Badania Kazimierza Fajansa w dziedzinie promieniotwórczości i izotopii

A

R

T

Y

K

U

Ł

Y

Józej Hurvoic (Marsylia)

BADANIA KAZIMIERZA FAJANSA *

W DZIEDZINIE PROMIENIOTWÓRCZOŚCI I IZOTOPII

W 10 rocznicą śmierci

Był to rok 1910. Sława 39-letniego w tedy E rnesta R utherforda, już od dwóch lat laureata nagrody Nobla, ściągała do jego pracow ni w M an­ chesterze badaczy z różnych krajów . Znajdowali się tu w ty m okresie: Anglicy J. Chadwick, Charles Galton D arw in — w nuk słynnego tw órcy teorii ewolucji, W. Makower, H. G. J. Moseley i J. M. N uttal, A u stralij­ czyk D. C. H. Florance, K anadyjczyk R. W. Boyle, Nowozelandczyk J. A. Gray, A m erykanin ze Stanów Zjednoczonych Alois F. Kowarik, Niemiec H. Geiger, Rosjanin G. N. Amltonow (Anitonoff) i Węgier G. von Hevesy.

Do tego grona przybył K azim ierz Fajans. Urodzony 27 m aja 1887 ro­ ku w Warszawie, po ukończeniu tamże gim nazjum studiow ał chemię na uniw ersytecie w Lipsku, następnie w H eidelbergu uzyskał doktorat za pracę z zakresu chemii fizycznej organicznej w ykonaną pod opieką pro­ fesora Georga Brediga, a w Zurychu odbył uzupełniający staż podoklor­ ski w dziedzinie chem ii organicznej. Tam jednak, stwierdziwszy, że ze względu na em piryczny charak ter ówczesnej chemii organicznej nie znajduje upodobania w tej gałęzi wiedzy, postanaw ia zająć się badaniem promieniotwórczości. Wraz ze świeżo poślubioną Salomeą K apłan, w ar­ szawianką studiującą na uniw ersytecie w H eidelbergu, w ybiera się na rok akademicki 1910—1911 do M anchesteru.

Najbliższym współpracownikiem R utherforda był w tedy Hans Geiger, którego imię nosi licznik do pomiarów promieniotwórczości, w ynalezio­ ny w 1912 r., a później przy udziale W. M üllera ulepszony. Dla F ajansa Geiger stał się głównym przew odnikiem i doradcą. Złożyły się na to

* ur. 27 m aja 1887 r., W arszawa — zm. 18 m aja 1975 r., A nn Arbor. KW ARTALNIK H N IT, NR 2, 1985

216 J. H u rw ic

dwie przyczyny. Po pierwsze, prow adził on w stępny kurs metod badania promieniotwórczości. W kursie ty m uczestniczył F ajans i, między inny­ mi, o dwa lata od niego starszy Georg von Hevesy. Fa jams poznał już daw niej w Zurychu węgierskiego fizykochemdka, dokąd przyjechał on, by zaznajomić się z reakcjam i chemicznymi w wysokich tem peraturach. Drugą przyczyną były trudności językowe Fajansa, który zaledwie kilka tygodni przed przyjazdem do M anchesteru zaczął się uczyć angielskiego. Geiger służył więc za tłum acza w pierwszych kontaktach z R utherfor­ dem, który nie znał niemieckiego. Chodząc często do teatru, Fajamsowie doskonalili swój angielski. Chodzili również na znakom ite koncerty, które często odbywały się w M anchestrze.

F ajans naw iązał bliższe stosunki także z innym i współpracowikami R utherforda. Swoje badania prowadził w tym sam ym pokoju, co o pół roku młodszy od niego Jam es Chadwick, późniejszy odkrywca neutro­ nu odkrycie to przyniosło m u w 1935 roku nagrodę Nobla z fizyki. Szczególną zaś przyjaźnią darzył F ajans Ju rija (George) Antonowa, od­ kryw cę uranu Y 2, który —- jak dziś w iem y — jest jednym z izotopów toru (por. ryc. 3).

Fajansowi e poznali też Chaima Weizmanna, przywódcę ruchu syjo­ nistycznego i późniejszego pierwszego prezydenta Izraela, a w tym cza­ sie profesora biochemii na uniw ersytecie w M anchesterze. K orzystali z w ielkiej uczynności jego żony, Very. Przyjaźnie, zaw arte w Manche­ strze, przetrw ały długie lata. Tutaj urodził się w 1911 r. syn Fajansów — Edgar.

W M anchesterze Fajans znalazł się w centrum badań, które dopro­ wadziły R utherforda do odkrycia jądra atom°wego, tj. do stwierdzenia, że atom ma budowę jakby ażurową i że w jego w nętrzu znajduje się część o bardzo m ałych rozmiarach, w której skupiona jest praw ie cała masa atom u i cały dodatni ładunek elektryczny 3. W dniu 7 m arca 1911 r. F a­ jans był obecny na historycznym posiedzeniu M anchesterskiego Towarzy­ stw a Filozoficznego, gdy R utherford po raz pierw szy zakomunikował 0 ty m epokowym odkryciu. Na sali znajdowali się przeważnie ludzie w w ieku Fajansa. Po zakończeniu przez R utherforda referatu przewodni­ czący zebrania zwrócił się do D arwina, jako nosiciela sławnego nazwiska, 1 zapytał go: — „Co Pan o tym sądzi?”. Ten odpowiedział tylko tyle: — „Bardzo interesujące”. Nikt, z R utherfordem włącznie, nie zdawał sobie wtedy spraw y z tego, że odkrycie to spowoduje nie tylko przew rót w n a­ uce, ale zapoczątkuje okres, któ ry nazwano później epoką energii jądro­

1 J. C h a d w i c k : Possible existen ce o f a neutron. „Nature” 1982 t. 129 s. 312.

2 G. N. A m t o n o f f : The d isin tegration produ cts of uranium . „Philosophical M agazine” 1911 Ser. 6 t. 22 s. 419—432.

3 E. R u t h e r f o r d : The scatterin g of a and ß pa rticles by m a tter. Tamże, t. 21 s. 669—688.

Badania K a zim ierza Fajansa 217

wej. Odkrywca jądra atomowego do końca zresztą swego życia (1937 rok), gdy juiż w pełni zdawano sobie sprawę z ogromu energii zmagazynowa­ nej w jądrze, nie sądził, że uda się tę energię wyzwalać na skalę tech­ niczną. R utherford wygłosił swój referat w 1911 r. w tej samej sali, w której w 1803 r. John Dalton przedstaw ił swoją hipotezę o ziarnistej budowie m aterii. W ciągu 108 lat, które dzielą te dwa posiedzenia, nau­ ka nie tylko udowodniła istnienie atomu, ale w ykazała, że m a on złożo­ ną budowę.

W pracow ni R utherforda młody F ajans rozpoczyna badania prom ie­ niotwórczości. A tm osfera ustaw icznej w ym iany myśli, którą stw orzył tam R utherford, sprzyjała p racy twórczej. W ciągu niespełna rocznego pobytu w M anchesterze F ajans nie tylko zdołał opanować nową dlań dziedzinę, ale uzyskał w niej cenne wyniki. Owocna współpraca badaw ­ cza rozwinęła się między nim i Moseleyem oraz Makowerem.

G dy F ajans włączył się do badań nad promieniotwórczością, w iedzia­ no już, dzięki pracom R utherforda i Fredericka Soddy’ego 4 że zjawisko to polega na sam orzutnej przem ianie atomów danego pierw iastka prom ie­ niotwórczego w atomy innego pierw iastka w w yniku em isji cząstek alfa lub beta, jak je nazw ał R utherfrod. Z pracy W illiama Ram asaya i Soddy’eg o 3 oraz z pracy R utherforda 6 wiedziano, że cząstka alfa sta­ nowi dw u w artościow y jon dodatni helu, tzn. atom helu, obdarzony pod­ w ójnym dodatnim ładunkiem elem entarnym , o masie otomowej 4. J e ­ szcze wcześniej 7 stwierdzono, iż prom ienie beta m ają taki sam charak­ te r jak prom ienie katodowe, a więc cząstka beta jest elektronem w y ­ rzuconym z atom u z olbrzymią prędkością. Znano już wiele substancji promieniotwórczych (nuklidów promieniotwórczych, używając dzisiejsze­ go języka) i ich charaktery styk i promieniotwórcze: ty p prom ieniow ania i okres połowicznego zaniku (w skrócie: okres), tj. czas, po upływ ie któ­ rego natężenie prom ieniow ania spada do połowy.

4 E. R u t h e r f o r d , F. S o d d y : The ra d io a c tiv ity of th oriu m com pounds, II. The cause and n ature of ra d io a c tiv ity . „Journal of the Chem ical Society. Transac­ tion” 1902 t. 81 s. 837—860; „Philosophical M agazine 1902 t. 4 s. 370—396, 569—585; E. R u t h e r f o r d , F. S o d d y : R adioactive change. Tamże, 1903 t. 5 s. 576—591.

5 W. R a m s a y , F. S o d d y : E xperim en ts in ra d io a c tiv ity and the produ ction of helium from radium . „Proceedings of the R oyal Society of London” 1903 t. 72 s. 204—207; „Nature” 1903 t. 68 s. 354—355.

®E. R u t h e r f o r d : The m ass and v e lo c ity of th e a p a rticles ex p e lle d from radium and actinium . „Philosophical M agazine” 1906 t. 12 s. 348—371.

