Marie Curie: Sang Martir Sains Radioaktif dan Fondasi Onkologi Modern

Evolusi ilmu pengetahuan modern seringkali ditandai oleh momen-momen penemuan yang mengubah paradigma, namun jarang sekali penemuan tersebut secara intrinsik terkait dengan pengorbanan biologis penemunya seperti dalam kasus Maria Skłodowska-Curie. Dikenal sebagai sosok yang mendefinisikan ulang pemahaman manusia mengenai struktur materi, Curie tidak hanya menembus batas-batas gender di institusi akademik yang sangat konservatif, tetapi juga menetapkan standar etika baru melalui konsep ketidaktertarikan pada materi (disinterestedness) dalam sains. Melalui identifikasi fenomena yang ia beri nama “radioaktivitas,” Curie memicu transisi dari fisika klasik menuju era nuklir, sebuah perjalanan intelektual yang dilakukan di bawah kondisi fisik yang sangat berat dan akhirnya berujung pada kematiannya akibat paparan radiasi pengion. Laporan ini akan mengulas secara mendalam narasi pengorbanan Marie Curie, mengeksplorasi bagaimana dedikasi terhadap “cahaya peri” yang mematikan itu telah memberikan dasar bagi pengobatan kanker modern dan pemanfaatan energi atom, sembari menganalisis peninggalan fisik dan intelektualnya yang tetap aktif hingga ribuan tahun ke depan.

Akar Intelektual dan Perlawanan Sosio-Politik di Polandia

Ketahanan fisik yang ditunjukkan Marie Curie di laboratorium Paris tidak dapat dipahami tanpa meninjau latar belakang pendidikannya di Warsawa, yang saat itu berada di bawah pendudukan Kekaisaran Rusia. Lahir pada 7 November 1867 sebagai putri bungsu dari pasangan pendidik, Maria Skłodowska tumbuh dalam lingkungan yang memandang pengetahuan sebagai instrumen perlawanan budaya.

Pendidikan sebagai Bentuk Pembangkangan Sipil

Kebijakan Rusifikasi yang ketat menghapus penggunaan bahasa dan budaya Polandia dari kurikulum sekolah, bahkan melarang instruksi laboratorium di sekolah-sekolah umum. Ayah Maria, Władysław Skłodowski, seorang guru fisika dan matematika, merespons ini dengan membawa pulang peralatan laboratorium ke rumah untuk mengajar anak-anaknya secara diam-diam. Pengalaman awal ini menanamkan pada diri Maria pemahaman bahwa sains bukan sekadar aktivitas profesional, melainkan sebuah komitmen moral terhadap kebenaran dan identitas nasional.

Keterbatasan akses pendidikan tinggi bagi perempuan di Polandia memaksa Maria untuk bergabung dengan “Universitas Terbang” (Flying University), sebuah institusi pendidikan bawah tanah yang berpindah-pindah lokasi untuk menghindari deteksi polisi Tsar. Di sini, ia terpapar pada filsafat positivisme yang menekankan pada bukti empiris dan eksperimentasi, sebuah fondasi yang nantinya akan menjadi ciri khas metodologi risetnya yang sangat kuantitatif dan teliti di Paris.

Pakta Persaudaraan dan Migrasi ke Sorbonne

Perjalanan Marie ke Prancis didorong oleh pakta finansial dengan kakaknya, Bronisława. Selama enam tahun, Marie bekerja sebagai pengajar privat (governess) di pedesaan Polandia untuk membiayai studi kedokteran kakaknya di Paris, dengan kesepakatan bahwa Bronisława akan mendukung studi Marie di kemudian hari. Periode ini merupakan ujian pertama bagi ketahanan mentalnya, di mana ia terus belajar secara autodidak di sela-sela jam kerjanya yang panjang.

Pada tahun 1891, pada usia 24 tahun, Maria pindah ke Paris dan mendaftar di Universitas Sorbonne (Universitas Paris). Hidup dalam kemiskinan ekstrem di sebuah loteng kecil tanpa pemanas, ia sering kali hanya mengandalkan roti, mentega, dan teh untuk bertahan hidup, bahkan pingsan karena kelaparan di perpustakaan. Meskipun menghadapi hambatan bahasa dan prasangka sosial terhadap imigran, ia berhasil meraih gelar lisensi dalam fisika (1893) dan matematika (1894), menempatkan dirinya sebagai salah satu mahasiswa terbaik di angkatannya.

