marie Curie
Analisar o trabalho de Marie Curie, relacionando às descobertas de Becquerel.
1 - As ideias de Henri Becquerel
Ao �nal deste módulo, você será capaz de identi�car as principais ideias de Becquerel sobre o fenômeno da radioatividade.
Nos cinco últimos anos do século XVIII, toda a história da Física mudou para sempre. Em 1901, o primeiro Prêmio Nobel agraciou Röentgen,
cujo experimento e descoberta revolucionaram as pesquisas na área de física nuclear e física quântica. Você vai aprender que todo o estudo
do núcleo atômico foi estimulado pela descoberta dos raios X. Toda a comunidade científica queria estudar o fenômeno e descobrir algo novo.
Da mesma maneira, ocorreu com estes três ilustres cientistas: Henri Becquerel, Marie e Pierre Curie. Isso mesmo: este assunto é genuinamente
francês, com start em Paris!
Neste material, você entenderá a importância das pesquisas anteriores para a descoberta da radioatividade e para a definição desse conceito
tão importante para a física nuclear. Além disso, conheceremos um pouco a história de vida e obra dos cientistas Henri Becquerel, Marie e
Pierre Curie. Conhecê-los melhor ajudará você a correlacionar a dimensão desse conhecimento científico no trabalho com algumas áreas
específicas da Radiologia que utilizam energia nuclear.
Introdução
Neste módulo, conheceremos uma família de cientistas: os Becquerel. Embora o centro dessa história seja apenas um deles – o jovem Henri –,
conhecer seus parentes ajudará você a entender o contexto em que Henri nasceu, cresceu e passou a maior parte do tempo de sua vida. Não tinha
como ser diferente, afinal, como diz um ditado, “o fruto não cai longe da árvore”.
A família Becquerel
Antonie Henri Becquerel nasceu em Paris, em 15 de dezembro de 1852. A família Becquerel, de modo geral, colecionava nomes importantes, cada um
em sua época. Veja:
1788
Antoine César Becquerel (avô)
Físico, um dos precursores do fenômeno fotovoltaico.
1814
Louis Alfred Becquerel (tio)
Médico, realizava pesquisa clínica sobre doenças infecciosas.
1820
Alexandre-Edmond Becquerel (pai)
Físico, estudioso do magnetismo, da eletricidade, óptica e dos fenômenos de luminescência. Foi o desenvolvedor do conceito de efeito
fotovoltaico.
Foram quatro gerações de físicos (e não cinco, pois Louis era médico), formadas na École Polytechnique (chamaremos de Politécnico, daqui por
diante) e atuando como professores no Museu Nacional de História Natural da França. O avô de Henri Becquerel foi da vanguarda dos estudos da
eletroquímica. Seu pai, Alexandre-Edmond, estudava os efeitos luminosos, principalmente as luminescências estimuláveis, como na fluorescência e
na fosforescência. Ou seja, toda a infância e a adolescência do pequeno Henri foram envolvidas em muitas aventuras no laboratório da família. O
seu interesse por cristais luminescentes, obviamente, veio por influência dos trabalhos de seu pai.
Entrada principal da Escola Politécnica de Paris, especializada na formação de engenheiros.
Museu Nacional de História Natural, em 1905.
1878
Jean Becquerel (�lho)
Físico, estudou as propriedades ópticas e magnéticas dos cristais.
Saiba mais
Fluorescência e fosforescência são efeitos distintos de luminescência. No primeiro, o fenômeno luminoso encerra imediatamente após o estímulo
externo cessar. No segundo, o material é capaz de absorver parte dessa energia externa e a luminescência ainda permanece por um tempo após o fim
do estímulo externo.
Material fosforescente exposto à luz branca, luz negra e no escuro após a exposição.
No interior da lâmpada fluorescente, a carga elétrica excita os átomos do gás argônio e produz radiação infravermelha, que estimula o pó
fosforescente na parede do vidro a emitir luz.
Formação e carreira acadêmica de Henri Becquerel
Vamos conhecer um pouco sobre o processo formativo e carreira de Henri Becquerel?
Os primeiros trabalhos de Becquerel relatavam análise espectral da luminescência de certos materiais fosforescentes e fluorescentes. Embora
também trabalhasse com magnetismo terrestre, em 1896, os estudos anteriores de Becquerel foram ofuscados pelo fenômeno da radioatividade
natural, que tomou conta da comunidade científica naquela época.
Veja como o tipo de luz influencia na frequência da luz emitida em três minérios distintos de calcita (CaCO3 ).
1872
Ingresso no Politécnico para
estudar Engenharia.
1874
Ingresso no departamento de
Pontes e Estradas.
1877
Graduação em Engenharia
(engenheiro de pontes e
estradas).
1878
Nomeação como assistente
no Museu de História Natural.
Minério de calcita sob iluminação natural.
Minério de calcita sob luz negra com UV de longo comprimento.
Minério de calcita sob UV de comprimento curto.
Becquerel era especialista em sais de urânio e suas pesquisas estudavam a polarização plana da luz, o fenômeno da fosforescência e a absorção da
luz pelos cristais, sendo este o tema de sua tese de doutorado. A partir de 1881, Becquerel dedicou-se à investigação da luz emitida por minérios de
uranila aquecidos. Em razão desses estudos, Becquerel se tornou membro da Academia Francesa de Ciências, em 1888, aos 36 anos de idade.
Fotografia de Henri Becquerel, já membro da Academia Francesa de Ciências.
Bancada com vários minérios e cristais, objetos de estudo de Becquerel.
Cientistas e descobertas que precederam Becquerel
Assim como todos os cientistas de sua época, Henri Becquerel estava estarrecido com as descobertas de Röentgen e disposto a entender mais sobre
o assunto para identificar algo além.
Henri Poincaré, físico e matemático francês.
O que Becquerel sabia era que os raios Röentgen eram produzidos em uma ampola de Crookes que emitia um brilho fosforescente sempre que se
aplicava alta tensão em seu interior. Além disso, pelas publicações de Röentgen, Becquerel soube que soluções de platinocianeto de bário eram
sensibilizadas e emitiam fluorescência na presença dos tais raios.A primeira análise dos raios X foi feita pelo físico e matemático Henri Poincaré, na
Academia de Ciências da França, em janeiro de 1896. Segundo ele, os raios X eram os responsáveis pela fluorescência do platinocianeto de bário,
mesmo na ausência de luz incidente externa. Logo, uma dúvida ainda pairava no ar: será que os raios X causavam essa fluorescência em qualquer
material com tal propriedade?
Vamos descrever a análise de Henri Poincaré:
Os raios X eram produzidos pelas paredes do tubo de vidro, atingidas por raios catódicos.
Nesse local, o vidro ficava fluorescente durante a descarga de raios catódicos.
Não haveria relação mais forte entre os raios X e a fluorescência?
Modelos de tubo usado na época e o fenômeno observado por Henri Poincaré.
Fluorescência produzida no tubo de Crookes, observada com mais detalhes por Poincaré.
Poincaré propôs que os raios X não teriam uma causa elétrica, mas, sim, seriam causados pela fluorescência produzida no vidro. Suas ideias sobre
esse fenômeno eram as seguintes:
1. Será queos materiais fluorescentes não emitiriam raios X junto com os raios luminosos?
2. Essa emissão de raios X ocorreria independentemente da causa da fluorescência?
Essas passaram a ser também as principais indagações de Henri Becquerel.
Pesquisas e descobertas de Becquerel
A expertise de Becquerel com sais de urânio facilitou seu processo de pesquisa a partir das observações de Poincaré. Becquerel acreditava que a
fluorescência na parede do tubo e no écran era a fonte de raios X. Como ele sabia que a energia externa estimulava os minerais e estes emitiam
fluorescência, acreditou que raios X eram emitidos também e que a fluorescência era uma evidência da presença desses raios invisíveis. Ou seja,
Becquerel se deixou levar apenas pelo que podia ver! Porém, com a invenção dos detectores de radiação, os cientistas identificaram os raios X sem a
necessidade de fluorescência, invalidando essa hipótese.