7 F. G i e s e l : Ü ber die A b lek b a rk e it der B ecqu erelstrah len im m agn etisch en Felde „Annalen der P hysik ” 1899 t. 69 s. 834—836; H. B e c q u e r e l : D éviation du rayonn em ent du radium dans un cham p électriqu e. „Comptes Rendus hebdo­ madaires de l ’Académ ie des S ciences” (Paris) 1900 t. 130 s. 809—815.

2 1 8 J. H u rw ic

Badacz am erykański B ertram Borden B olw ood8 wykazał, że poszcze­ gólne nuklidy promieniotwórcze nie są niezależne, lecz zachodzą między nimi pew ne związki genetyczne: tw orzą one długie szeregi (rodziny) promieniotwórcze, z których każdy kończy isię n a produkcie nieprom ie- niotwórczym. Ustalono istnienie trzech takich szeregów: uran obradowy, torow y i urano-aktynow y (znacznie później, w latach czterdziestych, stwierdzono istnienie genetycznego szeregu promieniotwórczego również wśród nuklidów sztucznych: szeregu neputonowego; stwierdzono także promieniotwórczość niektórych lżejszych nuklidów naturalnych, które jednak nie tw orzą szeregów promieniotwórczych). Na poniższych w ykre­ sach przedstawiono przem iany promieniotwórcze w trzech naturalnych szeregach prom ieniotwórczych w edług dzisiejszego stanu wiedzy.

238 234 230 226 222 218 214 210 206' Szereg urano-radowy UX ui s lo Ra RaA Rn RaB RaB' aE RaC' RaC RaG RaD RaF Uli 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92Z Tl Pb Bi Po At Em Fr Ra Ac Th Pa U Rye. 1

Geiger i N u ttall zwrócili uwagę na niezmiernie doniosłą zależność między zasięgiem (w powietrzu) cząstek alfa, w ysyłanych przez dane ciało promieniotwórcze, a jego okresem połowicznego zaniku. Porównując zasięg cząstek alfa em itowanych przez różne nuklidy tego samego sze­ regu, wymienieni badacze stw ierdzili doświadczalnie, że zasięg te n jest tym dłuższy, im zanik jest szybszy 9.

8 B. B o l t w o o d : On th e u ltim a te d isin tegration pro d u cts of th e ra d io -a ctive elem ents. „American Journal o f S cience” 1905 t. 20 s. 253—267; B. B o l t w o o d : On th e u ltim a te d isin tegration ph oducts of th e ra d io -a ctive elem ents. Part II. The disin tegration produ cts of uranium.. Tamże, 1907 t. 23 s. 177—188.

9 H. G e i g e r , J. M. N u 11 a 1: The ranges of th e a pa rticles from various radioactive substances and a relation b e tw e e n range and period of tran sform a­ tion. „Philosophical M agazine” 1911 t. 22 s. 613—621.

B adania K azim ierza Fajansa ₂₁₉

Ryc. 2

Ryc. 3

Em piryczne praw o G eigera-N uttalla stosuje się dość dobrze do jąder parzysto-parzystych, tzn. złożonych z parzystej liczby protonów i pa­ rzystej liczby neutronów . Praw o to uzasadnił teoretycznie w 1928 r. George Gamow 10 na podstaw ie kwantowego opisu rozpadu alfa, a także dokładną interp retację teoretyczną tej zależności podali E. Condon i R. W. G um ey n .

10 G. G a m o w : Zur Q uantentheorie des A tom kern es. „Zeitschrift für p h ysi­ kalische Chem ie” 1928 t. 51 s. 204—212u

11 R. G u r n e y , F. C o n d o n : Q uantum m echanics and radioactive d isin te ­ gration. „Nature” 1928 t. 122 s. 439.

220 J. H u rw ic

Na podstawie analogii między kolejnością przem ian w trzech szere­ gach prom ieniotwórczych Geiger wywnioskował, że podobnie jak w sze­ regu promieniotwórczym urano-radow ym istnieje krótkożyciowy rad A (RaA), p rod uk t przem iany alfa em anacji radowej, pow inny istnieć ana­ logiczne produkty przem iany alfa: w szeregu urano-aktynow ym aktyn A (AcA), pow stający z em anacji aktynowej i w szeregu torowym tor (ThA), pow stający z em anacji torowej, dotąd nie dostrzeżone z powodu ich krótkotrwałości. Otóż Fajansow i we wspólnej pracy ze swym równieśni- kiem H. J. G. Moseleyem 12 udało się wyodrębnić AcA i ThA i w yzna­ czyć ich okresy. Zgodnie z praw em G eigera-N uttalla nuklidy te są b ar­ dzo krótkotrw ałe: ich okresy wynoszą odpowiednio 0,1 i 0,002 s.

H enry G w yn-Jeffreys Moseley w sław ił się później (1913 rok) odkry­ ciem zależności między widm em rentgenowskim pierw iastka a jego licz­ bą porządkową w układzie okresow ym 13. Dzięki tem u odkryciu fizyka i chemia zdobyły obiektywną metodę ustalania num eru pierw iastka w tablicy Mendelejewa. Pierwsza wojna światowa przerw ała, niestety, tak świetnie zapowiadającą się twórczość naukową młodego uczonego. W 1915 r. w w ieku 28 lat, poległ on na półwyspie Gallipoli w bitwie o Dardanele. Na innym froncie pierw szej wojny światow ej — we F ra n ­ cji — w okolicach Roubaix, jako oficer arm ii francuskiej, zginął polski utalentow any badacz promieniotwórczości — Jan K azim ierz Danysz, bli­ ski współpracownik M arii Skłodowskiej-Curie.

Głównym obiektem badań F ajansa w M anchesterze, częściowo we współpracy z Makowerem, był pow stający w przem ianie beta z rad u B (RaB) rad C (RaC) i jego bezpośrednie pochodne. Otto H ahn i Lise Mei­ tner 14 wykazali, że między radem C i radem D (RaD) istnieje w szeregu urano-radow ym nieznany dotąd człon, k tó ry nazwano radem C2 (RaC2), radowi C zaś dorzucano w nazwie w skaźnik „1” : RaCi. Kolejne prze­ m iany powinny się więc odbywać według schematu:

R aB -^R aC i-^R aC i—>RaD

Nuklid rad C2 w ym agał jednak dalszych badań, które podjął F a ja n s ls. Zastosował on w tych badaniach metodę odrzutu. W yrzucenie cząstki alfa z początk°wo nieruchomego atomu promieniotwórczego powinno, zgodnie z praw em zachowania pędu, spowodować odrzut (odskok) w przeciwną stronę pozostałej części atomu, tj. atom u pierw iastka pochodnego. P ręd ­

12 H. G. M o s e l e y , K. F a j a n s : R a d io -a ctive produ cts of short life. „Philo­ sophical M agazine” 1911 t. 22 s. 629—638.

13 H. G. J. M o s e l e y : The h igh -frequ en cy spectra of th e elem ents. Tamże, 1913 t. 26 s. 1024—1034; 1914 t. 27 s. 703—713.

14 O. H a h n , L. M e i t n e r : N achw eis der k om plexen N atu r von R adium C. „Physikalische Z eitschrift” 1909 t. 10 s. 697—703.

15 K. F a j a n s : Ü ber die k om plexe N atu r von R adium C. Tamże, 1911 t. 12 s. 369—378.

B adania K azim ierza Fajansa 221

kość (v) odrzuconego atom u i (v') cząstki alfa są przy ty m odw rotnie proporcjonalne do odpowiednich mas (M i M').

W yraża to praw o zachowania pędu, które w ym aga równości w artości bezwzględnej pędu (iloczyn masy przez prędkość) cząstki alfa i odrzu­ conego atom u:

Mv = M V , skąd:

v : v = M : M.

Stosunek ten w różnych przem ianach alfa zaw arty jest między 50 i 60. A tom y odrzutu molżna zbierać na płytce umieszczonej na w prost źródła promieniotwórczego. O drzut pow stających atomów tow arzyszy również przem ianie beta, zasięg jego jest jednak w tedy m ały i w skutek tego niedostrzegalny. W ynika to z faktu, ;że m asa elektronu jest 7000 razy mniejsza niż masa cząstki alfa.

Metodą odrzutu F ajans wydzielił nowy nuklid em itujący prom ienie beta i wyznaczył jego Okres (około 1,38 m inuty). Porów nując aktywność tego radionuklidu i nuklidu wyjściowego (RaCi) oraz przybliżoną w y­ dajność (w procentach) rad u C2 i radu D, doszedł do wniosku, lże rad D nie pow staje z rad u C2, lecz bezpośrednio z rad u Ci. Znaczy to, iż tylko część atomów radu Ci w przem ianie beta przekształca się w rad C2, część zaś w przem ianie alfa rozpada się na ra d D:

roB - Ł - ^ RcC.

, RaC2

W ten sposób Fajans dokonał doniosłego odkrycia rozwidlenia szeregu promieniotwórczego. Istnienie takiego rozw idlenia podejrzew ano już w prawdzie w cześniej16, ale Fajans pierw szy w ykazał doświadczalnie, że szereg promieniotwórczy może się rozgałęzić. N astępnie w raz z Mako- w e re rn 17 spraw dził on w yniki doświadczenia, badając odrzut atomów RaC2 w próżni, gdy atom y te, nie ham owane jak w pow ietrzu, trafiają z całkowitą prędkością początkową w płytkę umieszczoną n a w prost źródła. Pom iary wykazały, że okres radu C2 w ynosi 1,4 m inuty. W p ra ­ cy tej, a także w n a s tę p n e j18, autorzy nie potrafili w prawdzie dokład­

18 E. R u t h e r f o r d : The succession of changes in rad io a ctive bodies. „Philo- sophial Transactions of the Royal Society of London” 1904 Ser. A t. 204 s. 169— 219; F. S o d d y : M u ltiple atom ic disintegration . A su ggestion in ra d io a ctive th eory. „Philosophical M agazine” 1909 t. 18 s. 739—744.

