Нобелови лауреати – Фредерик Жолио

Фредерик Жолио (Frederic Joliot),

19 март 1900 г. – 14 август 1958 г.

Нобелова награда за химия, 1935 г. (заедно с Ирен Жолио-Кюри)

(За синтезирането на нови химически елементи.)

Френският физик Жан Фредерик Жолио е роден в Париж. Той е най-малкото от шестте деца в семейството на процъфтяващия търговец Анри Жолио и Емили (Родерер) Жолио, която произхожда от заможно протестантско семейство от Елзас. През 1910 година момчето започва да учи в лицея "Лаканал", провинциално училище интернат, но седем години по-късно след смъртта на баща му се връща в Париж и става студент в училището "Лавоазие". Като решава да се посвети на научна кариера, през 1920 г. Жолио постъпва във Висшето училище по физика и приложна химия в Париж и след три години го завършва като най-добрия от всички в групата.

Получената от Жолио диплома на инженер говори за това, че в образованието на бъдещия учен преобладава практическото приложение на физиката и химията. Обаче интересите му са преди всичко в областта на фундаменталните научни изследвания, което в значителна степен се обяснява с влиянието на един от неговите учители във Висшето училище по физика и приложна химия - френския физик Пол Ланжвен. Като отбива задължителната си военна служба, Жолио обсъжда с Ланжвен своите планове за бъдещето и е посъветван да се опита да заеме длъжността асистент на Мари Кюри в Института по радия към Парижкия университет.

Жолио се вслушва в съвета и в началото на 1925 г. започва да изпълнява новите си задължения в института, където, работейки като препаратор, продължава да учи химия и физика. На следващата година се жени за Ирен Кюри, дъщеря на Мари и Пиер Кюри, която също работи в института. След женитбата фамилията на Ирен се променя на Жолио-Кюри. Семейството има син и дъщеря, които също стават учени. А Жолио, като получава степента лиценциат (равносилна на степента магистър на науките), продължава своята работа и през 1930 г. е удостоен с докторско звание за изследване на електрохимическите свойства на радиоактивния елемент полоний.

Опитите на Жолио да си намери адекватна длъжност не се увенчават с успех и той вече е на прага на решението да се върне към работата си на химик практик в промишленото производство, но Жан Перен му помага да спечели правителствена стипендия, която позволява на Жолио да остане в института и да продължи изследванията си, свързани с въздействието на радиацията. През 1930 г. немският физик Валтер Боте открива, че някои леки елементи, по-специално берилият и борът, излъчват силна проникваща радиация при бомбардирането им с движещи се с висока скорост ядра на хелий (по-късно това е наречено облъчване с алфа радиация), образуващи при разпада си радиоактивен полоний.

Знанието на инженерното дело помага на Жолио да конструира чувствителен детектор с кондензационна камера, за да фиксира споменатата проникваща радиация и да приготви образец с необичайно висока концентрация на полоний. С помощта на този апарат съпрузите Жолио-Кюри (както се наричат двамата), които започват своето сътрудничество през 1931 г., откриват, че тънка пластинка с водородосъдържащо вещество, разположена между облъчването с берилий или бор и детектора, увеличава първоначалната си радиация почти двойно.

Допълнителни опити показват, че добавъчното излъчване се състои от атоми водород, които в резултат от сблъсъка с проникващата радиация се освобождават, придобивайки извънредно висока скорост. Макар че нито един от двамата изследователи не разбира същността на процеса, проведените от тях точни измервания довеждат до това, че през 1932 г. Джеймс Чадуик открива неутрона - неутрална частица, влизаща в състава на атомното ядро.

Странични продукти от бомбардирането на бора или алуминия с алфа-частици са също така позитроните (положително заредени електрони), които през същата 1932 г. са открити от американския физик Карл Д. Андерсън. Съпрузите Жолио-Кюри изучават тези частици от края на 1932 г., през цялата 1933 г., а в самото начало на 1934 г. започват нов експеримент. Като затварят отвора на кондензационната камера с тънка пластинка алуминиево фолио, те облъчват образци от бор и алуминий с алфа-радиация. Както очакват, наистина се излъчват позитрони, но за тяхно учудване позитронната емисия продължава няколко минути и след отстраняването на полониевия източник.