Minério de urânio, com cristais extraídos do tratamento químico da rocha e posteriormente transformados em sais.
Hoje, sabemos que os raios X estimulam alguns cristais fluorescentes e fosforescentes a emitir luz. No entanto, não há relação entre a emissão dos
raios X partir de materiais fluorescentes. A luminescência, na verdade, é consequência da interação dos raios X com o material.
Becquerel e o primeiro experimento
A partir das questões levantadas por Becquerel, as reações na comunidade científica foram numerosas. Charles Henry conseguiu excitar sulfato de
zinco com raios X e observou maior sensibilização da chapa fotográfica. No entanto, os resultados eram confusos e o fenômeno não se reproduzia
da mesma forma, o que torna uma hipótese inválida. O próprio Becquerel obteve o mesmo resultado utilizando a luz do sol para estimular o material
fosforescente e não obteve resultados replicáveis.
No experimento de Becquerel, foram utilizados vários sais fluorescentes e fosforescentes (lembre-se de que o laboratório da família era vasto desses
tipos de minerais!). O material mais utilizado durante os procedimentos foi o sulfato duplo de potássio e uranila ou K2(UO2) (SO4)2. Ou seja, ele
utilizava urânio, que é um elemento altamente radioativo. Hoje, sabemos que o sulfeto de cálcio (CaS) não é naturalmente radioativo. No entanto,
naquela época, não era possível imaginar isso. Veja nas imagens a seguir as variedades de cristais utilizados por Becquerel.
Uranita ou uranila, cristal de cor mais amarelada devido à presença de cálcio.
Uma variedade de uranitita, denominada becquerelita depois da morte de Becquerel.
Becquerel planejou seu experimento da seguinte maneira:
1. O filme fotográfico foi colocado em um envelope preto, grosso e rigorosamente fechado.
2. Uma amostra do sal de uranila foi posicionada sobre o filme fotográfico envelopado.
3. O conjunto foi submetido à exposição direta do sol durante algumas horas.
4. A seguir, o filme fotográfico foi revelado e o grau de enegrecimento pôde ser avaliado.
Veja agora alguns dos materiais e processos envolvidos no experimento, ilustrados.
Envelope: invólucro preto, de madeira, muito usado em fotografia. Ao lado, filme em negativo branco.
Sal de urânio: minério de urânio inteiro e processado na forma de sal urânico (UO3), que pode ser hidratado ou
anidro.
Sol: A maioria dos laboratórios tinha muitas janelas e luz solar. Isso porque o ambiente precisava de circulação de ar,
e a luz solar auxiliava em alguns processos, principalmente no uso do microscópio e nas reações químicas.
Revelação: Câmara escura, de revelação fotográfica manual. Em seguida, a aparência do borramento causado pela
exposição das radiações emitidas pelos sais de urânio.
Placa fotográfica confeccionada por Henri Becquerel mostrando os efeitos da exposição à radioatividade.
Somente a luz era capaz de sensibilizar chapas fotográficas. Como o filme estava envelopado, a luz solar seria apenas um "gatilho" que estimularia a
produção dos raios X nos sais fosforescentes. Para Becquerel, eram os raios X produzidos pelos sais fosforescentes que sensibilizavam a chapa
fotográfica, mesmo tendo o envelope como barreira. Esses resultados foram apresentados à Academia Francesa de Ciências em 24 de fevereiro de
1896.
No entanto, Becquerel percebeu que nem todos os minerais fosforescentes funcionavam e o fenômeno não se repetia com a mesma regularidade.
Porém, como o urânio tinha alto brilho, Becquerel supôs que ele induzia a emissão de maior quantidade de raios X. Ou seja, ele continuava seduzido
pelo que via!
O errado que deu certo!
Como você pode observar, a incidência de luz solar era fundamental para os experimentos de Becquerel. Por isso, Becquerel realizava todos os
experimentos com a bancada próxima de uma janela com maior exposição solar. Todavia, algo inusitado aconteceu dias após sua primeira
publicação. Em 26 de fevereiro, Becquerel preparava mais um kit para reproduzir seu experimento, mas foi surpreendido por um mau tempo, sem sol.
Frustrado pela situação, Becquerel pegou o filme fotográfico envelopado com os minérios e sais de urânio sobre ele e guardou tudo em uma gaveta
fechada, esperando um dia de sol para continuar.
Chapa fotográfica moderna aberta. Possivelmente dos anos 1960.
Quatro dias depois, Becquerel retirou o kit da gaveta e revelou a chapa fotográfica para descarte, como de costume. Era esperado que houvesse
pequenos traços de enegrecimento devido à ausência de luz solar. Para seu espanto, algo diferente aconteceu! A chapa estava altamente manchada,
muito mais do que se tivesse sido exposta à luz solar. Becquerel repetiu o experimento com as janelas fechadas e chegou a resultados iguais e
replicáveis mesmo sem a incidência da luz solar sobre os cristais fosforescentes. Ou seja, para ele, os raios X eram produzidos nos materiais
fluorescentes independentemente de estímulo externo.
Veja, nas imagens a seguir, Becquerel em seu laboratório e, em seguida, uma secção de um minério de urânio. A
terceira imagem mostra o resultado da revelação fotográfica após o tempo de exposição dentro da gaveta.
No entanto, faltou a Becquerel pensar que essa emissão poderia estar associada ao tipo de elemento químico, que talvez houvesse uma característica
específica do sal de urânio. Hoje, sabemos que não eram raios X, mas outras formas de radiação emitidas por átomos instáveis, como acontece com
o urânio.
Publicações após o experimento
A segunda comunicação de Becquerel ocorreu em 02 de março de 1896. Nela, é descrito que a chapa fotográfica é impressionada pelos sais de
uranila mesmo sem o estímulo da luz solar. Sua hipótese era que, de algum modo, o urânio emitia radiações próprias similares aos raios X, mas não
tinha como explicar essa hipótese por observação, por se tratar de algo desconhecido. Essa segunda comunicação é a que formaliza o
descobrimento do fenômeno.
Veja a seguir o diário de anotações de Becquerel, em que provavelmente foram realizadas as primeiras anotações
sobre o fenômeno. Em seguida, uma imagem produzida com urânio, que foi colocado sobre uma medalha. Na
película, veja que o contorno da medalha aparece intacto e a parte externa aparece manchada pela radiação.
Após essa publicação, Becquerel se dedicou a estudar especificamente o urânio e as propriedades dessas radiações emitidas por ele. Muitas
pesquisas foram realizadas em um intervalo de tempo muito curto, mas ele ainda considerava a possibilidade de serem raios X oriundos da
fluorescência do urânio. Becquerel percebeu que a duração da fosforescência invisível era maior que a fosforescência visível do urânio. Ou seja, o
filme continuava sendo impressionado pelo urânio mesmo quando cessava seu brilho. Porém, Becquerel não soube explicar o motivo.
Veja a seguir um minério de urânio após a exposição da luz visível. A segunda imagem é uma rocha urânica exposta
à luz ultravioleta. Observe que o brilho é diferente e fluorescente.
Em sua terceira publicação, Becquerel relata que urânio não fosforescente produz o mesmo fenômeno, descartando a hipótese sobre arelação entre a
radiação e a luminescência. Becquerel testou o mesmo efeito com urânio metálico, observando os mesmos fenômenos. Isso, por si só, era suficiente
para entender que a emissão dessas radiações tinha outra natureza. No entanto, Becquerel não tinha como prever isso. Na verdade, seus estudos
foram o "pontapé inicial" para que todos os conhecimentos que temos hoje fossem desenvolvidos.
As imagens a seguir mostram o urânio metálico, altamente radioativo: em seu formato rochoso (minério) e no
formato industrial (polido).
Becquerel abandona as pesquisas sobre radioatividade
Método científico hoje: observação do fenômeno; questionamentos sobre o fenômeno; hipótese sobre o que se
observa; experimento para testar a hipótese; análise dos resultados encontrados e conclusão sobre a observação.