17 K. F a j a n s , W. M а к o w e r: Ü ber den R ü ckstoss des RaC2 im V akuum . „Physikalische Z eitschrift” 1911 t. 12 s. 378.

18 K. F a j a n s , W. M a к o w e r: The g ro w th of R adium С from R adium В. „Philosophical M agazine” 1912 t. 23 s. 292—301.

2 2 2 J. H urw ic

nie wyznaczyć wydajności radu C2 i radu D w przem ianie radu Ci, stwierdzili jednak ponad wszelką wątpliwość, iż rad iD pow staje w ilości znacznie większej, niż rad C2. Dopiero w kolejnej dalszej pracy 19 udało się Fajansow i wyznaczyć dokładnie stosunek wydajności produktów roz­ widlenia: około 3 : 1 0 000. W ykrył on ponadto obecność promieni alfa o bardzo długim zasięgu, odpowiadających krótkożyciowemu nuklidowi, którego okres powinien, według praw a G eigera-N uttalla, wynosić około 10~® sekundy. Dla w yjaśnienia tego fak tu F ajans zmuszony był w pro­ wadzić do szeregu urano-radow ego między rad Ci i rad D krótkożycio- w yr rad C' em itujący cząstki alfa. Rozwidlenie przybrało więc ostatecz­

nie postać:

R a 6 - P —- RaC,^

' '9 '^ R a C — ^ RaD

Przew ażająca część atomów radu Ci zam ienia się w przem ianie beta na rad C', drobny zaś ułam ek liczby atomów radu Ci w przem ianie alfa zamienia się na rad C2, również bardzo nietrw ały. W krótce po odkryciu przez F ajansa rozwidlenia w szeregu urano-radow ym odkryto analogicz­ ne rozw idlenia w szeregu urano-aktyw nym (przy AcC) i w szeregu to ­ rowym (przy ThC). Kilka lat później F a ja n s 20, opierając się na odkry­ tym przez siebie praw ie przesunięć promieniotwórczych, doszedł do wniosku, że trzy te rozwidlenia zam ykają się na członie D. W szeregu urano-radow ym przedstaw ia się to, jeżeli użyjem y ostatecznie ustalo­ nych symboli (RaC, RaC' i RaC"), w sposób następujący (por. w ykres na s. 218):

ej. .^ R a C '^ /9

RaB—Ł » R a C ; ■RaD-RaC

ci-R utherford pomógł Fajansow i w zredagowaniu m anuskryptu jego pierwszej p racy z zakresu promieniotwórczości. Przyjacielskie stosunki ze swymi uczniami i współpracownikam i utrzym yw ał R utherford do końca życia, przedyskutow ując w szczególności ich w yniki badawcze. Często pow strzym yw ał ich przed publikowaniem niedostatecznie spraw ­ dzonych doświadczalnie wniosków.

19 K. F a j a n s : Ü ber die V erzw eigu ng der R adium zerfallsh eihe. „Physikalische Zeitschrift” 1912 t. 13 s. 699—705.

20 K. F a j a n s : Das periodische S yste m der E lem ente, die ra dioaktiven U m ­ w andlungen und die S tru k tu r der A tom e (Zusam m enfassende Bearbeitung). T am ­ że, 1915 t. 16 s. 425—486.

Badania K azim ierza Fajansa 223

Fajans, który entuzjazm ow ał się językiem esperanto, stw orzonym przez warszawskiego okulistę — Ludw ika Zamenhofa, odbywając 'staż w pracow ni R utherforda, zapytał raz swego m istrza, czy widzi potrzebę języka międzynarodowego. Na to te n bez w ahania odpowiedział „Oczy­ wiście, ale pod w arunkiem , że będzie to język angielski”. Słowa te, które wówczas w ydaw ały się żartem , okazały się dziś prorocze.

Po rocznym pobycie w Manchesterze Fajansow ie zam ierzali wrócić do Heidelberga. Tymczasem Bredig, prom otor Fajanisa, został profeso­ rem n a Politechnice (Technische Hochschule) w K arlsruhe 21, gdzie objął katedrę po F ritzu Haberze, k tó ry został powołany n a stanowisko d y rek ­ tora In sty tu tu Chemii Fizycznej (K aiser-W ilhelm -Institut fü r P hysika- lische Chemie) w Berlinie. Tam opracował on sw ą teorię syntezy amo­ niaku, za którą w 1918 r. dostał nagrodę Nobla. Bredig po przeniesie­ niu się do K arlsruhe zaproponował swem u wychowankowi stanowisko starszego asystenta z możliwością awanlsu n a docenta (Privat-D ozent) w now ym m iejscu swej pracy. Tam więc podążyli Fajansowie. Salom ea Fajansow a nie zrezygnowała przy ty m ze studiów lekarskich rozpoczę­ tych w Berlinie przed przyjazdem do H eidelbergu. W K arlsru h e nie było jednak uniw ersytetu. Postanowiono zatem, że Fajansow a z dziec­ kiem przeprowadzi się czasowo do S trasburga, k tóry należał w ted y do Niemiec i był najbliższym miastem , gdzie mogła studiow ać m edycynę. Kazim ierz Fajans odbywał więc często podróże między K arlsruhe i S tras­ burgiem. S ytuacja ta trw ała dw a lata.

Salomea Fajans nawiązała w S trasburgu liczne przyjaźnie z przeby­ w ającym i tam Polakami. Przede w szystkim należy tu wymienić rodzinę Jak u b a P arnasa — wybitnego biochemika, k tó ry pracow ał wówczas na tam tejszym uniwersytecie, a następnie przez wiele lat był profesorem chem ii lekarskiej n a Uniwersytecie Jan a K azim ierza we Lwowie po uprzednim krótkotrw ałym kierow aniu k a ted rą tego przedm iotu (pod nazw ą chemii fizjologicznej) na uniw ersytecie w W arszawie. Innym p rzy ­ jacielem Fajansow ej został m iody lekarz in ternista — Mściwój M aria Sem erau, a gdy się ożenił z A ntoniną Hulewicz, jego żona powiększyła grono przyjaciół. Później jako w ybitny kardiolog, gdy został profeso­ rem U niw ersytetu Warszawskiego, Sem erau dorzucił do swego nazw iska drugie, o polskim brzmieniu: Siemianowski. Po uzyskaniu dyplom u le­ karskiego, Fajansow a wróciła z synem do K arlsruhe, gdzie pracow ała w miejscowym szpitalu.

W K arlsruhe Fajansowie wiedli pogodne życie do w ybuchu pierw ­ szej w ojny światowej. Ich mieszkanie stało się ośrodkiem intensywnego życia intelektualnego. Zbierali się tu koledzy i uczniowie F ajansa, a ta k ­ że ludzie reprezentujący zupełnie inne dziedziny. Byw ał w ich domu

21 K. Fajans: Georg Bredig zu m 1000. G ebu rtstag. „Berichte der B unsenge- sellschaft für physikalische Chem ie” 1968 t. 72 s. 1079—1080.

224 J. H urw ic

zdolny aktor Ewald Schindler. Zaprzyjaźnił się tu z Fajansam i Walde­ m ar Klein, wówczas stu den t architektury, który później został znanym wydawcą w zakresie sztuki w Berlinie, Monachium i Baden-Baden.

W K arlsruhe F ajans rozwinął owocną działalność badawczą i pedago­ giczną. Tem atyka jego prac stanow iła kontynuację badań zapoczątkowa­ nych w M anchesterze. O dkryte tam rozwidlenie szeregu prom ieniotwór­ czego urano-radowego przy radzie C stanow iło tem at jego pracy habi­ litacyjnej 22. W swym wykładzie habilitacyjnym , wygłoszonym 17 grud­ nia 1912 r. na Politechnice w K arlsruhe 23, F ajans przedstaw ił ówczesny stan wiedzy o budowie atomu. Tekst tego w ykładu posłał następnie do redakcji polskiego czasopisma „Wszechświat”, gdzie ukazał się on w trzech odcinkach 24 w tłum aczeniu W. Piotrowskiego pod redakcją auto­ ra. Wskazuje to na więzi z k rajem ojczystym, które utrzym yw ał on do końca życia.

W K arlsruhe dokonał Fajans swego największego odkrycia: odkrył tu mianowicie praw o przesunięć promieniotwórczych, któ re na zawsze wsławiło jego nazwisko. Zapowiedź tego odkrycia znajdujem y już w jego pracy habilitacyjnej. Badając właściwości elektrochemiczne pierw iast­ ków promieniotwórczych, zauważył on, iż p rodukt przem iany alfa zaw­ sze jest elektrochemicznie m niej ujem ny od substancji m acierzystej, je­ śli ch°dzi natom iast o przem ianę beta, to praw dziw a jest zależność w prost przeciwna. Ostatniego dnia roku 1912 w płynęły do redakcji „Physikalische Zeitschrift” dwa arty ku ły F ajansa 25 z ostatecznym sfor­ mułowaniem praw a przesunięć, które następnie ukazały się w przekła­ dzie fran c u sk im 26. W pierw szej z tych p r a c 27 i w jej odpowiedniku fra n cu sk im 28 F ajan s stwierdził następujące dwie prawidłowości: 1. pro­

22 K. F a j a n s : Die V erzw eigu ng der R adium zerfallsreih e. H abilitationsschrift, Karlsruhe, Verh. ü. Naturhist. M edizin. V ereins zu Heidelberg, 1912, t. 12 s. 173— —240.

