Scienziate che avrebbero potuto vincere il Premio Nobel: Marguerite Perey (1909-1975 )

Rinaldo Cervellati

Marguerite Perey ha scoperto l’elemento chimico francio nel 1939. Il Francio, numero atomico 87, è stato l’ultimo elemento scoperto in natura. Tutti gli elementi identificati successivamente sono stati prodotti artificialmente in laboratorio.

Marguerite Perey nasce il 19 ottobre 1909 a Villemoble una cittadina poco fuori Parigi situata vicino all’Istituto del Radio di Marie Curie. E’ la figlia più piccola di un proprietario di un mulino e di una casalinga. Da ragazza vorrebbe seguire gli studi per frequentare poi la facoltà di medicina, ma l’improvvisa morte del padre lasciò la famiglia in difficoltà finanziarie tanto che la madre si vide costretta a impartire lezioni private di pianoforte per tirare avanti. Marguerite frequentò allora un istituto professionale per tecnici chimici, diplomandosi con il massimo dei voti.

Marguerite Perey

L’Istituto del Radio assumeva ricercatori e tecnici da tutto il mondo, Perey era una giovane ragazza del luogo risultata la più brava della sua classe e fu quindi chiamata per un colloquio nel 1928. Ecco come racconterà successivamente alla bisnipote il primo impatto con Maria Curie[1]:

Senza un suono, qualcuno entrò nella stanza come un’ombra. Era una donna vestita interamente di nero. Aveva i capelli grigi, raccolti in una crocchia, portava occhiali spessi e era di un estremo pallore. Trasmetteva un’impressione di estrema fragilità. Pensai che fosse una segretaria, poi mi resi conto di essere alla presenza proprio di Marie Curie.

A quei tempi Marie Curie era già una figura di grande spicco e impatto mediatico, quasi mistico: aveva isolato due nuovi elementi (polonio e radio), vinto due Premi Nobel, incontrato due presidenti USA, fondato l’Istituto del Radio insieme alla figlia Irène e al genero Frédéric Joliot, era chiamata Nostra Signora del Radio, perché le applicazioni medicali di questo elemento erano note al grande pubblico.

A Marguerite l’incontro fece quasi paura, disse[1]: Lasciai quella casa buia, persuasa che fosse per la prima e ultima volta. Tutto mi era sembrato malinconico e cupo e fui sollevata nel pensare che senza dubbio non sarei tornata.

Ma aveva torto, infatti diversi giorni dopo ricevette una lettera che le comunicava che era stata assunta. Fu subito messa a un lavoro di notevole impegno chimico, estrarre, concentrare e purificare le piccole quantità di attinio[1] contenute nella pechblenda, un minerale grezzo di uranio nel quale i Curie avevano in precedenza scoperto il polonio e poi il radio. Le quantità via via ottenute venivano quindi controllate da Curie che ne studiava e caratterizzava la radioattività. In questo lavoro Perey si dimostrò così abile che Curie la nominò sua personale assistente preparatore.

Marguerite Perey (seconda da sinistra) in laboratorio con la collega Sonia Cotelle nel 1930

Alla morte di Maria Curie, nel 1934, Perey continuò il lavoro sull’attinio sotto la supervisione di André Debierne e Irène Joliot-Curie e per le sue notevoli capacità di ricerca fu promossa al grado di radiochimico.

Nel 1935, a 26 anni, Perey lesse un articolo di ricercatori statunitensi che affermavano di aver rilevato particelle beta emesse dall’attinio. Perey sapeva tutto sull’attinio, forse meglio di chiunque altro al mondo, ci lavorava da sette anni. Pensò che i ricercatori americani probabilmente avevano torto sull’attinio come fonte di particelle beta con l’energia di decadimento riportata nell’articolo.

Sospettava che l’attinio stesse decadendo in un altro atomo responsabile dell’emissione beta con quella energia. Decise pertanto di preparare un campione di attinio ultra-puro e di studiarne le radiazioni prima che formasse altri prodotti di decadimento. Ciò era eccezionalmente difficile: il campione di attinio ultra-puro avrebbe dovuto essere preparato e la sua radiazione studiata in un brevissimo arco di tempo. Perey preparò il campione ultra-puro e fece la sua scoperta cruciale: una piccola frazione – circa l’1% – della radioattività totale dell’attinio proveniva dall’emissione di particelle alfa (nuclei di elio), non di particelle beta. Come noto una particella alfa è composta da 2 protoni e 2 neutroni. L’attinio è l’elemento 89 nella tavola periodica, il che significa che emettendo una particella alfa perde 2 protoni e diventa un atomo con 87 protoni, l’elemento 87.

Nel 1939 la casella 87 nella tavola periodica era ancora vuota. Sebbene si sospettasse che esistesse, nessuno era stato ancora in grado di trovarlo. Perey aveva scoperto un nuovo elemento! Il nuovo elemento si era formato dall’emissione alfa degli atomi di attinio.

Espulsione α e decadimento Attinio → Francio

Con 87 protoni il nuovo elemento apparteneva al gruppo 1 della tavola periodica, unendosi agli altri metalli alcalini: litio, sodio, potassio, rubidio e cesio. Perey chiamò Francio il nuovo elemento in onore del suo Paese di nascita [2].

Meno di 30 grammi di francio naturale sono presenti sulla Terra a ogni istante perché sebbene sia costantemente prodotto dal decadimento radioattivo dell’attinio, esso subisce costantemente un decadimento radioattivo nei suoi prodotti derivati. La sua emivita non è lunga, circa 22 minuti.

Perey sperava che il nuovo elemento sarebbe stato utile nei trattamenti contro il cancro, sfortunatamente avvenne proprio l’opposto.