Mesmo dividido, Becquerel recebeu 50% do valor e da láurea pelas suas descobertas que revolucionaram o conhecimento sobre a matéria e sobre
radiações.
O caso de Becquerel nos mostra como as expectativas do pesquisador podem influenciar suas próprias observações. Um experimento deve ser feito
com a rigorosidade do método científico e deve ser reproduzível: pelo próprio cientista e por outros. Este foi um dos motivos que consagrou Röentgen:
todos os cientistas conseguiam observar o fenômeno ao realizar os procedimentos propostos por ele. Isso indica que os fenômenos não são fruto do
acaso, da imaginação ou do desejo pessoal. A análise deve ser o mais imparcial possível para que possamos ver o que de fato ocorre e descrever o
evento/fenômeno como ele realmente é.
Método científico hoje.
Becquerel havia descoberto algo grandioso! No entanto, ele não foi capaz de descrever o que observava por estar envolvido com sua ideia fixa dos
sais fluorescentes emissores de raios X. Toda sua energia e motivação foram gastas nessas hipóteses e, em decorrência das várias pesquisas que
surgiam com resultados cada vez mais controversos, Becquerel decidiu encerrar sua pesquisa em sua última publicação em maio de 1896. A partir de
então, Becquerel passou a dedicar tempo ao estudo dos efeitos biológicos causados pela radiação. Isso não trouxe nenhum demérito para ele em sua
carreira. Em 1903, Becquerel recebeu o Prêmio Nobel em sua terceira versão, ocasião em que dividiu o prêmio com o casal Curie.

A descoberta de Becquerel
Neste vídeo, o especialista Raphael Santos explica o fenômeno de fluorescência e como a radiação pode mudar a estrutura química de filmes
fotográficos. Vamos lá!
Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
Avalie as afirmações a seguir, sobre a carreira acadêmica de Becquerel:
I. O estudo da fosforescência foi realizado somente após a observação do urânio.
II. Becquerel descendia de uma família de cientistas, principalmente físicos e médicos.
III. Seu doutorado foi concluído em 1888, junto com a nomeação na Academia de Ciências.
Marque a opção que contenha apenas afirmações corretas:
Parabéns! A alternativa E está correta.
%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%3Cp%20class%3D'c-
paragraph'%3EBecquerel%20j%C3%A1%20era%20um%20estudioso%20dos%20fen%C3%B4menos%20de%20luminesc%C3%AAncia%20antes%20da%2
Questão 2
Becquerel realizou vários experimentos, com base nas hipóteses de Henri Poincaré. No entanto, ao deixar sais de urânio sobre um filme
fotográfico envelopado em uma gaveta fechada, Becquerel observou que a chapa fotográfica estava mais sensibilizada do que quando era
exposta ao sol. Qual das opções explica melhor o fenômeno?
A I, apenas.
B II, apenas.
C III, apenas.
D I e II, apenas.
E II e III, apenas.
A Somente o sulfato duplo de uranila emitia raios X sem a necessidade de exposição solar.
B A emissão das radiações seria uma característica do urânio e não dependia da luz solar.
C
Parabéns! A alternativa B está correta.
%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%3Cp%20class%3D'c-
paragraph'%3EO%20fato%20de%20o%20fen%C3%B4meno%20ocorrer%20em%20uma%20gaveta%20fechada%20comprovava%20que%20n%C3%A3o%
2 - As contribuições de Pierre Curie
Ao �nal deste módulo, você será capaz de listar as contribuições de Pierre Curie para as pesquisas sobre radioatividade.
Pierre Curie
Poucas pesquisas se dedicavam ao estudo dos raios Becquerel até 1898. Inicialmente, pela difícil obtenção desses compostos (lembremos que
Becquerel tinha um laboratório de família, rico desses materiais). Outra questão é que, com as seis publicações de Becquerel sobre o fenômeno,
realmente pareceu que o assunto estava esgotado. No entanto, as pesquisas não chegaram a nenhuma conclusão ou definição contundente: sempre
apresentavam impressões do que se observava, sem definir conceitos, propriedades ou justificar pontos do fenômeno por meio de pesquisas prévias.
É nesse momento que entra em ação o casal Pierre e Marie Curie. Iniciaremos este módulo conhecendo um pouco de Pierre e de suas contribuições
nas descobertas que estavam por vir. Assim como foi feito com Becquerel, conheceremos sua família, formação, principal área de atuação e
A emissão dos sais urânicos ocorria sob luz negra. Por isso, a falta de luz não interfere.
D A sensibilização foi causada por algum feixe luminoso externo para dentro da gaveta.
E O urânio armazenou a luz solar da exposição anterior, o que sensibilizou a chapa.
pesquisas e de que forma ele participou na definição da radioatividade e da descoberta dos elementos radioativos. Nossa viagem continua na
França. Au revoir et bon voyage!
Ilustração de Marie e Pierre Curie.
A família Curie
Que tal conhecermos um pouco sobre os Curie? Não falaremos de Maria Sklodowska, por enquanto. Aqui, o propósito é conhecer mais sobre Pierre,
sua carreira acadêmica e suas contribuições para a radioatividade e para outras áreas. Sim, isso mesmo: Pierre foi importante para outros campos da
Física e conheceremos isso neste módulo.
Vamos conhecer os cientistas na árvore genealógica dos Curie?
Árvore genealógica da família Curie.
1. Paul François Gustave Etienne Curie (avô): doutor em Medicina e homeopatia.
2. Eugène Curie (pai): médico e homeopata, como seu pai.
3. Paul-Jacques Curie (irmão): físico mineralogista, estudou a piroeletricidade e trabalhou com seu irmão Pierre na descoberta da piezoeletricidade e
do efeito piezoelétrico. Seu filho Maurice e seu neto Daniel também foram físicos.
4. Pierre Curie: físico, estudou a piezoeletricidade com seu irmão Jacques, e o magnetismo e a radioatividade com sua esposa Marie. Pierre e Marie
tiveram duas filhas: Irène e Ève, que foi jornalista, pianista e diplomata.
5. Irène Joliot-Curie (filha): química, descobriu a radioatividade artificial junto com seu esposo Frédéric Joliot-Curie. Tiveram dois filhos: Hélène e
Pierre Joliot.
�. Hélène Langevin-Joliot (neta): física nuclear, foi diretora do CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique) e professora do Instituto de Física
da Universidade de Paris. Ela ainda está viva, com 93 anos de idade. Seu filho Yves Langevin (bisneto de Pierre) é astrofísico.
7. Pierre Joliot (neto): biólogo e bioquímico, foi conselheiro científico do primeiro-ministro francês e pesquisador do CNRS (Centre National de la
Recherche Scientifique). Ele ainda está vivo, com 89 anos de idade.
Formação e carreira acadêmica de Pierre Curie
O início de sua da vida acadêmica não foi nada convencional. Pierre recebeu educação em casa, por meio de seu pai Eugène. Pierre não cursou o que
hoje chamamos de educação básica. Porém, mesmo assim, desde bem jovem apresentou grande aptidão para as ciências exatas. Em 1875, com
apenas 16 anos, obteve o título de bacharel em ciências. Nesse período, muito influenciado por seus professores de Química, Pierre foi iniciado aos
estudos atômicos da matéria. Isso foi importante mais adiante, nos trabalhos com Marie.
Jacques (acima, à esquerda), Pierre (acima, à direita) e os pais (Eugène e Sophie) em um passeio no campo.
Atenção!
Na França, até 1881, a educação formal não era obrigatóriae as crianças eram educadas em casa: pelos seus pais ou por mestres particulares. Era
muito comum que os filhos de cientistas recebessem educação em casa, como ocorreu com Pierre.
Em 1878, Pierre recebeu o título de mestre em ciências físicas em Sorbonne, com apenas 18 anos de idade. Sua primeira atividade após se formar foi
como assistente de laboratório antes que seguissem para os seus famosos estudos de doutoramento sobre magnetismo. Seu irmão Jacques era
preparador no laboratório de mineralogia nesse período e pesquisou as propriedades do quartzo, que foi objeto de sua tese de doutorado. Nesse
processo, os dois irmãos fizeram duas descobertas importantes, que veremos a seguir.