Revolusi Radioaktivitas: Dari Sinar Uranik ke Sifat Atomik

Karier ilmiah Marie Curie dimulai pada saat yang krusial dalam sejarah fisika. Penemuan sinar-X oleh Wilhelm Röntgen pada tahun 1895 telah memicu ketertarikan luas pada radiasi elektromagnetik. Namun, Marie justru memilih untuk menyelidiki penemuan Henri Becquerel pada tahun 1896 mengenai sinar yang dipancarkan secara spontan oleh garam uranium.

Metodologi Kuantitatif dan Penggunaan Elektrometer

Langkah awal Marie yang paling revolusioner adalah keputusannya untuk melakukan pengukuran kuantitatif terhadap fenomena radiasi ini, bukan sekadar pengamatan kualitatif melalui pelat fotografi. Ia memanfaatkan alat yang dikembangkan oleh Pierre Curie dan saudaranya, Jacques—sebuah elektrometer presisi yang menggunakan efek piezoelektrik untuk mengukur arus listrik yang sangat lemah yang dihasilkan oleh ionisasi udara akibat radiasi.

Melalui serangkaian eksperimen yang sangat teliti, Marie menemukan bahwa kekuatan radiasi berbanding lurus dengan jumlah uranium dalam senyawa, dan tidak dipengaruhi oleh kondisi kimia (apakah itu oksida atau garam) atau kondisi fisik (suhu atau pencahayaan). Temuan ini membawanya pada kesimpulan berani: radiasi bukanlah hasil dari interaksi molekuler, melainkan merupakan “sifat atomik” yang berasal dari dalam atom itu sendiri. Kesimpulan ini secara fundamental menantang pandangan kuno bahwa atom adalah entitas yang tidak dapat dibagi dan bersifat statis.

Penemuan Polonium dan Radium

Setelah menguji semua elemen yang dikenal, Marie menemukan bahwa Thorium juga memancarkan radiasi serupa. Ia kemudian memfokuskan penelitiannya pada bijih mineral pitchblende, sebuah mineral uranium yang menunjukkan tingkat radioaktivitas yang jauh lebih tinggi daripada yang bisa dijelaskan oleh kandungan uraniumnya saja. Marie berhipotesis bahwa terdapat elemen baru yang sangat radioaktif yang tersembunyi di dalam bijih tersebut.

Pierre Curie, menyadari signifikansi dari hipotesis istrinya, menghentikan penelitiannya mengenai kristal untuk bergabung dalam pencarian elemen baru ini. Pada bulan Juli 1898, mereka mengumumkan penemuan elemen baru yang mereka namakan Polonium, sebagai bentuk penghormatan terhadap tanah air Marie yang sedang terjajah. Namun, radioaktivitas sisa dalam bijih tersebut menunjukkan keberadaan elemen lain yang bahkan lebih kuat. Pada Desember 1898, mereka mengumumkan penemuan Radium, sebuah elemen yang ribuan kali lebih aktif daripada Uranium.

Tabel 1: Elemen Radioaktif yang Diidentifikasi oleh Marie Curie (1898)

Alkimia di Gudang Kayu: Narasi Pengorbanan Fisik

Masa paling ikonik sekaligus paling berbahaya dalam karier Curie adalah periode antara tahun 1898 hingga 1902, ketika mereka berupaya mengisolasi radium dalam bentuk murni untuk menentukan berat atomnya—sebuah persyaratan mutlak agar elemen tersebut diakui secara resmi oleh komunitas kimia dunia.

Laboratorium yang Tidak Layak

Pemerintah universitas menolak memberikan laboratorium yang layak bagi pasangan Curie. Mereka akhirnya terpaksa menggunakan sebuah gudang kayu tua di halaman Sekolah Fisika dan Kimia Industri Kota Paris (EPCI). Gudang tersebut sebelumnya digunakan sebagai ruang diseksi anatomi, memiliki lantai tanah, atap kaca yang bocor, dan tidak memiliki sistem ventilasi untuk membuang gas-gas berbahaya.

Marie menulis dalam catatannya bahwa lingkungan kerja mereka sangat buruk: di musim panas suhunya sangat panas, sementara di musim dingin udara menjadi sangat dingin sehingga mereka hanya bisa menghangatkan diri dengan minum teh panas di dekat tungku laboratorium. Kurangnya ventilasi yang memadai berarti mereka terus-menerus menghirup gas radon dan debu radioaktif selama bertahun-tahun.