23 K. F a j a n s : Die neuren V orstellungen von der S tru k tu r der A tom e. Habi­ litationsvortrag, Verh. des N aturw issenschaftlichen V ereins, 1913, t. 25, Odbitka, 1—19; „Die N aturw issenschaften” 1913 t. 1 s. 237—241.

24 K. F a j a n s : N ajn ow sze pojęcia o bu dow ie atom ów . W y k ła d h abilitacyjn y w yg ło szo n y 17 X II 1913 r. w Politechnice w K arlsruhe. Przekład W. Piotrowskiego pod redakcją autora. „W szechśw iat” 1913 t. 32 s. 273—276, 292—295, 315—318.

25 K. F a j a n s : Ü ber eine B eziehung zw isch en der A rt einer radioaktiven U m w andlung und dem elektroch em isch en V erh alten der b etreffen den R adioele­ m en te — „Physikalische Zeitschrift” 1913 t. 14 s. 131—136; K. F a j a n s : Die Stellun g der R adioelem en te im periodischen S ystem . Tamże, 1913 s. 136—142.

28 K. F a j a n s : Sur une relation en tre la n ature d’une tran sform ation radioa­ c tiv e et le rôle électroch im ique de l’élém ent radioactif correspondant. Przekład pracy (29) dokonany przez L. Blocha. „Le Radium ” 1913 t. 10 s. 57—61; K. F a ­ j a n s : La place des élém ents radioactifs dans le sy stèm e périodique. Przekład pra­ cy (30) dokonany przze L. Blocha. Tamże, 1913 s. 61—65.

K. F a j a n s : Ü ber eine Beziehung ... (patrz przyp. 25). “ К. F a j a n s : Sur une r e la tio n ... (patrz przyp. 26).

Badania K a zim ierza Fajansa 225

dukt przem iany promieniotwórczej alfa jest elektrochem icznie bardziej dodatni niż bezpośrednio go poprzedzająca substancja m acierzysta; 2. produkt przem iany prom ieniotwórczej beta jest bardziej ujem ny niż po­ przedzająca go substancja m acierzysta.

Wnioski te prow adzą F ajansa do ostatecznego sform ułow ania praw a p rzesu n ięć29: 1. pierw iastek pow stający w przem ianie promieniotwórczej alfa jest przesunięty w układzie okresowym o dwie grupy (kolumny) na lewo, tj. o dw a m iejsca wstecz w stosunku do pierw iastka m acierzy­ stego (przy tym masa atomowa zmniejsza się o 4 jednostki); 2. prze­ m iana promieniotwórcza beta prow adzi do pierw iastka przesuniętego w układzie okresowym o jedną grupę na prawo, tj. o jedno miejsce n a­ przód (przy tym m asa atomowa praktycznie nie ulega zmianie).

Na intensyfikacji prac w tym zakresie uczony otrzym ał w listopadzie 1913 r. subsydium Międzynarodowego In sty tu tu Fizyki im. Solvaya w Brukseli.

Praw o przesunięć pozwoliło Fajansow i w sposób bezsporny ugtalić położenie poszczególnych nuklidów prom ieniotwórczych w układzie okre­ sowym 30. Usunął on w ten sposób wątpliwości, jakie istniały w tej kwestii poprzednio, zwłaszcza w stosunku do substancji, których krótki okres utru d niał zbadanie własności chemicznych 31. Fajans pierw szy po­ praw nie ustalił położenie m. in. to ru D w układzie okresowym.

Gwoli ścisłości, trzeba zauważyć, iż praw o przesunięć nasunęło F a­ jansowi dwa hipotetyczne wnioski, które nie znalazły potw ierdzenia do­ świadczalnego. Oto one.

W owym czasie sądzono, że rad, to r X i aktyn X, oprócz prom ienio­ wania afla, którego em isja prowadzi do em anacji (odpoweidnio: rado­ wej, torowej i aktynowej), w ysyłają promienie beta. F ajans w ysuw a więc przypuszczenie, iż em isja tego drugiego prom ieniow ania powinna, zgodnie z praw em przesunięć promieniotwórczych, prowadzić do pow sta­ w ania m etali alkalicznych. W 1915 r . 32 porzucił jednak tę hipotezę.

O pierając się na analogii między szeregiem torow ym i urano-rado- wym F ajans wypowiedział przypuszczenie, iż podobnie jak w drugim z tych szeregów rad D w przem ianie beta przekształca się w rad E, w pierw szym tor D (Fajans oznacza go: ThiD2) może przekształcać się w

29 K. F a j a n s : Die S tellun g der R adio elem en te... (patrz przyp. 25); K. F a ­ j a n s : La place des élém en ts ... (patrz przyp. 26).

30 K. F a j a n s : Die Stellung der R a d io elem ete... {patrz przyp. 25); K. F a ­ j a n s : Le place des élém ents... (patrz przyp. 26); K. F a j a n s : D ie ra d io a k tive n U m w andlungen und das periodische S yste m der E lem ente. „Berichte der D eutschen chem ischen G esellschaft” 1913 t. 45 s. 422—439.

31 K. F a j a n s , P. B e e r : Ü ber die chem ische N atu r einiger ku rzleb ig er R a­ dioelem en te. „Die N aturw issenschaften” 1913 t. 1 s. 338—339.

32 K. F a j a n s : Das periodische S yste m der E lem ente, die ra d io a k tiven U m ­ w an dlu ngen und die S tru k tu r der A tom e (Zusam m enfassende B earbeitung). „Physi­ kalische Zeitschrift” 1915 t. 16 s. 456—486.

226 J. H u rw ie

takiejże przem ianie, według praw a przesunięć, w bizm ut. F akt zaś, że bizm ut ma m asę atomową o 4 jednostki większą od m asy atomowej talu, podsunął Fajansow i myśl, że — wciąż w zgodzie z praw em przesunięć — bizmut może z kolei w przem ianie alfa dawać tal. Szereg torowy nie kończyłyby się więc na torze D, lecz m iałby przedłużenie:

T h D 2— -— >Bi— -— >T1

(208,4) (208,4) (204,4)

(liczby w naw iasacsh pod symbolami nuklidów w skazują odpowiednie m a­ sy atomowe). Z sumiennością jednak i ostrożnością, charakteryzującą tego badacza, Fajans zaznacza, że hipoteza ta wymaga dokładniejszej amalizy. Późniejsze badania doświadczalne nie potw ierdziły przypuszczenia o pro­ mieniotwórczości toru D. Prócz tego przypuszczenia, jak i przypuszczenia 0 pow staw aniu m etali alkalicznych z em anacji, wszystkie wnioski Fa- jasna z praw a przesunięć prom ieniowtórczych okazały się w pełni słuszne.

W tym czasie znano ponad 30 różnych nuklidów promieniotwórczych, które uważano za różne pierw iastki, w układzie zaś okresowym między ołowiem i uranem istniało tylko kilka wolnych m iejsc do dyspozycji. 1 tę trudność usunął F ajans swym praw em . Stosując je do poszczegól­ nych przem ian doszedł do wniosku, że w jednej klatce układu okresowe­ go może się znajdować kilka nuklidów różniących się m asą atomową i własnościami promieniotwórczymi, tworzących plejadę 33. Nazwę tę za­ czerpnął F ajans z astronomii, gdzie oznacza ona otw artą gromadę gwiazd. Ponad pół roku później Soddy wprowadził term in izotopia, nazyw ając izotopami poszczególne nuklidy tej samej plejady 34. Nazwa ta pochodzi z greckiego: isos — równy, topos — miejsce, i oznacza, że izotopy zaj­ m ują to samo miejsce w układzie okresowym pierw iastków. Według in ­ form acji lorda A lexandra F le c k a 3S, dawnego asystenta Sody’ego, nazwę izotop podsunęła Soddy’em u zaprzyjaźniona z nim i jego żoną lekarką — dr M argaret Todd.

Obecnie wiemy, iż siedliskiem przem ian prom ieniotwórczych jest ją­ dro atomowe. Początkowo sądzono, że jądro składa się z ciężkich dodat­ nio naładowanych cząstek zwanych protonam i i z elektronów, w yzw ala­ jących się w przem ianie beta. Obecność elektronów w jądrze była jed­ nak nie do pogodzenia z w ynikam i pew nych pomiarów. Sprzeczność tę

33 K. F a j a n s : Die ra d io a k tive n U m w andlungen und die Valenzfrage vom S tan dpu n kte der S tru k tu r der A tom e. „Verhandlungen der D eutschen P hysikalis­ chen G esellschaft” 1913 t. 15 s. 240—259; K. F a j a n s : R em arqu es sur le tra v a il «Position des élém ents radioactifs dans le sy stèm e périodique». „Le R adium ” 1913 1 10 s. 171—174.

34 F. S o d d y : In tra -a to m ic charge. „Nature” 1913 t. 92 s. 399— 400.

35 A. F l e c k : F rederick Soddy. „Biographical Memoirs of Fellow s o f the Royal S ociety” London 1957 t. 3 s. 203—216.