Pierre Curie e o químico escocês William Ramsay.
Pierre defendeu sua tese de doutorado em 1895, com estudos das propriedades magnéticas da matéria sob supervisão do professor Gabriel
Lippmann. No entanto, entre sua graduação em 1875 e o doutorado, temos 20 anos de muito trabalho. O que fez Pierre nesse período?
Capa da tese de doutorado de Pierre Curie: propriedades magnéticas dos corpos em várias temperaturas (1895).
Pierre Curie.
Pesquisas e descobertas de Pierre Curie
Escola Municipal de Física e de Química Industriais, em Paris.
Depois de formado, em 1878, Pierre permaneceu no laboratório de Física da Sorbonne com seu irmão Jacques. Os dois irmãos trabalharam juntos e
fizeram descobertas fundamentais para os estudos dos cristais. Essa parceria durou de 1878 até 1883, quando Jacques deixa o posto em Sorbonne
para assumir o cargo de titular de mineralogia na Universidade de Montpellier, localizada no sul da França. Jacques permaneceu lá até a sua morte,
em 1941. Também em 1883, Pierre deixou Sorbonne e assumiu o cargo de preparador de laboratório e professor na École Supérieure de Physique et
de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI).
Saiba mais
Sorbonne é mencionada no texto e nos parece o nome de uma cidade ou de uma universidade. Na verdade, Sorbonne é o nome de um edifício
histórico que passa a alojar uma faculdade de Teologia em 1257, coordenada pelo cônego Robert de Sorbon. O prédio passou a ser chamado de
Collège de Sorbonne. Atualmente, Sorbonne está associada à Universidade de Paris, hoje dividida em treze universidades independentes, sendo uma
das mais conceituadas da Europa.
Sorbonne, Universidade de Paris em 1908.
Sorbonne em 2017, quase 200 anos depois.
No período que estiveram juntos, Pierre e Jacques pesquisaram os minerais e as suas propriedades físicas. Como Jacques era da mineralogia,
entendia tudo sobre rochas e cristais. No entanto, foi durante o processo de pesquisa para o doutoramento de Jacques (estudando o quartzo) que a
dupla realizou descobertas fundamentais para a Ciência.
Piroeletricidade
Embora o fenômeno já tivesse sido estudado e batizado por David Brewster, os estudos de Pierre e Jacques ajudaram a estender a análise para várias
classes de cristais, principalmente com o quartzo. Por definição, cristais piroelétricos são capazes de produzir diferença de potencial elétrico quando
aquecidos ou resfriados. Pierre Curie descobriu que polos elétricos são produzidos apenas em direções específicas dependendo da simetria do cristal.
Logo, quanto menos irregular é o cristal, melhor é a emissão piroelétrica. Jacques e Pierre demonstraram que a quantidade de carga produzida
variava de acordo com o tipo de mineral utilizado. O termo deriva do grego pyros, que significa fogo, calor.
Veja nas imagens a seguir um sensor piroelétrico, que hoje pode ser utilizado como sensor de presença, detector de
movimento e em câmeras detectoras de calor, por exemplo.
Esquema de um sensor piroelétrico.
Foto do circuito de um sensor piroelétrico.
Câmeras térmicas.
Piezoeletricidade
Ainda estudando as propriedades magnéticas, luminosas e elétricas do quartzo, os irmãos Curie fizeram uma descoberta muito importante: alguns
cristais também emitiam carga elétrica quando submetidos a um estresse ou tensão mecânica. Mas o que isso significa? Para demonstrar esse
fenômeno em laboratório, Pierre e Jacques selecionaram cristais de quartzo o mais simétricos possível e produziram vários tipos de deformações
nesse cristal: compressão, torção ou tração. A partir desse estresse mecânico, foi observada a produção de carga elétrica. O termo piezo deriva do
grego piezein, que significa comprimir, pressionar.
Veja nas imagens uma demonstração do efeito piezoelétrico. Sempre que há deformação mecânica (compressão,
torção ou tração) em cristais com essa propriedade, há produção de carga elétrica diretamente proporcional.
O efeito piezoelétrico
Agora que você já entende o que é a piezoeletricidade, vamos aprender como funciona e em que podemos aplicá-la. O fenômeno foi observado pela
primeira vez por meio da compressão dos cristais de quartzo.
Rochas de quartzo em formato hialino (cristalino).
Rochas de quartzo leitoso.
Vamos entender o procedimento do experimento de Pierre e Jacques?
Veja nas imagens a seguir um diagrama técnico do experimento realizado por Pierre e Jacques Curie. A compressão, ou tensão mecânica, produz
uma diferença de potencial elétrico diretamente proporcional.
Portanto, por definição, o efeito piezoelétrico ocorre sempre que a energia mecânica aplicada ao cristal é convertida em energia elétrica proporcional.
Esse fenômeno foi observado e avaliado pelos irmãos Curie em 1880.
Comentário
No entanto, a dupla não previu o efeito inverso. Em outras palavras, seria possível estimular um cristal piezoelétrico com carga elétrica externa e
produzir deformações mecânicas nele.
Esse fenômeno foi deduzido matematicamente por Gabriel Lippmann, em 1881. Lippmann era orientador de Pierre Curie em seu doutorado e
acompanhou a dupla na investigação do fenômeno. Os irmãos Curie testaram e obtiveram comprovação quantitativa do fenômeno.
Veja nas imagens a seguir o efeito piezoelétrico e a aplicação na ultrassonografia. O transdutor do aparelho é dual: emite ultrassom (efeito inverso)
em um placa metálica (titanato zirconato de chumbo) e capta os ecos produzidos no corpo (efeito direto), produzindo imagem com os pulsos
elétricos produzidos.
Hoje, utilizamos sensores piezoelétricos na captação sonora de instrumentos musicais de cordas, microfones, fones de ouvido e até mesmo em telas
sensíveis ao toque (touchscreen). O efeito piezoelétrico inverso foi fundamental para a concepção da ultrassonografia como método de imagem. Ou
1
Os cristais foram
selecionados e cortados em
pedaços simétricos.
2
Duas placas metálicas foram
colocadas em duas faces
opostas desse cristal.
3
Essas placas foram ligadas a
um instrumento de medida: o
eletrômetro de quadrantes.
4
O conjunto foi submetido à
compressão e torção (como
se tentasse partir o cristal ao
meio).
seja, sem as pesquisas dos irmãos Curie, a evolução tecnológica estaria em atraso muito maior.Os sensores piezoelétricos podem ser usados para
captação sonora, veja nas imagens:
Sensor utilizado em instrumentos de percussão.
Sensor utilizado em captadores de violões e instrumentos de corda.
A piezoeletricidade
Neste vídeo, o especialista Raphael Santos associa a descoberta da piezoeletricidade com equipamentos modernos. Vamos lá!
Os medidores utilizados pelo casal Curie
Pierre era bom com instrumentos de laboratório, basta lembrar que ele era preparador de laboratórios. Em sua jornada científica, elaborou protótipos e
aperfeiçoou instrumentos de medida. A experiência acadêmica de Pierre foi fundamental na condução das pesquisas de Marie. Vamos listar alguns
dos instrumentos utilizados por Pierre e apontar sua aplicação prática em suas pesquisas: em carreira solo ou em dupla com seu irmão e com sua
esposa.

Marie Curie realizando medidas com os instrumentos adaptados por Pierre Curie, em seu laboratório.
