Frédéric Joliot-Curie nasce il 19 marzo 1900

Biografia della rubrica “Vita da genio” a cura di Chiara Oppedisano

Parigi, anni ’20, uno studente da poco laureato in Ingegneria, diventa assistente di Marie Curie, l’unica donna (ancora oggi!) ad aver vinto due premi Nobel in due diverse discipline, nel 1903 in Fisica insieme al marito Pierre e nel 1911 in Chimica.Il promettente studente sposa la figlia di Marie, Irene, e dopo 10 anni, con lei condivide il premio Nobel in Chimica, portando così a cinque i premi Nobel in famiglia, in sole due generazioni!Bene, preparatevi perché questa è solo una parte dell’affascinante storia di Frédéric Joliot (Joliot-Curie dopo il matrimonio con Irene Curie).

Frédéric nacque il 19 marzo del 1900, sesto di sei figli. In seguito alla morte del padre, la famiglia si trovò ad affrontare problemi economici e Frédéric fu mandato alle scuole pubbliche, dove si distinse più per meriti sportivi che negli studi. Nel 1920 venne ammesso alla prestigiosa Scuola Superiore di Fisica e Chimica Industriale, dove conseguì la laurea in ingegneria con ottimi voti (primo del suo corso). Il direttore della Scuola era a quei tempi Paul Langevin, che rimase molto impressionato dall’eccezionale talento dimostrato dal giovane Frédéric e che ebbe su di lui grande influenza sia nel campo della ricerca scientifica che nell’orientamento politico-sociale. Durante gli anni universitari Frédéric aveva mostrato molto interesse per le attività di laboratorio, Langevin lo raccomandò quindi a Marie Curie che lo assunse come assistente personale all’Istituto del Radio dell’Università di Parigi nel 1925. Seguendo i consigli di Marie Curie, Frédéric approfondì i suoi studi in chimica fisica moderna e in particolare sulla radioattività.

Nel 1926 sposò Irene, figlia di Marie e Pierre Curie, che già lavorava all’Istituto con la madre. Nel 1930 discusse la sua tesi di dottorato sulle proprietà elettrochimiche del polonio, l’elemento chimico radioattivo scoperto dai coniugi Curie nel 1902. Dopo il dottorato, non sembrava ci fosse alcuna possibilità di proseguire la carriera accademica, ma Jean Perrin, direttore del Laboratorio di Chimica Fisica, colpito dalle capacità di Frédéric di gestire misure sperimentali con tecniche complesse e innovative, si adoperò per fargli ottenere una borsa di studio. Frédéric ottimizzò un rivelatore già esistente, noto come camera di Wilson, per osservare la radiazione ionizzante emessa dalle sostanza radioattive. Iniziò quindi, in collaborazione con Irene, a effettuare alcuni esperimenti, bombardando berillio, boro, alluminio, magnesio e altri elementi con particelle alfa¹ emesse dal polonio. Così facendo ottenevano isotopi radioattivi (ovvero nuclei instabili che emettono particelle cariche e neutre) di nuclei che in natura radioattivi non sono, come azoto, fosforo e iodio (stabili in natura). I coniugi Joliot-Curie avevano per la prima volta prodotto artificialmente degli elementi radioattivi. Nel 1935 venne loro attribuito il premio Nobel in Chimica per la sintesi di elementi radioattivi.

Figura 1: Frédéric e Irene Joliot-Curie, insieme in laboratorio.

Gli studi di Joliot, incuriosirono il fisico inglese James Chadwick che bombardando sempre con particelle alfa il berillio scoprì nel 1932 il neutrone e vinse, anche lui nel 1935, il premio Nobel in Fisica. Enrico Fermi trovò molto interessanti sia i risultati della coppia francese che quelli di Chadwick e iniziò in Via Panisperna a Roma a utilizzare neutroni per bombardare elementi chimici, giungendo anche lui a vincere il premio Nobel in Fisica nel 1938.

Nel 1937 Joliot venne nominato professore al College de France ed ebbe modo di supervisionare la costruzione di tre acceleratori all’avanguardia nell’Europa di quel periodo. All’inizio del 1939 il radiochimico tedesco Otto Hahn pubblicò i risultati sulla fissione dell’atomo di uranio. Pochi giorni dopo Frédéric tentò esperimenti simili nel suo laboratorio, verificando che la fissione dell’uranio era seguita dall’emissione di numerosi neutroni. Joliot realizzò inoltre che questo fenomeno avrebbe potuto essere utilizzato per realizzare una catena di fissioni.