Badania K a zim ierza Fajansa ₂₂₇ dało się usunąć dopiero w 1932 r. po odkryciu przez Chadwicka ciężkiej cząstki elektrycznie obojętnej, krtórą dlatego nazw ano n e u tro n e m 36. Nie­ miecki fizyk teoretyk — W erner Heisenberg 37, późniejszy lau reat nagro­ dy Nobla z fizyki (w 1933 r.) za stw orzenie m echaniki kw antow ej, i je­ dnocześnie, lecz niezależnie od niego, radziecki fizyk teoretyk D m itrij Iw an ien k o 38 doszli do wniosku, że jądro atomowe składa się wyłącznie z protonów i neutronów . Oba te rodzaje cząstek objęto wspólną nazw ą nukleonów od łacińskiej nazw y jądra: nucleus. Ładunek (dodatni) jąd ra uw arunkow any jest obecnością w nim protonów. K ażdy proton wnosi do ją d ra jednostkę elem entarną ładunku. Ponieważ zaś łączy ładunek ją­

dra, w yrażony w tych jednostkach, rów na się liczbie atomowej (Z), tj. liczbie porządkowej pierw iastka w układzie okresowym, więc liczba ta jest jednocześnie liczbą protonów w jądrze. K ażdy nukleon, niezależnie od tego, czy jest to proton czy neutron, wnosi do jądra atomową jedno­ stkę masy (w przybliżeniu), a więc liczba nukleonów w jądrze atomo­ w ym (A) nazyw a się jego liczbą masową. Stąd w ynika, że liczba n eu tro ­ nów w jądrze w ynosi A—Z. Rodzaj atomów o określonym jądrze atomo­ wym, tj. o określonej liczbie protonów i o określonej liczbie neutronów , niezależnie od powłok elektronowych, stanow i jeden nuklid. Jąd ro nukli­ du o liczbie atomowej Z i liczbie masowej A składa się więc z Z proto­ nów i (A—Z) neutronów . K ażdy izotop danego pierw iastka jest odręb­ nym nuklidem. Różne izotopy tego samego pierw iastka m ają tę sam ą liczbę atomową Z, różnią się zaś liczbą masową A. Cząstka alfa, będąc atomem helu (a ściślej mówiąc: jego izotopu o liczbie masowej 4) z pod­ w ójnym dodatnim ładunkiem elem entarnym , jest po pro stu jądrem ato­ mowym helu — złożonym z dwóch protonów i dwóch neutronów . Rozpad alfa polega zatem n a w yrzuceniu z jądra prom ieniotwórczego tego w łaś­ nie zespołu nukleonów. W rezultacie produkt rozpadu alfa jest jądrem nuklidu o liczbie masowej m niejszej o 4 od liczby masowej nuklidu macierzystego i o liczbie atomowej zm niejszonej o 2, to znaczy, że pow ­ staje pierw iastek cofnięty w stosunku do m acierzystego o dwa m iejsca w układzie okresowym. Znacznie trudniejsze było w ytłum aczenie, w świetle nukleonowego modelu jądra atomowego, przem iany beta, tj. w y­ rzucenia z jądra elektronu, którego tam nie ma. Z trudności te j udało się w ybranąć w 1933 r. dzięki pracom włoskiego fizyka, Enrico Fermiego, k tó ry w 1938 r. otrzym ał nagrodę Nobla z fizyki za badanie różnych reakcji jądrow ych w ywoływanych przez neutrony. Według teorii F er­

36 Patrz przyp. l .

37 W. H e i s e n b e r g : Über den Bau der A tom kern e. I—II. „Zeitschrift für P hysik ” 1932 t. 77 s. 1— 11; t. 78 s. 156—164; t. 80 s. 587—596.

38 D. I w a n e n k o : T he n eutron h ypothesis. „Nature” 1932 t. 129 s. 798; D. I w a n e n k o : Sur la con stitu tio n des n oyau x atom iques. „Comptes Rendus heb­ domadaires de l’A cadem ie des S cien ces” Paris 1932 t. 195 s. 439—441.

228 J. H u rw ic

m ieg o 39, przem iana beta polega na tym, że jeden z neutronów w jądrze przekształca się w proton i elektron (którem u tow arzyszy obojętna ele­ ktrycznie cząstka o znikomej masie zw ana antyneutrinem ). Elektron, k tó ry „nie m a p raw a” przebyw ać w jądrze, zostaje w chwili pow stania w yrzucony w postaci właśnie cząstki beta (wraz z antyneutrinem ). P rze­ m iana ta prowadzi więc do powiększonego o jednostkę liczby protonów, to znaczy, że pow staje pierw iastek przesunięty w układzie okresowym o jed­ no miejsce naprzód (w prawo), p rzy tym bez zmiany ogólnej liczby nukle­ onów czyli bez zmiany liczby masowej.

W ten sposób, znając budowę jądra atomowego i mechanizm przem ian promieniotwórczych, z łatwością wyprowadziliśm y praw o przesunięć dla rozpadu alfa i dla przem iany beta. W 1912 r. nie znano jednak jeszcze budowy jądra atomowego. Fajans, wiedziony niezw ykłą intuicją, doszedł do tego praw a na drodze żm udnej i w nikliw ej analizy danych doświad­ czalnych dotyczących chemicznego zachowania się poszczególnych sub­ stancji. Należy tu podkreślić, iż zawsze był on na wskroś chemikiem.

W historii nauki niejednokrotnie natrafiam y na odkryw anie p raw za­ nim poznano dane, które je potrafiły uzasadnić. Praw o okresowości pier­ w iastków chemicznych sformułował D ym itr M endelejew w roku 1869, a dopiero m echanika kw antow a, stworzona w latach dwudziestych na­ szego stulecia, znalazła uzasadnienie teoretyczne układu okresowego. K arol (Darwin opracował teorię ewolucyjnego pow staw ania gatunków zwierzęcych i roślinnych w drodze doboru naturalnego, gdy nie istniała jeszcze genetyka, która w yjaśniła mechanizm tej ewolucji.

Praw o przesunięć promieniotwórczych weszło do wszystkich mono­ grafii i podręczników omawiających promieniotwórczość, naw et liceal­ nych. Gdy w 1958 r. podczas w izyty w Polsce F ajans — po zwiedzeniu zam ku w K órniku pod Poznaniem — złożył w księdze gości podpis, jak zwykle czytelny, przewodnik oprowadzający wycieczkę oświadczył zasko­ czony :„Ja uczyłem się w gim nazjum pańskiego praw a, ale nam nie mó­ wiono, że pan jeszcze żyje”.

Stwierdzenie, iż pierw iastek może stanowić plejadę różnych izotopów, pozwoliło w yjaśnić liczne niezrozumiałe w yniki, jakie nagromadziły się od roku 1905 w badaniach promieniotwórczości. W tym to roku Otto Hahn, pracując w Londynie pod kierunkiem W illiama Ramsaya, odkrył w szeregu torowym ra d io to r40. W ielokrotne próby oddzielenia tego p ro­ duktu od toru rozm aitym i m etodam i chemicznymi, przedsięwzięte przez wielu badaczy, nie powiodły się. Stało się to zrozumiałe, skoro okazało

3s E. F e r m i : T en ta tivo di una teoria del raggi ß. „Nuovo Cimento” 11934 t. 11 s. 1—19; E. F e r m i : V ersu ch einer T heorie der ß — S trahlen . L „Zeitschrift für Physik” 1934 t. 88 s. 161—171.

40 O. H a h e : A n ew ra d io -a ctive elem ent w h ich ev o lv e s thorium em anation (Prelim inary com m unication). „Proceedings o f the Royal S ociety of London” 1905 t. 76 s. 115—117.

Badania K a zim ie rza Fajansa 229

się, że radiotor i to r są izotopami. Nawiasem mówiąc, droga badawcza Ilahna, zapoczątkowana odkryciem radiotoru, zawiodła go do odkrycia w 1938 r. w raz z F ritzem Strassm annem 41 rozszczepienia jąder u ranu, któ­ re stało się podstawą w yzw alania energii jądrow ej na skalę techniczną. Nic więc dziwnego, że odkrycie to przyniosło Hahnowi w 1945 r. nagrodę Nobla w dziedzinie chemii (za rok poprzedni). Nie bez słuszności swą autobiografię naukow ą zatytułow ał on: Od radiotoru do rozszczepienia

uranu 42.

Również w 1905 r. Polak Tadeusz Godlewski z Politechniki Lwow­ skiej, pracując w laboratorium R utherforda, w tym czasie w M ontrealu, odkrył w szeregu urano-aktynow ym prom ieniotwórczy ak ty n X 43. W szechstronne badania nie w ykazały żadnych różnic chemicznych m ię­ dzy tym nuklidem a torem X. W 1908 r. B oltw ood44 i niezależnie od niego W illy M arckwald w Berlinie w raz ze swym uczniem B runonem K eetm anem 45 odkryli w szeregu urano-radow ym nowy nuklid prom ienio­ twórczy, który otrzym ał nazwę „jon”. Okazał się on pod względem che­ micznym identyczny z torem , to znaczy, jak później zrozumiano, jest je­ go izotopem. W 1909 r. Szwedzi D. Strom holm i The Svedberg n a uni­ wersytecie w Uppsali stwierdzili, że nie m a żadnej różnicy chem icznej m iędzy torem X, aktynem X i radem 46 i chyba pierw si zaproponowali umieścić te kilka różnych nuklidów w ty m sam ym m iejscu układu okre­ sowego. W 1910 r. Polak H enryk H erszfinkiel (Herchfimkel) w pracow ni M arii Skłodowskiej-Curie (stosując frakcyjną krystalizację i sublim ację oraz adsorpcję na w ęglu aktywnym ) bezskutecznie usiłował oddzielić rad D od ołow iu47. Miał bowiem do czynienia z p arą izotopów. W ty m sa­ mym roku Marckwald, w yodrębniając rad z m inerału zawierającego tor,

41 O. H a h n , F. S t r a s s m a n n: Über den N ach w eis u nd das V ehalten der bei der B estrahlung des U rans m itte ls N eutronen en tsteh en den E rdalkalim etalle. „Die N aturw issenschaften” 1939 t. 27 s. 11—15; O. H a h n , F. S t r a s s m a n n : N ach ­ w e is der Enstehung a k tiv e r B arium sotope aus Uhan T horium durch N eu tro ­ nenbestrahlung; N ach w eis w e ite re r a k tiv e r B ruchstü cke bei der U ransplatung. Tamże, 1939 t. 27 s. 88— 95.