O eletrômetro de quadrantes é um instrumento criado por Lord Kelvin, utilizado para medir a presença e intensidade de carga elétrica. É formado por
um condutor em forma de borboletapendurado em um fio de torção que pode girar dentro de uma caixa metálica redonda dividida em 4 partes (A, B,
C e D). As partes opostas A e C estão eletricamente interligadas, e as partes B e D são opostas e também interligadas. Cada par de quadrantes
representa um polo elétrico do voltímetro. Quando há uma diferença de potencial entre os pares, o condutor em forma de borboleta gira, e este giro é
indicado com um feixe de luz que se reflete em um espelho fixo, preso ao fio de torção. O feixe refletido era direcionado a uma escala de
galvanômetro. Foi esse instrumento que permitiu a Pierre perceber a carga elétrica produzida pela compressão mecânica de um pedaço de quartzo,
em laboratório.
Um eletrômetro de quadrantes metálico, fundido em latão.
Uma escala de galvanômetro, para apontar o valor preciso de carga elétrica medido.
A balança de quartzo foi um tipo de instrumento de medida de massa de altíssima precisão. Conhecido o efeito piezoelétrico, Pierre e Jacques Curie
utilizaram um sistema que conectava um cristal de quartzo a um pêndulo com uma bandeja presa a ele. Toda vez que um material era colocado
sobre essa bandeja, o peso exercia uma pressão mecânica sobre o cristal (força de tração), suficiente para produzir uma carga elétrica proporcional.
A estrutura física da balança de quartzo, idealizada por Pierre e Jacques para os trabalhos de Marie Curie.
Esquema da balança de quartzo.
Esse sistema era conectado a um eletrômetro de quadrantes, que exibia o valor da carga proporcional ao peso do objeto. Por meio de operações
matemáticas, se obtinha o peso do objeto. A grande vantagem desse instrumento era a possibilidade de se obter medidas muito precisas de materiais
muito leves, com até centésimos de grama.
Marie utilizando a balança de quartzo.
Comentário
Hoje, o mesmo sistema é utilizado em balanças analíticas de precisão em laboratórios ou em balanças digitais de cozinha. Porém, o sistema é um
pouco diferente. Aqui, o prato de medida é colocado sobre o cristal piezoelétrico e a carga é obtida pela compressão do cristal causada pelo peso do
objeto a ser medido.
Balança analítica de precisão, para laboratórios de química. Na foto, o valor de 58,4428g equivale a 1 mol de cloreto de sódio (sal de cozinha).
Veja outras descobertas realizadas por Pierre Curie:
1. Aperfeiçoou a balança de torção, para medir coeficientes magnéticos.
2. Estudou os fenômenos do ferromagnetismo, paramagnetismo e diamagnetismo.
3. Desenvolveu a Lei de Curie: efeitos da temperatura sobre elementos paramagnéticos.
4. Definiu a constante que levou o seu nome: a constante de Curie.
5. Definiu o ponto de Curie: temperatura em que uma substância perde o seu magnetismo.
�. Em 1894, enunciou o princípio de simetria em cristalografia.
O trágico �m de carreira de Pierre
A carreira científica e a vida familiar de Pierre Curie terminaram abruptamente em 19 de abril de 1906, de forma bem inusitada. Na volta de uma
reunião da Associação de Professores da Faculdade de Ciências, ao cruzar a Rua Dauphine, ele foi atropelado por um carro de cavalos. Pierre morreu
instantaneamente, devido aos ferimentos na cabeça. Pierre já era casado com Marie, que recebeu condolências de amigos, alunos e cientistas
franceses e internacionais. Pierre Curie deixou para a humanidade um robusto legado científico, atuando em campos tão diversos como a Física, a
Química, a indústria e a engenharia de instrumentos e patentes.
Gravura representando o acidente de Pierre Curie.
Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
Avalie as afirmações a seguir, sobre a carreira acadêmica de Pierre Curie:
I. Pierre era especialista em sais de urânio e magnetismo, sendo esse o tema de sua tese.
II. Pierre estudou na École Polytechnique, uma das mais conceituadas da França.
III. Seu pai, Eugène, era médico homeopata assim como seu avô.
Marque a opção que contenha apenas afirmações corretas:
Parabéns! A alternativa C está correta.
%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%3Cp%20class%3D'c-
paragraph'%3EPierre%20foi%20educado%20em%20casa%2C%20pelos%20pais%20e%20por%20professores%20particulares.%20Al%C3%A9m%20disso
Questão 2
Os conhecimentos e aptidões de Pierre Curie foram fundamentais para os trabalhos de Marie Curie. Sobre as principais contribuições de Pierre,
marque a opção incorreta.
A I, apenas.
B II, apenas.
C III, apenas.
D I e II, apenas.
E II e III, apenas.
Parabéns! A alternativa C está correta.
%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%3Cp%20class%3D'c-
paragraph'%3EO%20eletr%C3%B4metro%20de%20quadrantes%20foi%20desenvolvido%20por%20Lord%20Kelvin%20e%20adaptado%20por%20Pierre%
3 - O trabalho de Marie Curie
Ao �nal deste módulo, você será capaz de analisar o trabalho de Marie Curie, relacionando às descobertas de Becquerel.
Neste módulo, você conhecerá a história de uma mulher à frente de seu tempo, de personalidade forte e ideais fixos. Em meio a um luto precoce e
acusações de traição, nossa cientista foi insultada por ser estrangeira. Todas essas questões revelam uma pessoa de verdade: com desejos,
sentimentos e medos. Por ser mulher, não foi aceita no meio acadêmico e decidiu deixar seu país para concretizar um de seus ideais. Viveu entre
homens nos laboratórios de pesquisa, foi uma das primeiras professoras a assumir cargo de titular em uma universidade e fez uma das maiores
descobertas da humanidade: a radioatividade. Foi a primeira mulher a receber um prêmio Nobel e a primeira pessoa a receber dois: em Física e
Química. O nome dela é Marie Curie. Vamos conhecê-la?
A Junto com seu irmão Jacques, Pierre descobriu que alguns cristais produziam carga elétrica quando pressionados.
B A balança de quartzo foi um instrumento desenvolvido por Pierre e determinante para o estudo da radioatividade.
C Pierre foi o inventor do eletrômetro de quadrantes: instrumento fundamental nas pesquisas de Marie Curie.
D A piroeletricidade favoreceu o desenvolvimento de sensores de movimento e câmeras térmicas.
E A piezoeletricidade foi determinante para o desenvolvimento da ultrassonografia.
Maria Salomea Sklodowska
Isso mesmo, esse era o nome de nascença dela. Maria nasceu em 07 de novembro de 1867, na cidade de Varsóvia, capital da Polônia. Antes, a
Polônia era um território em disputa entre Áustria, Prússia e Império Russo. Você vai entender algumas dessas questões neste módulo.
Wladyslaw (pai), Bronislawa (mãe).
Seus pais eram professores. Wladyslaw Sklodowski era professor de Física e Matemática e Bronislawa Boguska trabalhava em uma escola para
meninas. Eles tinham uma escola para meninos dentro de casa, embora fossem muito influentes no passado, trabalhando em grandes ginásios. No
entanto, por serem nacionalistas, perderam cargos e passaram a ensinar em casa. Maria foi educada por seus pais e aprendeu desde cedo o gosto
pelas ciências com os materiais de laboratório que seu pai trouxe para casa quando foi demitido dos ginásios.
Maria tinha quatro irmãos: Zofia, Jozéf, Helena e Bronislawa, sendo esta última personagem de nossa história também. Maria pretendia se formar em
Física e Química e sua irmã desejava cursar Medicina. Maria trabalhou como governanta e professora particular em Varsóvia para ajudar sua irmã a
custear a faculdade em Paris, na Sorbonne. Dois anos depois, já casada, Bronislawa (ou Bronya, como era chamada) retribuiria os esforços de sua
irmã oferecendo-lhe ajuda e abrigo. Assim, em 1891, Maria se mudou para Paris, para começar seus estudos.
Maria (à esquerda), Bronya (ao centro) e Helena (à direita), juntas ao pai.