Така Жолио-Кюри откриват, че някои от подложените на анализ образци на алуминия и бора са се превърнали в нови химични елементи. Нещо повече, тези нови елементи са радиоактивни: алуминият, поглъщайки два протона и два неутрона от алфа частиците, се превръща в радиоактивен фосфор, а борът - в радиоактивен изотоп на азота. Тъй като тези неустойчиви радиоактивни елементи не приличат на нито един от естествено образуващите се радиоактивни елементи, ясно е, че се създават по изкуствен път. По-нататък съпрузите Жолио-Кюри синтезират голям брой нови радиоактивни елементи.

През 1937 г. Жолио, като продължава да работи в Института по радия, заема едновременно с това длъжността професор в Колеж дьо Франс в Париж. Там той създава изследователски център за ядрена физика и химия и основава нова лаборатория, където отделите по химия, физика и биология могат да работят в тясно сътрудничество. Освен това ученият контролира строителството на един от първите във Франция циклотрони, в който при провеждането на изследванията като източник на алфа-частици трябва да се използват радиоактивни елементи.

През 1939 г., след като немският химик Ото Хан открива възможностите за делене (разпадане) на атома на урана, Жолио намира пряко физическо доказателство, че подобно делене има взривен характер. Като разбира, че огромното количество енергия, освободена в процеса на разпадането на атома, може да се използва за източник на енергия, той придобива от Норвегия практически цялото налично по това време количество тежка вода. Но избухналата тогава Втора световна война и окупацията на Франция от германските армии го заставят да прекъсне изследванията си. Подлагайки се на значителен риск, Жолио успява тайно да прехвърли наличната у него тежка вода в Англия, където тя е използвана от английските учени в хода на предприетите от тях усилия за разработване на атомно оръжие.

Оставайки в Париж по време на окупацията, Жолио запазва постовете си в Института по радия и Колеж дьо Франс. Като активен член на Съпротивата той използва възможностите на своята лаборатория за изготвяне на взривни вещества и на радиоапаратура за борците от съпротивителното движение чак до 1944 г., когато на самия него му се налага да се крие.

След освобождението на Париж Жолио е назначен за директор на Националния център за научни изследвания, възложена му е отговорността за възстановяване на научния потенциал на страната. През октомври 1955 г. Жолио убеждава президента Шарл дьо Гол да създаде Комисариат по атомна енергия на Франция. Три години по-късно той ръководи пускането на първия в страната ядрен реактор. Въпреки че авторитетът на Жолио като учен и администратор е извънредно висок, неговата връзка с комунистическата партия, на която той става член през 1942 г., предизвиква недоволство и през 1950 г. той е освободен от поста ръководител на Комисариата по атомна енергия.

Сега вече Жолио посвещава по-голямата част от своето време на лабораторната изследователската работа и на преподаването. Все така активен политически деец, той е също така президент на Световния съвет за мир. Смъртта на Ирен Жолио-Кюри през 1956 г. е тежък удар за него. Като поема поста директор на Института по радия и преподавателската ѝ работа в Сорбоната, той се ангажира също така с контрола на строителството на нов институт в Орсе, на юг от Париж. Но организмът на учения е отслабен от прекарания преди две години вирусен хепатит и през 1958 г. Жолио умира в Париж след операция, свързана с вътрешен кръвоизлив.

Характеризират Жолио като чувствителен, добър и търпелив човек. Обича да свири на пиано, да рисува пейзажи и да чете. През последните години от живота си посвещава много време на политическите проблеми. През 1940 г. Колумбийският университет награждава учения със златния медал Барнард за изключителни научни заслуги. Жолио и член на Френската академия на науките и на Медицинската академия на Франция, а също така чуждестранен член на много научни дружества.

Превод от руски: Павел Б. Николов