42 O. H a h n : Vom R adiothor zu r U ranspaltung, Eine w issen ch aftlich e S e lb s t­ biographie. Braunschweig 1962.

43 T. G o d l e w s k i : A n ew ra d io -a ctive produ ct from actinium . „Nature” 1905 t 71 s. 294—295.

44 B. B o l t w o o d : On ionium , a n ew ra d io -a ctive elem en t. „American Jour­ nal of S cien ce” 1908 t. 25 s. 365—381.

45 W. M a r c k w a l d , B. K e e t m a n : N o tiz ü ber Ionium . „Berichte der D eut­ schen chem ischen G esellschaft” 1908 t. 41 s. 49—50.

4BD. S t r ö m h o l m , T. S v e d b e r g : U ntersuchungen ü ber die Chem ie der ra d io a k tiven G run dstoffe. „Zeitschrift für anorganische Chem ie” 1909 cz. I t. 61 s. 338—346; cz. I I t. 63 s. 197—206.

47 H. H e r c h f i n k e l : Sur le radioplom b. „Le Radium ” 1910 t. 7 s. 198—

230 J. H u rw ic

stw ierdził chem iczną nierozdzielność rad u i mezotoru 1 48. Wniosek ten potwierdził S o d d y 49.

Przytoczone przykłady nierozdzielności chemicznej pewnych nukli­ dów skłoniły Soddy’ego do postaw ienia w te j pracy pytania, czy niektóre naturalne pierw iastki nie są w rzeczywistości m ieszaninam i chemicznie nierozdzielonych pierw iastków, różniących się tylko m asą atomową. Sło­ wo izotop jeszcze w tedy nie istniało. Odkrycie izotopii dało na to pytanie odpowiedź pozytywną. Dzisiaj wiemy, że poszczególne izotopy tego sa­ mego pierw iastka nie są pod względem chem icznym identyczne, lecz się nieco, na ogół bardzo nieznacznie, od siebie różnią, jak też istnieją nie­ wielkie przesunięcia w w idm ach optycznych.

Z powyższego niekompletnego przeglądu badań wynika, iż Soddy do­ szedł do pojęcia izotopii wychodząc raczej z fak tu identyczności chemicz­ nej pew nych nuklidów, podczas gdy F ajans sformułował wniosek o istnie­ niu plejad, a więc izotopii, wychodząc z praw a przesunięć promienio­ twórczych.

Praw o to było dla F ajansa i jego współpracowników w K arlsruhe punktem w yjścia do innych jeszcze odkryć. F ajan s m iał w tym czasie trzech bardzo zdolnych doktoranów. Byli to: P aul Beer, Osvald H elm uth Góhring, zaledwie o dw a lata młodszy od Fajansa, i Max E rnst Lem bert. Wraz z Góhringem F ajans odkrył nowy pierw iastek.

N uklid u ran II (Uli), izotop u ranu (Z = 92), uważano w tedy za pro­ dukt przem iany beta uranu X (UX), będącego izotopem to ru (Z = 90). Taka przem iana powinna jednak, według praw a przesunięć prom ienio­ twórczych, w ytw orzyć nieznany dotąd pierw iastek n r 91, którego istnie­ nie przewidział w roku 1871 M endelejew 50 i k tó ry nazwał ekatantalem (Et), gdyż powinien się znajdować w układzie okresowym pod tantalem między torem i uranem . Na stronicy 191 cytowanej pracy, przypisując torowi masę atomową 231, a uranow i 240, M endelejew przepowiedział, iż ekatantal ma mieć m asę atomową około 235 i dawać pięciotlenek o wzorze E t20 5. F ajans i G ó h rin g 51 i niezależnie od nich Alexander Smith R u ssel52 doszli do wniosku, że to, co nazywano wówczas uranem

48 W. M a r c k w a l d : Z u r K en tn is des M esothorium s. „Berichte der D eutschen chem ischen G esellsch alt” 1910 t. 43 s. 3420—3422.

48 F. S o d d y : The ch em istry of m esothorium . „Journal of the Chemical So­ ciety” 1911 t. 99 s. 72—«3.

“ D. M e n d e l e j e f f : Die periodische G esetzm ässigkeit der chem ischen E le­ m ente (A us d em Russischen vo n F. W reden). „Annalen der C hemie” Liebigs 1871, Supplem entband VIII s. 133—232.

61 K. F a j a n s : Die S tellu n der Radioelem ente... (patrz przyp. 25); K. F a j a n s , O. G ö h r i n g : Ü ber die k om plexe N atur des Ur X . „Die N aturw issenschaften” 1913 t. 1 s. 339.

52 A. S. R ü s s e l : The periodic S ystem and th e radio-elem en ts. „Chemical N ew s” 1913 t 107 s. 49—52.

Badania K azim ierza Fajansa 231

X, jest w rzeczywistości mieszaniną dwóch radionuklidów : u ran u X j (UXj) i u ran u X 2 (UX2), z których jedynie pierw szy należy do plejady toru (jest izotopem toru). Radionuklid te n będący członem promienio­ twórczego szeregu urano-radowego m a w przem ianie b eta w ytw arzać radionuklid pośredni — u ran X 2, którego przed badaniam i F ajansa i Gö- hringa nie dostrzeżono z powodu jego krótkiego życia. U ran X 2 w kolej­ nej przem ianie beta dawałby u ran II stanowiący izotop uranu:

UX, — — ->UX2--- " >1111 % T h “ ?Bv 2l t ü

Przepowiednię tę potw ierdził fakt, że u ran X jest źródłem dwóch grup prom ieni beta. Prom ienie jednej grupy są miękkie, tj. o krótkim zasięgu, a więc odpowiadają długożyciowemu uranow i X i o okresie 24,6 dnia, promienie zaś drugiej grupy są tw arde, tzn. m ają długi zasięg, a zatem powinny pochodzić od nuklidu krótkożyciowego o okresie 1,1 m inuty. F a­ jans i Göhroing nie tylko prżewidzieli istnienie u ran u X 2 (o liczbie m a­ sowej 234), ale go również wydzielili, stosując klasyczne metody chem ii analitycznej oparte na jego właściwościach chemicznych odpow iadają­ cych przew idzianem u przez praw o przesunięć promieniotwórczych poło­ żeniu w układzie okresowym.

Ołów pow inien być szlachetniejszy od to ru i m niej szlachetny od u ra­ nu X2. Badacze mogli zatem oddzielić u ran X 2 od u ran u Xj, osadzając ten drugi pierw iastek na płytce ołowianej zanurzonej w słabo kw aśnym roztworze u ran u X.

Nowemu pierwiastkowi, ze względu na jego bardzo krótki okres, od­ kryw cy nadali nazwę brew ium (Brévium, Bv) od brevis — krótki po ła­ cinie 53. C ztery lata później H ahn i w spółpracująca z nim Lise M eitner 54 odkryli inny, trw alszy izotop pierw iastka n r 91 o okresie, jak dziś w ie­ my, wynoszącym 3,27-104 lat i o liczbie masowej 231, jako p ro d u k t przem iany beta u ran u Y (UY), będącego izotopem toru, w szeregu pro ­ mieniotwórczym urano-aktynow ym . Ponieważ w ty m szeregu nowy nu­ klid poprzedza aktyn, nazwano go protoaktynem . Później nazwę tę skró­ cono na: pro tak ty n (Pa).

H ahn i M eitner 30 la t pracowali razem i wspólnie ogłosili wiele prac. Byli niem al nierozłączni. Na pew nym kongresie — podaje w swych wspom nieniach F a ja n s 55 — ktoś spotkał pannę M eitner i zwrócił się do

53 K. F a j a n s , O. G ö h r i n g : Über die U ran X 2 — das neue E lem ent der U ranreihe. „Physikalische Zeitschrift” 1913 t. 14 s. 877—884.

54 O. H a h n , L. M e i t n e r : Die M u ttersu bstan z des A ktin iu m s, ein neues ra d io a k tive s E lem ent von langer L ebensdauer. Tamże, 1918 t. 19 s. 208—218.

c5 K. F a j a n s : W spom nienia zw iązan e z d zieja m i n auki o p ro m ien io tw ó rczo ­ ści. „Problemy” 1968 t. 24 s. 392— 403. Skrót odczytu w ygłoszonego 17 X 1967 r. w W arszawie na sym pozjum z okazji 100 rocznicy urodzin Marii S kłod ow skiej--Curie.