Antes de se mudar para Paris, Maria e sua irmã Bronislawa passaram a estudar clandestinamente em uma universidade volante, que era uma
instituição ilegal e itinerante que fornecia ensino informal noturno para mulheres, uma vez que a Polônia não admitia mulheres nas universidades em
razão da perseguição russa. Para aprender a manusear os equipamentos de laboratório, Maria fez alguns cursosclandestinos com a ajuda de um
primo antes da mudança para Paris. Na Polônia, as mulheres não podiam trabalhar como os homens em laboratório. Já a França vivia o ápice da
liberdade e diversidade, o que facilitou sua aceitação.
As imagens a seguir mostram o Museu da Indústria e Agricultura, em Varsóvia, onde as alunas frequentavam o
laboratório para aulas práticas na universidade volante (ou flutuante); e a turma de alunas assistindo a uma aula em
um dos espaços de encontro (os locais de aula mudavam para despistar a perseguição russa).
Saiba mais
Nesse período da vida de Maria, o Reino da Polônia vivia sob conflitos com o Império Russo, no regime czarista. Por esse motivo, os poloneses
nacionalistas passaram por privações e violação de direitos humanos. Essas questões, aliadas à dificuldade para estudar, levaram Maria e sua irmã a
se mudar para a França.
Formação e carreira acadêmica de Maria
Ao chegar a Paris, depois de um período morando com sua irmã, Maria se mudou para Quartier Latin: um bairro universitário próximo da Sorbonne
Université, onde ela iria estudar. As condições de vida eram precárias: um sótão úmido e frio, sem higiene adequada ou recursos para se alimentar e
se proteger do inverno.
Maria Sklodowska recém-chegada à França.
O Albe Hotel, construção histórica no centro de Quartier Latin, bairro universitário onde Maria morou durante seus estudos na Sorbonne.
O esforço de Maria era dobrado por sua pouca habilidade com o idioma francês e o seu baixo grau de instrução em matemática e ciências, mesmo
com todo o esforço de seus pais.Maria se formou em 1893, recebendo a licença em Ciências. No ano seguinte, ela concluiu sua formação em
Matemática, ambas com alto aproveitamento, o que lhe rendeu uma bolsa de estudos durante sua permanência na faculdade. No mesmo ano, Maria
foi contratada pela Société d'Encouragement pour l'Industrie Nationale (Sociedade de Incentivo à Indústria Nacional) para realizar um estudo:
relacionar as propriedades magnéticas de diferentes tipos de aço à composição química de cada um. Porém, Maria não tinha um laboratório onde
pudesse realizar suas pesquisas. É justamente nesse momento histórico que o caminho dela cruza com o de Pierre Curie.
Fachada da sede da Sociedade de Incentivo à Industria Nacional: local do primeiro emprego de Maria Sklodowska.
De Maria Sklodowska a Marie Curie
Você lembra que Pierre era estudioso dos cristais e do magnetismo? Seu laboratório possivelmente teria toda a estrutura e instrumentação necessária
para Maria realizar seu trabalho. Maria foi apresentada a Pierre por um físico, colega comum entre eles. Ele trabalhava no laboratório de uma escola
municipal e o local era muito precário. Mesmo assim, foi ali que Maria teve mais autonomia para conduzir seus primeiros estudos e suas pesquisas.
Foi também nesse período que Pierre e Maria puderam se conhecer melhor e passaram a nutrir um sentimento amoroso um pelo outro.
Fachada da escola em que Pierre conseguiu o primeiro emprego.
Em 1895, Pierre recebe o título de doutor em Ciências e é promovido a professor na escola municipal. Nesse mesmo ano, Maria Sklodowska e Pierre
Curie se casaram em uma cerimônia civil simples. A partir de então, ela passou a se chamar Marie Sklodowska-Curie ou Madame Curie, como era
conhecida na comunidade científica.
Casamento de Pierre e Marie, em 1895.
O casal em lua de mel, em passeio de bicicletas recebidas de presente.
Pierre se ocupava com suas pesquisas sobre cristais e Marie concluía a pesquisa sobre as propriedades magnéticas do aço, encomendada pelo
governo da França. Em 1897, Marie e Pierre tiveram a primeira filha: Irène, cujo parto fora realizado pelo avô e médico Eugène Curie. A nova vida foi
conturbada no início, para conciliar trabalho, família e estudos. Irène teve cuidados do seu avô Eugène, o que permitiu a Marie iniciar o doutorado. Ela
agora precisava de um objeto de pesquisa a ser investigado.
O casal Curie com Irène, a primeira filha.
Irène com o pai.
Irène junto de seu avô Eugène.
Estudos e descobertas de Marie Curie
Como todos os cientistas da época, Marie tomou conhecimento sobre a descoberta dos raios X e os raios de Becquerel. Ela se interessou pelo assunto
e decidiu investigar o fenômeno de onde ele parou. Aqui foi definido seu objeto de pesquisa para o doutorado.
Para Marie, o grande problema na pesquisa de Becquerel era não existirem dados numéricos que confirmassem o fenômeno. Ela acreditava que a
análise visual da chapa fotográfica não era um método preciso. Lord Kelvin havia confirmado que raios urânicos causavam ionização do ar. Com
isso, Marie pensou que seria possível fazer uma leitura indireta das radiações pela quantidade de cargas produzidas na ionização do ar. Você se
lembra de que Pierre era um exímio inventor? Aqui entram em cena os instrumentos de medida criados por ele.
O eletrômetro de quadrantes era capaz de medir pequenas quantidades de carga elétrica, com medidas mais refinadas. Dessa forma, Marie conseguiu
confirmar as observações de Becquerel. Ela percebeu que a produção de carga no ambiente era constante, o que indica que os raios emitidos também
eram constantes. Outro ponto confirmado por Marie é que a quantidade de radiação era maior quando o minério tinha maior concentração de urânio.
Com essas observações, Marie propôs a seguinte hipótese: a emissão desses raios pelo urânio poderia ser uma propriedade inerente a esse tipo de
minério, aos seus átomos.
A foto real de uma balança de quartzo no Musée Curie.
Partindo dessa hipótese, Marie testou todos os elementos conhecidos que produziam o fenômeno observado por Becquerel. Para sua surpresa, não
somente o urânio, mas outros elementos – como o tório, por exemplo – produziam resposta semelhante. Isso reforçava a hipótese de Marie: talvez
não fosse uma propriedade exclusiva do urânio, mas de uma classe específica de elementos químicos. Em 1898, Marie Curie chegou à conclusão de
que os elementos ativos emitiam essas radiações e idealizou o termo radioatividade como a propriedade de alguns elementos químicos emitirem
radiações. Portanto, radioatividade seria a atividade de emitir algum tipo de radiação. Esses resultados foram apresentados à Académie des Sciences,
em 1898.
Os testes foram realizados com vários tipos de cristais e minérios. Marie descobriu que o tório era mais radioativo que o urânio ao estudar a uranila.
Porém, ao realizar o experimento com a pechblenda, algo diferente aconteceu!
Os raios urânicos foram frequentemente chamados raios de Becquerel. Pode-se generalizar esse nome,
aplicando-o não apenas aos raios urânicos mas também aos raios tóricos e a todas as radiações semelhantes.
Chamarei de radioativas as substâncias que emitem raios de Becquerel. O nome de hiperfosforescência que foi
proposto para o fenômeno, parece-me dar uma falsa ideia de sua natureza
(CURIE, 1899, p. 42 - Tradução Martins, 1990)
A radioatividade como Marie viu
Como Pierre era especialista em cristais, ele percebeu que alguns cristais e minérios eram muito mais radioativos que o urânio puro, fosse mineral
fosse metálico. Alguns minerais cristalinos observados por ele foram a calcolita (fosfato de cobre e uranila) e a pechblenda (óxido de urânio).
Minério de uraninita (pechblenda).
Minério de calcita-calcolita.
A uranila já era estudada por Becquerel, mas, ao analisar a pechblenda, Pierre e Marie perceberam que a radioatividade era absurdamente maior que o
urânio puro. Por acreditar em seu feeling, Marie concentrou todos os seus esforços no estudo da pechblenda e descobriu que o minério emitia um
espectro diferente de energia quando era quimicamente tratado. A atividade era maior que o urânio e tório juntos!