Dopo essersi aggiunta all’ élite di scienziati che hanno scoperto un elemento chimico, Marguerite Perey si dedicò a ottenere un dottorato di ricerca alla prestigiosa Sorbona di Parigi. L’assegnazione di un dottorato di ricerca non era in dubbio, perché la tesi descriveva la sua scoperta di un nuovo elemento. Il problema era che non aveva abbastanza titoli di scuola superiore per essere ammessa alla Sorbona. La Sorbona si rifiutava di assegnare il dottorato di ricerca a persone prive dei requisiti di ingresso richiesti, anche se avevano scoperto un nuovo elemento!

Copertina della tesi di dottorato, 1946

Così, durante gli anni della seconda guerra mondiale, Perey trascorse del tempo seguendo corsi alla Sorbona per ottenere l’equivalente di un diploma B.S. Dopo averlo ottenuto, le fu assegnato il dottorato, che le fu conferito nel 1946.

Con il suo dottorato Perey divenne ricercatore senior presso l’Istituto del Radio. Ha continuato a lavorare lì fino a quando, nel 1949, a 40 anni, ottenne la cattedra di Chimica Nucleare presso l’Università di Strasburgo. È stata nominata capo del dipartimento di chimica nucleare di quella università dove ha continuato il suo lavoro sul francio. Ha fondato un laboratorio che nel 1958 è diventato Laboratory of Nuclear Chemistry nel Centre for Nuclear Research, di cui pure è stata direttore.

Il gruppo di ricerca all’Istituto del Radio. Sedute, da sinistra: M. Perey, L. Razet, I. Archinard e S. Cotelle. In piedi, da sinistra: A. Régnier, A. Yakimach, R. Grégoire, R. Galabert, T. Tcheng e Frédéric Joliot-Curie. Collezione Credit Musée Curie / ACJC

Ironia della sorte, sperava che il francio aiutasse a diagnosticare il cancro, ma in realtà era esso stesso cancerogeno e Perey sviluppò un cancro alle ossa che alla fine la uccise.

Dal 1950 al 1963, Perey ha fatto parte della Commissione sui Pesi Atomici.

Nel 1962 è stata la prima donna ad essere eletta all’Accademia delle Scienze francese, onore negato perfino a Marie Curie. Oltre a questa, ha ottenuto altre onoreficienze e premi fra cui il Premio Lavoisier della Società Chimica Francese, la medaglia di ufficiale della Legion d’Onore, il Premio Le Conte dell’Accademia Francese delle Scienze.

Marguerite Perey è morta a 65 anni il 13 maggio 1975. Come Marie Curie e molti altri scienziati che avevano lavorato presso l’ Istituto del Radio, morì per una malattia legata alle radiazioni. In effetti, il suo corpo è risultato essere insolitamente radioattivo. Dalla fine anni ’40 era stata determinante nell’introduzione di migliori misure di sicurezza nei laboratori sotto il suo controllo. Tristemente, era troppo tardi per salvarsi la vita, ma fu un salvavita per le future generazioni di scienziati nucleari.

Incredibilmente, all’estrema pericolosità dei radioisotopi fu inizialmente posta scarsa attenzione, anzi furono prese poche misure di sicurezza anche nelle applicazioni pratiche. La bisnipote di Marguerite Perey ricorda nella biografia della bisnonna [1], il caso delle lavoratrici della fabbrica statunitense Radium Corporation di Orange, N.J., che nel 1917 iniziò ad assumere giovani donne per dipingere i quadranti degli orologi con vernice radioluminescente. Alle ragazze fu detto che la vernice era innocua. Ma negli anni che seguirono, le donne cominciarono a soffrire di deterioramento fisico, accompagnato da anemia, necrosi e infine tumori. Il sensazionale caso giudiziario iniziato – e vinto – dalle moribonde Radium Girls, come venivano chiamate, è un punto di riferimento nella storia della medicina del lavoro. Ciò accadde nel 1928, quattro mesi prima che Marguerite Perey arrivasse all’Istituto Radium per iniziare una carriera di trent’anni di forte esposizione alle radiazioni.

Infine, va ricordato che Perey è stata candidata al Nobel cinque volte, nel 1952 il Comitato Nobel decise che i suoi studi sul francio valevano indubbiamente la pena di essere riconosciuti, ma non rientravano nell’importanza necessaria per un premio Nobel [3].

Ulteriori notizie biografiche su Marguerite Perey sono contenute in: Marguerite Perey.” Famous Scientists. famousscientists.org. 7 Dec. 2014 https://www.famousscientists.org/marguerite-perey/

Bibliografia

[1] V. Greenwood, My Great-Great-Aunt Discovered Francium. And It Killed Her., The New York Time Magazine, December. 3, 2014

https://www.nytimes.com/2014/12/07/magazine/my-great-great-aunt-discovered-francium-and-it-killed-her.html

[2] a) M.Perey, Sur un élément 87, dérivé de l’actinium., Comptes-rendus hebdomadaires des séances de l’Académie des sciences, 1939, 208, 97. b) M. Perey, Francium: élément 87., Bulletin de la Société chimique de France, 1951, 18, 779. c) M. Perey, On the Descendants of Actinium K: 87Ac223., Journal de Physique et le Radium, 1956, 17, 545.

[3] E. Norrby, Nobel Prizes and Nature’s Surprises, World Scientific Publishing Co., Singapore, 2013.

[1] Elemento radioattivo scoperto nel 1899 da André-Louis Debierne (1874-1949) chimico francese, amico e collaboratore dei Curie.

ancora: Jean-Pierre Adloff†and George B. Kauffman, Francium (Atomic Number 87), the Last Discovered Natural Element  Chem. Educator 2005, 10, 387–394 387

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