Nel 1940 i nazisti invasero la Francia. Frédéric, conscio del pericolo incombente e dei rischi connessi alle sue ricerche, decise di rimanere in Francia, ma affidò a due suoi stretti collaboratori tutto il materiale che riguardava la fissione nucleare affinché la portassero al sicuro in Inghilterra. Frédéric Joliot fu attivo nella lotta contro l’occupazione nazista: denunciò la reclusione del suo mentore Paul Langevin, fu uno dei fondatori e presidente del Comitato del Fronte Nazionale di Liberazione. Dopo l’uccisione nel 1942 del fisico teorico J. Solomon da parte dei nazisti, Frédéric si unì al Partito Comunista Francese. Creò la Società Studi e Applicazioni dei Radioelementi Artificiali, che impiegava scienziati, impedendo così che fossero deportati in Germania. Nel maggio del 1944 mandò Irene e i loro due figli Héléne e Pierre in Svizzera mentre lui rimase a Parigi sotto mentite spoglie. Il suo laboratorio al College de France divenne un centro di produzione di esplosivi durante la battaglia per la liberazione di Parigi. Dopo la liberazione fu insignito della Croce di Guerra e nominato comandante della Legione d’Onore, eletto all’Accademia delle Scienze e direttore del Centre National de la Recerche Scientifique (CNRS). Infine, nel 1945, il generale de Gaulle lo autorizzò a creare il Commissariato per l’Energia Atomica in collaborazione con il Ministero della difesa. Nel dicembre del 1948 la Francia accese il primo reattore nucleare.

Nel 1950, in piena guerra fredda, Frédéric e Irene furono entrambi sollevati dai loro incarichi nel Commissariato per l’Energia Atomica. Tornarono a dedicarsi al lavoro in laboratorio, all’insegnamento e furono membri attivi in vari movimenti per la pace. In quegli anni la salute di Irene iniziò a cedere, morì nel 1956 a Parigi all’Ospedale Curie, fondato da sua mamma, stroncata da una leucemia dovuta all’elevata dose di radiazioni a cui era stata esposta. Negli ultimi anni, Irene stava progettando nuovi laboratori per la ricerca in fisica nucleare. Frédéric realizzò il progetto, presso l’Università di Orsay a sud di Parigi e riuscì ad assistere all’inizio delle attività sperimentali nel 1958. Il 14 agosto del 1958 morì, anche lui giovane. Il generale de Gaulle, che nel frattempo era divenuto Primo Ministro e che diventerà poi Presidente della Repubblica nel dicembre dello stesso anno, decretò che gli fossero attribuiti gli onori che meritava con i funerali di stato.

I figli di Frédéric e Irene non hanno interrotto le tradizioni di famiglia: Héléne ha seguito le orme dei genitori (e dei nonni) ed è fisico nucleare, Pierre è biofisico ed entrambi hanno sposato uno scienziato, Héléne un nipote di Paul Langevin.

La scoperta della radioattività artificiale effettuata dai coniugi Curie quasi un secolo fa ha spalancato le porte all’impiego di nuclei radioattivi, o radionuclidi, in medicina sia a scopo diagnostico che terapeutico, metodologie ampiamente utilizzate anche ai giorni nostri. Una vita sicuramente affascinante quella di Frédéric Joliot e molto più ricca di quel che queste poche righe possono raccontare.

Note e approfondimenti

[1] Una particella alfa è composta da 2 neutroni e 2 protoni, è il nucleo di un atomo di elio (⁴He) a cui sono stati strappati gli elettroni orbitali

Approfondimento ScienzaPerTutti, radioattività
http://scienzapertutti.infn.it/la-scoperta-della-radioattivita

Approfondimento Asimmetrie, impiego di radiofarmaci in medicina
https://www.asimmetrie.it/acceleratori-in-farmacia

Fonti delle immagini

Ritratto in copertina: AIP Emilio Segrè Visual Archives

Figura 1: Agence de presse Meurisse, Public domain, via Wikimedia Commons