O que veio à mente de Marie, nesse sentido, foi a seguinte hipótese:
Deve existir algum elemento ativo nesse minério, junto ao urânio, mais radioativo que o próprio urânio, o que
justificaria a maior emissão de radiação. Se existir, esse seria um elemento químico ainda desconhecido.
Marie Curiesupõe que exista algum outro elemento químico junto ao urânio, mais ativo que os átomos ativos. Veja a seguir uma fotografia real do
caderno de anotações de Marie Curie nessa época.
Fotografia do caderno de anotações de Marie Curie.
Como esses minerais eram muito compostos, ou seja, formados por vários elementos químicos diferentes, Marie julgou necessário fracionar
quimicamente a pechblenda, de modo que fosse possível dissociar os elementos do composto. A técnica consistia em reduzir a pechblenda a pó e
dissolvê-lo em ácidos e outros reagentes, aquecer a altas temperaturas e cristalizar a mistura em porções menores. Em cada etapa, a atividade
radioativa era aferida para comparar os resultados numéricos, tentando identificar de onde vinha a radioatividade maior detectada.
Cremos portanto que a substância que retiramos da pechblenda contém um metal ainda não identi�cado, vizinho ao
bismuto por suas propriedades analíticas. Se a existência desse novo metal for con�rmada, propomos dar-lhe o nome de
polônio, nome do país de origem de um de nós.
(CURIE, 1899, p. 43 - Tradução Martins, 1990)
Os novos elementos químicos radioativos
Identificação do polônio na tabela periódica.
Após vários processos químicos, o casal Curie conseguiu isolar dois compostos: havia um composto formado por bismuto e outro, por bário. Embora
eles soubessem que bismuto e bário não emitiam radiações, o composto era altamente radioativo. Logo, a outra parte do composto continha os
elementos químicos desconhecidos.
Ao elemento ligado quimicamente ao bismuto foi atribuído o nome polônio. Ao elemento ligado quimicamente ao bário foi atribuído o nome rádio. O
nome polônio foi dado para homenagear a nacionalidade de Marie Curie, nação da qual ela sentia tanta saudade. O nome rádio foi extraído do latim
radium e significa feixe. Eles atribuíram esse nome por considerá-lo o mais radioativo de todos os elementos.
Identificação do rádio na tabela periódica.
Atenção!
Hoje, sabemos que todos os elementos químicos a partir do bismuto (83Bi209) são naturalmente radioativos. Os primeiros valores de peso atômico
foram atribuídos por Marie Curie.
O desafio de Marie Curie agora era isolar os elementos radioativos: separar o polônio do bismuto e o rádio do bário. As condições físicas do
laboratório não garantiam confiabilidade na resposta, pois a umidade e pouca circulação de ar poderiam interferir nas análises. A substância
radioativa era formada por compostos diferentes, formados pelo elemento radioativo e outros, não radioativos. Marie precisava isolar esses
elementos.
Outro problema é que a quantidade de rádio e polônio era muito pequena nos compostos de pechblenda. A cada 50kg do material, por exemplo, ainda
se obtinha mais claramente o cloreto de bário, sendo a quantidade de bário muito pequena, quase insignificante. Para se ter uma ideia, para Marie
Curie conseguir obter três decigramas de rádio (0,3g), foi necessário processar uma tonelada de pechblenda.
Uma caixa de chumbo contendo 1g de rádio, apresentada nos Estados Unidos à Marie Curie, em 1921.
Com 1 decigrama (0,1g) de rádio puro, já dissociado do bário e do cloreto, Marie conseguiu determinar o peso atômico do elemento com os
instrumentos de medida. O valor encontrado foi 225. Atualmente, na tabela periódica moderna, admite-se o rádio com número atômico 88 e peso
atômico 226. Quanto à sua atividade, Marie conseguiu estimar 3 bilhões de desintegrações por segundo. Com uma doação de 8 toneladas de
pechblenda feita pelo governo austríaco, Marie Curie conseguiu isolar um grama (1g) de rádio.
Foto do caderno original de Marie Curie, com as anotações sobre a mensuração do peso atômico do rádio.
Saiba mais
Por esse motivo, a unidade Curie (atividade radioativa) considera a quantidade de desintegrações/segundo produzidas em 1g de rádio-226. Por meio
de cálculos matemáticos, Pierre e Marie Curie estipularam o valor de 3,7 x 1010dps. Ou seja, 1 grama de rádio realiza 37 bilhões de desintegrações a
cada segundo!
Comunicação dos resultados e indicação ao Nobel
Os resultados da pesquisa foram apresentados à comunidade científica em 1900. Marie e Pierre realizaram comunicações e publicaram artigos, nos
quais descreviam detalhadamente todos os instrumentos, as medidas e os processos que utilizaram para isolar o rádio. Desse modo, com o
experimento replicável, a nova descoberta passa a ser aceita pela Academia de Ciências da França. Com mais reconhecimento e prestígio, Pierre
consegue um novo emprego como professor na Sorbonne, na cadeira de Física em um programa para médicos, e Marie assume a chefia do
laboratório e termina sua tese de doutorado em 1903.
Pierre Curie - Foto oficial do Prêmio Nobel de 1903.
Marie Curie - Foto oficial do Prêmio Nobel de 1903.
Foto do certificado.
A capa da tese de doutorado de Marie Curie, em 1903: Pesquisas sobre substâncias radioativas.
Também em 1903, o trabalho de Pierre e Marie foi indicado ao Prêmio Nobel de Física, juntamente com Becquerel. A premiação foi dividida entre os
três cientistas, ficando 50% do prêmio com Becquerel e 25% para cada um dos Curie. Para eles, o Nobel foi o reconhecimento dos serviços prestados
com as pesquisas sobre os fenômenos de radiação vistos por Becquerel, na descoberta da radioatividade natural. Um ano depois, em 1904, nasce
Ève: a filha mais nova do casal Curie.
Mesmo com todo reconhecimento, a comunidade científica sueca não considerou Marie, de primeira. Somente com
a intervenção de um membro do comitê, o nome dela foi incluído na indicação e premiação. Assim, Marie Curie
passou a ser a primeira mulher laureada com um Prêmio Nobel, embora apenas Pierre tivesse sido convidado para
receber o prêmio, na solenidade em Estocolmo.
No ano de 1906, Marie tem uma das maiores perdas em sua vida: morre seu esposo, Pierre, atropelado por uma viatura puxada por cavalos. O veículo
pesava mais de 1 tonelada e Pierre morreu imediatamente. O acidente ocorreu quando Pierre voltava de uma reunião da Associação de Professores
da Faculdade de Ciências da Sorbonne. Sob forte chuva, ao atravessar correndo, Pierre certamente não enxergou a viatura vindo em sua direção.
Marie Curie prossegue as pesquisas, agora viúva e junto de sua filha Irène.
Ainda recompondo forças, Marie precisou lidar com uma decisão importante: Sorbonne faz um convite para que ela assumisse a cátedra ocupada
por seu esposo. Marie Curie seria a docente responsável por todo o departamento de Física e a primeira professora mulher da universidade. Nessa
época, ela elaborou técnicas para isolar o rádio e desenvolveu um padrão para medição das emissões radioativas. Todas as aplicações das radiações
que conhecemos hoje foram possíveis uma vez que essa padronização facilitou o trabalho da indústria em produzir os materiais e as tecnologias
necessários para realizar esse tipo de trabalho.
Vida pessoal e conquistas solitárias
Marie Curie foi alvo de escândalos devido à sua relação amorosa extraconjugal com o físico Paul Langevin. Ele foi ex-aluno de Pierre e era casado. O
fato veio à tona, pois os jornalistas passaram a cercar o laboratório após a indicação do casal Curie ao Nobel e o falecimento de Pierre. A
participação e as contribuições de Marie no congresso de Solvay (Bruxelas, Bélgica), em 1911, foram abafadas pela imprensa com supostas cartas
amorosas trocadas entre Langevin e Marie. Motivado pela força conservadora, Marie foi acusada de manchar a Ciência francesa por ser judia, polaca
(estrangeira polonesa) e amante de um homem casado. Entretanto, nenhuma dessas acusações refutava suas descobertas e sua produção
acadêmica.