232 J. H u rw ic

niej ze słowami: „Bardzo się cieszę, ,że panią znów widzę, m yśmy się przecież spotkali w ubiegłym roku na innym kongresie” . — „W zeszłym roku? Niemożliwe — odpowiedziała uczona — ja tam nie byłam. Pan mnie chyba m yli z profesorem H ahnem ”.

Jednocześnie, lecz niezależnie od H ahna i M eitner, ten sam izotop pierw iastka 91 odkryli Soddy i John Arnold C ran sto n 56. Jest to n a j­ trw alszy izotop tego pierw iastka. Zwyczajowo nadaje się pierw iastkowi promieniotwórczemu nazwę jego najtrwalszego izotopu. Toteż Fajans zre­ zygnował p ó źn iej57 z nazwy brewium, któ ra okazała się nieuzasadniona. O dkryty przez F ajansa i Góhringa pierw iastek n r 91 nazywa się więc ostatecznie protaktynem .

W 1921 roku H ahin58 wykazał, że u ran X i przekształca się nie tylko w u ran X2 (UX2 = 234Pa = Bv), ale częściowo również w jego izomer ją­ drowy — u ran Z (UZ), również ulegający przem ianie beta, ale o okresie dłuższym, wynoszącym 6,7 godziny. Izomery jądrowe m ają te n sam skład nukleonowy, lecz różnią się stanem energetycznym . Przez wiele lat (do 1935 r.) izomery UX2 i UZ stanow iły jedyny znany przypadek izomerii jądrowej.

Poza izotopami 231Pa i 234Pa, które znajdujem y w przyrodzie, otrzy­ mano, począwszy od 1938 r. sztucznie w różnych reakcjach jądrowych liczne inne izotopy protaktynu, o liczbach masowych zaw artych między 216 i 238. Pierw szym z nich był 233Pa pow stający w przem ianie beta toru 233, który z kolei otrzym ano w reakcji pochłonięcia neutronu przez jądro toru 232 59:

232Th(n, Y)233Th.

F ajans i Donald F. C. M orris w publikacji z 1973 r. 60 podali pełną listę izotopów pro tak ty nu znanych do tej daty.

58 F. S o d d y , J. A. C r a n s t o n : The paren t of actinium . „Proceedings of the R oyal Society of London” 1918 S er. A t. 94 s. 384—404i

57 K. F a j a n s : R a d io a k tiv itä t und n eu este E n tw icklu n g der L eh re von den chem ischen Elem enten. Friedr. V iew eg & Sohn, Braunschweig 1919; II w ydanie, przejrzane i uzupełnione 1920; III w ydan ie rozszerzone 1921; IV w ydan ie uzupeł­ nione i przerobione 1922. Przejrzany przedruk w ydania IV 1930. Przekład angiel­ ski T. S. W heelera i W. G. Kinga, London and N ew York 1922. Przekłady rosyj­ skie: E. W. Szpolskiego, M oskwa 1922; A. N. Frumkina, Odessa 1922, 1923; L. C. Polaka, Berlin 1922.1

58 O. H a h n : Ü ber eine neue ra d io a k tive Substan z in Uran. „Berichte der D eutschen chem ischen Gessellsc'haft” 1921 t. 54 s. 1131—1142.

59 L. M e i t n e r , F. S t r a s s m a n n , O. H a h n : K ü n stlich e U m w an dlu ng­ sprozesse bei B estrahlung des Thorium s m it Neutronen; A u ftreten isom eren Reihen durch A bspaltu ng vo n a — Strahlen. „Zeitschrift für P hysik ” 1938 t. 109 s. 538— 552.

60 K. F a j a n s , D. F. C. M o r r i s : D isco very and nam ing o f th e isotopes of elem en t 91. „Nature” 1973 t. 244 s. 137—138,

Badania K azim ierza Fajansa 233

Fajans uważał za swój obowiązek natychm iast zakomunikować pol­ skiej społeczności naukow ej o odkryciu nowego pierw iastka. Zadbał więc, by jego niemiecka publikacja o brew ium 61 ukazała się również (w nieco zmienionej i uzupełnionej postaci) w polskim przekładzie w „Chem iku Polskim ” 62, tj. w tym sam ym czasopiśmie, w którym dziesięć lat wcześ­ niej inny polski badacz promieniotwórczości, również pracujący na ob- rzyźnie, M aria Skłodowska-Curie, ogłosiła polską w ersję swej p racy doktorskiej 63. A jeszcze wcześniej opisała w polskim miesięczoiku foto­ graficznym „Św iatło” odkrycie nowego pierw iastka, który nazw ała po­ lo n e m 64. Temu pierw iastkow i poświęciła zresztą wiele lat później ob­ szerny arty ku ł przeglądowy w języku p o lsk im 65. Nawiasem mówiąc, w artykule tym autorka cytuje, m iędzy innym i, pracę F ajansa o p raw ie p rzesu n ięć66. Polski arty k u ł F ajansa o brew ium nie był, jak wiemy, jego pierw szym artykułem w języku ojczystym i też n ie ostatnim . W 1913 r. F ajans był we Wrocławiu, gdzie 4 czerwca na zebraniu tam ­ tejszego Tow arzystw a Chemików wygłosił po polsku odczyt o pier­ w iastkach promieniotwórczych i ich położeniu w układzie okresowym. Trzy lata później, 15 kw ietnia 1916 r., odczyt na podobny tem at, lecz z uwzględnieniem, oczywiście, nowych danych, wygłosił na zebraniu Koła Chemików w Warszawie. Rozszerzone opracowanie obu tych od­ czytów ukazało się następnie w „Wiadomościach M atem atycznych” 67. Odkrycie brewium, tj. w yodrębnienie u ran u X2, R utherford uznał za dowód doświadczalny ogólnego praw a przesunięć promieniotwórczych. Taką opinię w yraził w liście pryw atnym z 2 kw ietnia 1913 r. do F aja n ­ s a 68. Czytamy ta m m.in.: [...] Skoro otrzym ał Pan przew idziany UX2 z przew idzianym i własnościami, m a Pan w ielką zasługę w uw iarygod­ nieniu tego uogólnienia”.

Innym , bodaj iże jeszcze ważniejszym potw ierdzeniem praw a przesu­ nięć promieniotwórczych, i jednocześnie istnienia izotopów, było odkry­

61 Patrz przyp. 53.

®2K. F a j a n s , D. G ó h r i n g: O uznanie X 2 — n ow ym p ie rw ia stk ie m rzędu uranow ego. Odbitka z t. 14 „Chemika Polskiego” s. 15. Zm ieniony i uzupełniony przekład pracy w ym ienionej w przypisie 53.

63 M. S k ł o d o w s k a - C u r i e : Badania ciał ra d io a k tyw n yc h . „Chemik P o l­ ski” 1904 t. 4 s. 141—153, 161— 166, 181—190, 201—215, 221—235, 241—249. Praca przedrukowana W: Prace M arii S kłodow skie j-C u rie. Zebrane przez I. Joliot-C urie. W arszawa 1954 s. 241—307.

84 M. S k ł o d o w s k a - C u r i e : Poszu kiw an ia now ego m e ta lu w pechblenanie. „Św iatło” 1898 t. 1 s. 54 i nast., Wg: „Prace...” s. 49—56.

65 M. S k ł o d o w s k a - C u r i e : S tan obecny ch em ii polonu. „Roczniki C he­ m ii” 1926 t. 6 s. 355—361.

64 K. F a j a n s : D ie S tellun g der R a d io -e le m e n te ... (patrz przyp. 25).

67 K. F a j a n s : P ie rw ia stk i p rom ien iotw órcze a u kład periodyczn y. „Wiado­ m ości m atem atyczne” 1917 t. 21 s. 159—187.

68 E. R u t h e r f o r d : L ist do K . Fajansa z 2 k w ie tn ia 1913 r., M ichigan H is­ torical Collections, B entley Historical Library, U n iversity of M ichigan, Ann Arbor.

234 J. H u rw ic

cie izotopii ołowiu. Jak dziś wiemy, produktem końcowym — zarówno w szeregu urano-radow ym , jak i torowym (a także urano-aktyw nym ) — jest ołów. F a ja n s 69 wychodzi z założenia, że od u ran u o masie atomowej 238,5 do ołowiu prow adzi w szeregu urano-radow ym osiem przem ian alfa, z których każda, na podstawie praw a przesunięć, zm niejsza masę atomo­ wą o 4 jednostki i sześć przem ian beta nie w pływ ających na masę ato­ mową. A zatem m asa atomowa ołowiu, pochodzącego z uranu, powinna wynosić:

238,5 — 8 X 4 = 206,5.

W szeregu torow ym ThD2 stanowiący w edług praw a przesunięć ołów, pow staje z to ru o masie atomowej 232,4 w w yniku sześciu przem ian alfa i czterech przem ian beta. Na podstaw ę więc takiego samego rachunku jak dla szeregu urano-radowego, m asa atomowa ołowiu pochodzenia to­ rowego powinna być:

232,4 — 6 X 4 = 208,4.

N atom iast masa atomowa zwykłego ołowiu wyznaczona doświadczalnie wynosi — stw ierdza F ajans — 207,1. Sprzeczność między w artością uzy­ skaną doświadczalnie a w artościam i pochodzącymi z podobnych rachun­ ków próbuje F ajans usunąć, w ysuw ając przypuszczenie, że ołów zwykły stanow i mieszaninę dwóch nierozdzielnych odmian pochodzenia prom ie­ niotwórczego. Dla sprawdzenia, czy powyższe rachunki są zgodne z do­ świadczeniem, F ajans proponuje przeprow adzenie dokładnych pomiarów m asy atomowej ołowiu wydzielonego z m inerałów torow ych wolnych od u ranu i ołowiu wyodrębnionego z m inerałów uranow ych wolnych od to­ ru. Do podobnych wniosków doszedł też S o d d y 70.