Proses Isolasi yang Melelahkan

Proses pemisahan radium dari bijih pitchblende adalah pekerjaan fisik yang sangat berat. Karena radium terdapat dalam jumlah yang sangat kecil, mereka harus mengolah berton-ton limbah bijih untuk mendapatkan sekian miligram elemen tersebut. Marie sering menghabiskan seluruh waktunya untuk mengaduk kuali besar berisi massa mendidih dengan batang besi yang hampir seukuran tubuhnya.

Tahapan kimia utama meliputi:

1. Pelarutan Fraksional: Melarutkan bijih dalam asam dan melakukan presipitasi kimia berulang kali.
2. Kristalisasi Bertingkat: Memisahkan radium dari barium (elemen yang secara kimia sangat mirip) melalui ribuan siklus kristalisasi.
3. Paparan Langsung: Para Curie menangani bahan-bahan ini tanpa pelindung apa pun. Mereka sering memindahkan cairan radioaktif dari satu wadah ke wadah lain dengan tangan telanjang, dan Marie sering menyimpan tabung reaksi berisi sampel radioaktif di sakunya karena ia mengagumi cahayanya.

Selama empat tahun kerja keras ini, Marie kehilangan berat badan sekitar 20 pon. Meskipun mereka mulai merasakan gejala kelelahan dan rasa sakit pada jari-jari tangan, mereka mengaitkan hal tersebut dengan kelelahan kerja murni daripada efek radiasi, yang saat itu risikonya belum dipahami sepenuhnya.

Hadiah Nobel dan Penembusan Batas-Batas Gender

Keberhasilan Marie Curie dalam mengisolasi radium klorida pada tahun 1902 membawanya pada pengakuan internasional, namun juga memperlihatkan hambatan sistemik yang dihadapi perempuan dalam sains.

Nobel Fisika 1903: Pengakuan yang Sempat Terhalang

Pada tahun 1903, Royal Swedish Academy of Sciences berniat memberikan Hadiah Nobel Fisika kepada Henri Becquerel dan Pierre Curie saja. Marie, yang merupakan penggerak utama penelitian tersebut, awalnya tidak disertakan karena bias gender. Pierre Curie menunjukkan integritas profesional yang luar biasa dengan mengirimkan surat protes, menyatakan bahwa ia tidak akan menerima hadiah tersebut jika kontribusi Marie tidak diakui secara setara. Berkat desakan Pierre, Marie Curie menjadi wanita pertama yang menerima Hadiah Nobel.

Kematian Pierre dan Perjuangan di Sorbonne

Tragedi melanda pada tahun 1906 ketika Pierre Curie tewas dalam kecelakaan jalanan di Paris. Di tengah duka yang mendalam, Marie menunjukkan keteguhan luar biasa. Ia menolak pensiun janda dan justru mengambil alih jabatan profesor yang ditinggalkan Pierre di Sorbonne, menjadikannya wanita pertama yang mengajar di universitas yang telah berdiri selama 750 tahun tersebut.

Nobel Kimia 1911: Rekor Sejarah

Pada tahun 1911, Marie dianugerahi Hadiah Nobel kedua, kali ini dalam bidang Kimia, atas keberhasilannya mengisolasi radium dalam bentuk logam murni. Pencapaian ini menjadikannya orang pertama dalam sejarah yang memenangkan Nobel dalam dua kategori sains yang berbeda, sebuah rekor yang menunjukkan kedalaman dan luasnya kontribusi intelektualnya.

Etika “Disinterestedness” dan Penolakan Paten Radium

Salah satu keputusan Marie Curie yang paling signifikan secara etis adalah penolakannya untuk mematenkan proses isolasi radium. Di awal abad ke-20, radium telah menjadi komoditas yang sangat berharga karena penggunaannya dalam pengobatan medis dan industri.

Sains sebagai Milik Kemanusiaan

Marie dan Pierre secara sadar memilih untuk mempublikasikan semua detail teknis isolasi radium tanpa reservasi. Marie menyatakan bahwa elemen kimia adalah milik seluruh umat manusia dan tidak boleh digunakan untuk memperkaya individu tertentu. Keputusan ini berakar pada norma-norma Mertonian dalam sains, khususnya “komunalisme” dan “ketidaktertarikan” (disinterestedness).

Dampak dari keputusan ini sangat besar:

• Percepatan Riset: Laboratorium di seluruh dunia dapat memproduksi radium tanpa membayar biaya lisensi, yang mempercepat penemuan-penemuan baru di bidang fisika nuklir.
• Perkembangan Industri: Industri radium dapat berkembang bebas di Prancis dan luar negeri, menyediakan bahan untuk dokter dan peneliti.
• Kesulitan Finansial: Ironisnya, karena tidak memiliki paten, Marie sendiri sering kali kekurangan dana untuk membeli radium guna risetnya di masa tua, ketika harga radium melonjak drastis.