Fotografia oficial no Congresso Solvay, no Instituto Internacional de Física, em 1911.
Nesse turbilhão de emoções, Marie recebeu um telegrama da Academia Real de Ciências da Suécia, em 1911, com uma indicação ao Prêmio Nobel de
Química, pelos serviços prestados com a descoberta do rádio e do polônio e pelo isolamento do rádio. Agora, ela era a primeira mulher a receber um
prêmioNobel e a única a receber dois: de Física e Química. Vale lembrar que este último ela recebeu sozinha, por méritos próprios e total
reconhecimento da comunidade científica.
Certificado de premiação concedido à Marie Curie pelo Nobel de Química, em 1911.
Marie Curie, Fantástica
Neste vídeo, o especialista conta a história de como Marie Curie juntou recursos para criar carros equipados com equipamentos de raios X para atuar
no socorro de soldados durante a guerra. Vamos lá!
A morte de Marie Curie
Muitos outros fatos estão associados à vida de Marie Curie. Vamos encerrar este módulo com esses fatos, para que você entenda a grandeza de sua
vida e obra para a Ciência Moderna. Madame Curie faleceu em 04 de julho de 1934, aos 66 anos, vítima de uma forte anemia. Hoje, essa anemia
certamente estaria associada a um possível quadro de leucemia decorrente da exposição contínua às radiações ionizantes. Marie Curie foi enterrada
na cidade de Sceaux, junto a seu esposo Pierre e à sua família. Em 1995, os restos mortais de Pierre e Marie (em invólucro de chumbo) foram
transferidos para o Pantheon de Paris: monumento dedicado a sepultar grandes personalidades.

Os túmulos de Marie e Pierre no Pantheon de Paris.
Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
Maria Salomea Sklodowska viveu em um período da história polonesa em que Varsóvia estava sob opressão do Império Russo. Nessa época,
todos os poloneses nacionalistas e idealistas foram duramente oprimidos e perseguidos. Maria recebeu sua primeira instrução em casa, pois
seus pais eram professores. Considerando esse contexto, qual foi o nome da primeira universidade frequentada por Maria Sklodowska, antes de
conhecer Pierre Curie?
Parabéns! A alternativa B está correta.
%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%3Cp%20class%3D'c-
paragraph'%3EQuartier%20Latin%20%C3%A9%20o%20nome%20do%20bairro%20universit%C3%A1rio%20em%20que%20a%20Sorbonne%20est%C3%A
Questão 2
"Todos os minerais que se mostraram ativos contêm os elementos ativos. Dois minerais de urânio − a pechblenda e a calcolita − são muito mais
ativos do que o próprio urânio. Esse fato é muito notável e leva a crer que esses minerais podem conter um elemento muito mais ativo do que o
urânio.” Essa foi a constatação preliminar registrada por Marie Curie ao analisar minérios urânicos por meio de métodos matemáticos. Com base
nessa hipótese, Marie Curie continuou a tratar quimicamente a pechblenda e descobriu que outros minérios também eram ativos, encontrando,
ainda, algo novo: um suposto elemento desconhecido.
Com base nesse enunciado, marque a opção que contenha os três primeiros elementos radioativos estudados por Marie:
A Quartier Latin
B Universidade Flutuante
C Escola Politécnica de Paris
D Sorbonne (Universidade de Paris)
E Escola Superior de Física e Química Industrial
A Urânio, tório e polônio: o novo elemento.
B Urânio, bismuto e rádio: o novo elemento.
Parabéns! A alternativa A está correta.
%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%3Cp%20class%3D'c-
paragraph'%3ESem%20d%C3%BAvidas%2C%20o%20primeiro%20elemento%20qu%C3%ADmico%20ativo%20observado%20por%20Marie%20foi%20o%
Considerações �nais
Terminamos por aqui nossa viagem pela França. Aprendemos com Becquerel que precisamos estar atentos a todos os sinais daquilo que
observamos, sem nos deixar levar por aquilo que desejamos ver. Becquerel foi um excelente cientista e fez uma descoberta que revolucionou a
história da física nuclear, mesmo que não tenha realizado o método científico por completo.
É importante relembrar que os fatos históricos são um todo estruturado: não são partes recortáveis e unidas, e sim partes inseparáveis. Portanto, tudo
que Marie e Pierre Curie descobriram só foi possível com as descobertas preliminares de Becquerel e sua extrema habilidade com sais e com
fenômenos de fotoluminescência. Embora Marie fosse uma excelente cientista e uma mulher totalmente à frente de seu tempo, se Pierre não tivesse
desenvolvido a balança de quartzo e ajustado o eletrômetro de quadrantes de Lord Kelvin, talvez os experimentos dela redundassem nos mesmos
resultados de Becquerel. Portanto, lembre-se sempre de que os conceitos e as teorias vão se aperfeiçoando. Cada cientista, a seu tempo, contribuiu
com sua parte para tudo que temos disponível hoje na Radiologia.
Becquerel, Pierre e Marie foram agraciados com o mesmo prêmio em 1903, pois a descoberta deles foi fundamental para a Ciência Moderna. Embora
Becquerel tenha ficado com a maior parte do prêmio em dinheiro, a láurea foi a mesma para todos. Outro fato importante foi que, embora tivessem
negado à Marie o direito de participar da láurea em primeira análise, ela também foi premiada com o Nobel de Química em 1911. Isso nos mostra que
ela era excelente cientista, independentemente da opinião humana. Os dois prêmios Nobel só confirmam seu mérito, sua competência e sua
relevância para a humanidade.
Podcast
O especialista Raphael Santos destaca os fatos mais importantes nas descobertas que contribuíram para o estudo da radioatividade e como
atualmente as utilizamos nas atividades em Radiologia. Vamos lá!
C Urânio, polônio e tálio: o novo elemento.
D Urânio, bismuto, bário: o novo elemento.
E Urânio, bário e tório: o novo elemento.

Referências
CESAREO, R. Dos raios X à bomba atômica (1895-1945): os 50 anos que mudaram o mundo. Brasília: Embrapa Informação Tecnológica, 2010.
CORDEIRO, M. D.; PEDUZZI, L. O. Q. As Conferências Nobel de Marie e Pierre Curie: a gênese da radioatividade no ensino. Caderno Brasileiro de
Ensino de Física, v. 27, n. 3, p. 473-514, 2010.
CURIE, M. S. Rayons émis par les composés de l’uranium et du thorium. Comptes Rendus, v. 126, p. 1101-1103, 1898.
CURIE, M. S. Les rayons de Becquerel et le polonium. Révue Générale des Sciences, v. 10, p. 41-50, 1899.
CURIE, P.; CURIE, M. S. Sur une substance nouvelle radio-active, contenue dans la pechblende. Comptes Rendus, v. 127, p. 175-178, 1898.
MARTINS, R. de A. As primeiras investigações de Marie Curie sobre elementos radioativos. Revista Brasileira de História da Ciência, v. 1, n. 1, p. 29-
41, 2003.
MARTINS, R. V. Como Becquerel não descobriu a radioatividade. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v. 7, n. especial, p.27-45, 1990.
PASACHOFF, N. Marie Curie and the science of radioactivity. Oxford, UK: Oxford University Press, 1996.
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Para saber mais sobre os assuntos tratados neste conteúdo, assista:
A saga do Prêmio Nobel – o clã Curie. É um videodocumentário no YouTube que conta a história do casal Curie na descoberta da radioatividade.
Pesquise:
ORAU – Oak Ridge Associated Universities. Museu da Radiação e Radioatividade, pelo qual você pode navegar e conhecer peças históricas usadas
na descoberta da radiação e da radioatividade.
Marie Curie and the Science of Radioactivity. Site dedicado a contar a história de Marie Curie e da radioatividade. Em inglês.