Fajans w raz ze sw ym doktorantem Lem bertem postanowili sami w y­ znaczyć dokładnie masę atomową ołowiu z m inerałów uranow ych. Szyb­ ko jednak doszli do wniosku, że zadanie to przekracza ich możliwości. Należy mieć na uwadze, że Lem bert miał w tedy zaledwie 21 lat, a i sam F ajans był nie o wiele starszy, liczył sobie bowiem 25 lat. Postanowili więc skorzystać z pomocy laboratorium mającego doświadczenie w tego rodzaju pomiarach. M istrzem w oznaczaniu mas atomowych był Theodo­ re William Richards, k tó ry kierow ał Wolcott Gibbs M emorial Laboratory przy H arvard U niversity w Cam bridge w stanie M assachusetts w Ste­ nach Zjednoczonych Ameryki. Za precyzyjne pom iary m asy atomowej licznych pierw iastków otrzym ał w 1914 r. nagrodę Nobla. Był on pierw ­ szym i przez długie lata jedynym am erykańskim laureatem nagrody Nobla w zakresie chemii.

Dzięki poparciu profesora Brediga politechnika w K arlsru h e przy­ znała Lem bertow i stypedium na w yjazd do laboratorium Richardsa.

' 1 i 1 1 J

69 K. F a j a n s : Ü ber eine Beziehung... (patrz przyp. 25).

70 F. S o d d y : T he radio-elem en ts and the periodic law . „Chemical N ew s” 1913 t. 107 s. 97—99.

Badania K azim ierza Fajansa 235

W ciągu kilku miesięcy Lam bert opanował tam technikę pom iaru m asy atomowej i przy udziale Richardsa oznaczył masę atomową ołowiu po­ chodzącego z u ran u z różnych próbek m inerałów.

Badacze zastosowali metodę B axtera i W ilsona71, przeprow adzając badany ołów w chlorek (PbOla), który starannnie oczyszczali przez k ilk a­ krotną krystalizację. Oczyszczony chlorek ołowiu rozpuszczali w wodzie i jon chlorkowy strącali azotanem srebra (A gN 03).

Niezmiernie precyzyjne pom iary w ykazały, że ołów pochodzący z u ra ­ nu m a istotnie masę atomową m niejszą niż zw ykły ołów; różnica wynosi 0,74 jednostki, znacznie przekraczając błąd oznaczenia. Badania sp ek tral­ ne stw ierdziły przy tym , że w obu przypadkach otrzym uje się to samo widmo czystego ołowiu. Lem bert w obszernym liśc ie 72 przedstaw ił te w yniki Fajansowi. Ten zreferow ał je 21 m aja 1914 r. n a posiedzeniu Bunsengesellschaft w Lipsku. W krótce ukazała się na ten tem at publi­ kacja 73. W ty m samym m niej więcej czasie podobne pom iary przepro­ wadzono w kilku innych pracow niach otrzym ując zbliżone w y n ik i7i. Znacznie tru dniej było wyznaczyć dokładnie masę atomową ołowiu po­ chodzącego z toru, gdyż niełatw o był znaleźć m inerał torow y wolny od uranu. Pierwsze wiarygodne oznaczenia m asy atomowej ołowiu pow sta­ łego z toru w ykonał Otto Hónigschmid. Badając m. in. próbkę ołowiu wyodrębnionego przez F ajansa z to ry tu (krzem ian toru) H ónigschm id75 uzyskał wartość masy atomowej 207,90, podczas gdy dla zwykłego oło­ w iu jako odpowiednią wartość otrzym ano 207,15.

Hónigschmid był uczniem Richardsa i uchodził za najlepszego w Eu­ ropie badacza m asy atomowej. Pochodził on z Pragi czeskiej, gdzie, po rocznym pobycie w pracowni Richardsa, został kierow nikiem Zakładu Chemii Nieorganicznej i A nalitycznej na tam tejszej politechnice. Przez dłuższy czas współpracował też z In sty tu tem Radowym w Wiedniu. W 1918 r. powołano go na K atedrę Chemii A nalitycznej na uniw ersyte­

71 G. P. B a x t e r , J. W i l s o n : The an alysis of lead chloride. „Journal of the American Chem ical S ociety” 1908 t. 30 s. 187— 195.

72 M. E. L e m b e r t : L ist do K . Fajansa z 27 k w ie tn ia 1914 r. Mich. Hist. Col., B entley Hist. Libr., Ann Arbor.

73 T. W. R i c h a r d s , M. E. L e m b e r t : The atom ic w e ig h t o f lead of ra d io ­ a c tiv e origin „Journal of the A m erican Chemical S ociety” 1914 t. 36 s. 1329—1344. 74 F. S o d d y , H. H y m a n : T he atom ic w e ig h t of lead fro m C eylon th orite. „Journal of the Chemical S ociety” 1914 t. 105 s. 1402—1408; M{aurice]C u r i e: Sur les écarts de poids atom iques obtenu s a vec du plo m b de la p roven an t de m in é ­ raux. „Comptes Rendus hebdomadaires de l ’A cadém ie des S ciences” Paris 1914 1 158 s. 1676—1679; O. H ö n i g s c h m i d , M lle St. H o r o v i t z : Sur le poids atom iqu e d u plom b de la pechblen de. Tamze, 1914 t. 158 s. 1796—1798; O. H ö n i g s c h m i d , S. H o r o v i t z : Ü ber das A to m g ew ich t des U ranbleis. „M onatshefte für C hem ie” 1915 t. 36 s. 355'—380.

75 O. H ö n i g s c h m i d : N euere A tom gew ich tbesiim m u n gen . „Zeitschrift für Elektrochem ie” 1919 t. 25 s. 91—96.

236 J. H urw ic

cie w M onachium i stał się w te n sposób bliskim kolegą Fajansa. Póź­ niej został przewodniczącym niemieckiej Kom isji Mas Atomowych, a gdy utworzono Międzynarodową Komisję Mas Atomowych, stanął na jej czele.

W yniki precyzyjnych pom iarów m as atomowych ołowiu różnego po­ chodzenia potw ierdziły ponad wszelką wątpliwość przypuszczenie F ajan­ sa o istnieniu trw ałych izotopów ołowiu, których mieszaninę stanowi zwykły ołów 76. Było to definityw nym potw ierdzeniem praw a przesunięć promieniotwórczych.

Poza ołowiem natrafiono, naw et nieco wcześniej (lecz metodami nie- chemicznymi) na fakty sugerujące istnienie trw ałych izotopów innego pierw iastka. Joseph John Thomson, odkrywca wolnego elektronu, laureat nagrody Nobla w 1906 r., zastosował metodę analizy magnetycznej do badania strum ieni jonów dodatnich. 'Dzięki odpowiednio skierowanym polom elektrycznem u i m agnetycznem u jony o różnych prędkościach, lecz o tym samym stosunku ładunku do masy, dają jedną parabolę na ekranie fosforyzującym lub na kliszy fotograficznej, prostopadłych do kierunku promienia. W przypadku neonu Thomson otrzym ał dwie p ara­ bole, które próbował przypisać dwóm izotopom neonu o masach atomo­ wych 20 i 22 77. W niosku tego nie można jednak było uznać za całkowi­ cie jednoznaczny. Istniała bowiem w w arunkach doświadczenia możli­ wość, że jony przyjm ow ane za 22iNe+ mogły być jonami 2#NeH2+.

Próby rozdzielania hipotetycznych izotopów 20Ne i 22Ne (przez dyfuz­ ję frakcjonowaną), przedsięwzięte przez Francisa W illiama Astona, asy­ stenta Thomsona, również nie dały dostatecznie przekonującego w yni­ ku 78. Dopiero w 1919 r., za pomocą spektroskopu mas, potwierdzono istnienie izotopii neonu 79. Trw ałe izotopy ołowiu moiżna więc uważać za pierwsze bezspornie odkryte izotopy trw ałe.

Praw o przesunięć promieniotwórczych nazyw a się często praw em Fajansa i Soddy’ego, w ym ieniając oba te nazwiska w tej lub naw et czę­ ściej w odwrotnej kolejności. N asuwa się więc pytanie, jaki jest tu udział Soddy’ego. Zagadnienie to, jak i szczegółowa analiza praw a prze­ sunięć i jego konsekwencji, są przedm iotem licznych prac historyków badań promieniotwórczości, z których skorzystano w niniejszym opraco­

76 K. F a j a n s : Ü ber das T horium blei. „Sitzungsberichte der Heidelberger Akadem ie der W issenschaften” 1918 Ser. A, Abhandl. 3 (28 ss.); K. F a j a n s : Zur K en tn is und A uffassung isotoper B leiarten . „Zeitschrift für Elektrochem ie” 1918 t. 24 s. 163—169.

. 77 J. J. T h o m s o n : R ays of p o sitv e electricity. „Proceedings of the Royal Society o f London” 1914 Ser. A t. 89 s. 1—20.

78 F. W. A s t o n: A n ew elem en ta ry con stituent of th e atm osphere. Raport to 83rd M eeting of British A ssociation of Advanced Sciences, 1913 s. 403.

79 F. A. L i n d e n m a n n , F. W. A s t o n : The p o ssib ility of separatin g isoto­ pes. „Philosophical M agazine” 1919 t. 37 s. 523—534.