Tabel 2: Dampak Keputusan Tidak Mematenkan Radium

Peran Kemanusiaan: “Les Petites Curies” dan Perang Dunia I

Kontribusi Marie Curie melampaui laboratorium murni ketika Perang Dunia I pecah pada tahun 1914. Ia melihat potensi teknologi sinar-X untuk menyelamatkan nyawa prajurit di medan perang.

Revolusi Radiologi Bergerak

Pada awal perang, mesin sinar-X hanya tersedia di rumah sakit besar di kota-kota. Marie menyadari bahwa kecepatan diagnosis sangat penting bagi prajurit yang terkena peluru atau serpihan granat. Ia mengembangkan armada kendaraan radiologi seluler yang dikenal sebagai “Les Petites Curies” (Curie Kecil).

Unit-unit ini dilengkapi dengan:

• Peralatan sinar-X portabel.
• Generator listrik yang digerakkan oleh mesin mobil (dinamo).
• Kamar gelap untuk mencuci pelat fotografi di dalam kendaraan.
• Ampul berisi radon (gas hasil peluruhan radium) untuk pengobatan lokal luka yang terinfeksi.

Marie sendiri belajar menyetir, dasar-dasar mekanika otomotif, dan anatomi manusia untuk mengoperasikan unit-unit ini di garis depan. Bersama putrinya, Irène, ia melatih lebih dari 150 wanita untuk menjadi teknisi radiologi. Diperkirakan lebih dari satu juta tentara dirawat oleh layanan yang ia inisiasi ini. Pengabdian ini kembali melibatkan paparan radiasi yang sangat besar tanpa pelindung yang memadai, yang memperburuk kondisi kesehatannya di kemudian hari.

Dampak Global: Fondasi Onkologi Modern dan Era Nuklir

Visi Marie Curie mengenai radioaktivitas sebagai alat penyembuh telah memberikan dasar bagi onkologi radiasi modern, sementara pemahamannya tentang energi atom memicu revolusi fisika nuklir.

Kelahiran “Curietherapy”

Pengamatan awal Pierre Curie menunjukkan bahwa radium dapat merusak jaringan hidup secara lokal. Marie mendorong aplikasi ini untuk menghancurkan sel-sel kanker yang tumbuh cepat. Metode ini, yang awalnya dinamai “Curietherapy” (sekarang dikenal sebagai brakiterapi), melibatkan penempatan sumber radioaktif langsung di dalam atau di sekitar tumor.

Pada awalnya, Curietherapy terbukti sukses besar untuk kanker serviks, kanker kulit, dan tumor pada area payudara. Melalui Institut Radium yang ia dirikan di Paris (1914) dan Warsawa (1932), Marie memastikan bahwa penelitian medis dan fisika berjalan beriringan untuk menyempurnakan dosis dan keamanan pengobatan.

Jembatan Menuju Energi Nuklir

Deduksi Marie bahwa radioaktivitas adalah proses atomik mengubah cara pandang manusia terhadap materi. Ia membuktikan bahwa atom bukanlah partikel yang tidak dapat berubah, melainkan sebuah reservoir energi yang sangat besar.

Warisan intelektual ini diteruskan oleh generasinya:

• Neutron: Penelitiannya mengenai emisi partikel memicu penemuan neutron oleh James Chadwick pada tahun 1932.
• Radioaktivitas Buatan: Putrinya, Irène, dan menantunya, Frédéric Joliot-Curie, menemukan cara menciptakan isotop radioaktif buatan pada tahun 1934, yang memperluas penggunaan radioisotop dalam kedokteran dan industri.
• Fisi Nuklir: Pemahaman mendasar tentang stabilitas nuklir yang dirintis Curie memberikan kerangka kerja bagi Lise Meitner dan Otto Hahn untuk menemukan fisi nuklir pada tahun 1938—langkah kunci menuju pengembangan energi nuklir dan senjata atom.

Patologi Radiasi dan Martirdom Biologis

Kematian Marie Curie pada 4 Juli 1934 di Sanatorium Sancellemoz di Swiss menandai akhir dari pengabdian fisik yang luar biasa terhadap ilmu pengetahuan.

Gejala dan Penyakit Akhir

Selama dekade terakhir hidupnya, Curie menderita berbagai keluhan kesehatan yang konsisten dengan sindrom radiasi kronis:

• Luka Bakar Jari: Jari-jarinya mengalami kerusakan permanen akibat memegang tabung radium secara langsung.
• Cataract: Paparan radiasi menyebabkan kekeruhan pada lensa matanya, yang mengharuskan beberapa kali operasi.
• Anemia Aplastik: Diagnosis akhir menunjukkan bahwa sumsum tulangnya telah rusak secara fatal, gagal memproduksi sel darah merah, putih, dan trombosit yang cukup.

Kondisi anemia aplastik ini merupakan akibat langsung dari paparan sinar gamma berkekuatan tinggi selama riset isolasi radium serta paparan sinar-X yang intens saat ia bertugas di medan perang Perang Dunia I tanpa alat pelindung diri.

Tabel 3: Kronologi Degradasi Kesehatan Akibat Radiasi

Warisan Fisik yang Abadi: Peninggalan yang Sangat Radioaktif

Salah satu bukti paling nyata dari intensitas pekerjaan Curie adalah fakta bahwa barang-barang peninggalannya masih memancarkan radiasi yang berbahaya hingga hari ini.

Buku Catatan dan Kotak Timbal

Buku catatan riset Marie Curie dari periode 1899 hingga 1902 disimpan dalam kotak berlapis timbal di Perpustakaan Nasional Prancis di Paris. Barang-barang ini sangat terkontaminasi dengan isotop Radium-226.

Mengapa buku-buku ini masih berbahaya?

• Waktu Paruh Radium-226: Radium-226 memiliki waktu paruh sekitar 1.600 tahun. Ini berarti aktivitas radioaktifnya baru akan berkurang menjadi setengahnya dalam 16 abad ke depan.
• Tingkat Radiasi: Pengukuran pada sampul buku catatan menunjukkan aktivitas sekitar 200 Bq/cm2 untuk radiasi alfa, sementara analisis spektroskopi gamma mendeteksi sekitar 120 kBq Radium-226 pada keseluruhan buku.
• Protokol Keamanan: Siapa pun yang ingin membaca manuskrip ini harus menandatangani formulir pembebasan tanggung jawab dan mengenakan pakaian pelindung khusus untuk menghindari inhalasi debu radioaktif dari serat kertasnya.

Selain buku catatan, furnitur di laboratoriumnya, buku masak di rumahnya, dan pakaian pribadinya tetap radioaktif dan disimpan dengan tindakan pencegahan serupa di Museum Curie. Hal ini menunjukkan bahwa dedikasi Marie Curie tidak hanya meninggalkan jejak di atas kertas, tetapi secara fisik tertanam ke dalam materi di sekelilingnya.

Persistensi Radioaktivitas

Konsep peluruhan eksponensial dalam fisika nuklir menjelaskan mengapa peninggalan ini akan tetap menjadi ancaman sekaligus artefak sejarah selama ribuan tahun. Menggunakan hukum peluruhan radioaktif:

N(t)=N0​e−λt

Di mana λ=T1/2​ln(2)​. Dengan waktu paruh (T1/2​) radium-226 sebesar 1.600 tahun, peninggalan Curie akan tetap mengandung sekitar 12,5% dari aktivitas awalnya bahkan setelah 4.800 tahun.

Kesimpulan: Refleksi atas Martirdom Sains

Marie Skłodowska-Curie bukan sekadar ilmuwan yang beruntung menemukan elemen baru; ia adalah seorang visioner yang secara sadar memilih jalan pengorbanan demi kemajuan peradaban. Dengan melakukan riset di gudang kayu yang bocor tanpa perlindungan, ia mendefinisikan batas-batas ketahanan manusia dalam pencarian kebenaran. Penolakannya untuk mematenkan radium adalah salah satu tindakan kemanusiaan paling murni dalam sejarah profesionalisme modern, memastikan bahwa obat bagi penderita kanker tidak menjadi hak istimewa segelintir orang yang kaya.

Kematiannya akibat anemia aplastik merupakan konsekuensi tragis dari ketidaktahuan era tersebut mengenai bahaya radiasi, namun kematian itu pula yang akhirnya memicu pengembangan protokol keselamatan radiasi global yang menyelamatkan jutaan nyawa pekerja laboratorium dan medis saat ini. Warisannya tetap hidup tidak hanya melalui onkologi radiasi dan energi atom, tetapi juga melalui buku-buku catatannya yang masih bersinar dalam gelap—sebuah simbol abadi dari seorang “martir” yang memberikan hidupnya agar dunia dapat melihat “cahaya peri” yang mengubah pemahaman kita tentang alam semesta.