Read Ebook: Recherches sur les substances radioactives by Curie Marie

Font size: 10 px 15 px 20 px 25 px 30 px 35 px

Background color: BlackWhiteGrayLight GrayDark GrayDim Gray

Text color: BlackWhiteGrayLight GrayDark GrayDim Gray

Apply/Save settings

Ebook has 437 lines and 44632 words, and 9 pages

L'uranium et le thorium sont les deux ?l?ments qui poss?dent les plus forts poids atomiques ; ils se rencontrent fr?quemment dans les m?mes min?raux.

Les pes?es ?taient faites avec une balance ap?riodique Curie, parfaitement r?gl?e, pr?cise au vingti?me de milligramme. Cette balance, ? lecture directe, permet de faire des pes?es tr?s rapides, ce qui est une condition essentielle pour la pes?e des chlorures anhydres de radium et de baryum, qui absorbent lentement de l'eau, malgr? la pr?sence de corps dess?chants dans la balance. Les mati?res ? peser ?taient plac?es dans un creuset de platine; ce creuset ?tait en usage depuis longtemps, et j'ai v?rifi? que son poids ne variait pas d'un dixi?me de milligramme au cours d'une op?ration.

Le chlorure hydrat? obtenu par cristallisation ?tait introduit dans le creuset et chauff? ? l'?tuve pour ?tre transform? en chlorure anhydre. L'exp?rience montre que, lorsque le chlorure a ?t? maintenu quelques heures ? 100?, son poids ne varie plus, m?me lorsqu'on fait monter la temp?rature ? 200? et qu'on l'y maintient pendant quelques heures. Le chlorure anhydre ainsi obtenu constitue donc un corps parfaitement d?fini.

Voici une s?rie de mesures relatives ? ce sujet: le chlorure est s?ch? ? l'?tuve ? 55? et plac? dans un exsiccateur sur de l'acide phosphorique anhydre; il perd alors du poids tr?s lentement, ce qui prouve qu'il contient encore de l'eau; pendant 12 heures, la perte a ?t? de 3mg. On reporte le chlorure dans l'?tuve et on laisse la temp?rature monter ? 100?. Pendant cette op?ration, le chlorure perd 6mg,3. Laiss? dans l'?tuve pendant 3 heures 15 minutes, il perd encore 2mg,5. On maintient la temp?rature pendant 45 minutes entre 100? et 120?, ce qui entra?ne une perte de poids de 0mg,1. Laiss? ensuite 30 minutes ? 125?, le chlorure ne perd rien. Maintenu ensuite pendant 30 minutes ? 150?, il perd 0mg,1. Enfin, chauff? pendant 4 heures ? 200?, il ?prouve une perte de poids de 0mg,15. Pendant toutes ces op?rations, le creuset a vari? de 0mg,05.

Apr?s chaque d?termination de poids atomique, le radium ?tait ramen? ? l'?tat de chlorure de la mani?re suivante: la liqueur contenant apr?s le dosage l'azotate de radium et l'azotate d'argent en exc?s ?tait additionn?e d'acide chlorhydrique pur, on s?parait le chlorure d'argent par filtration; la liqueur ?tait ?vapor?e ? sec plusieurs fois avec un exc?s d'acide chlorhydrique pur. L'exp?rience montre qu'on peut ainsi ?liminer compl?tement l'acide azotique.

Le chlorure d'argent du dosage ?tait toujours radioactif et lumineux. Je me suis assur?e qu'il n'avait pas entra?n? de quantit? pond?rable de radium, en d?terminant la quantit? d'argent qui y ?tait contenue. A cet effet, le chlorure d'argent fondu contenu dans le creuset ?tait r?duit par l'hydrog?ne r?sultant de la d?composition de l'acide chlorhydrique ?tendu par le zinc; apr?s lavage, le creuset ?tait pes? avec l'argent m?tallique qui y ?tait contenu.

J'ai constat? ?galement, dans une exp?rience, que le poids du chlorure de radium r?g?n?r? ?tait retrouv? le m?me qu'avant l'op?ration. Dans d'autres exp?riences, je n'attendais pas, pour commencer une nouvelle op?ration, que toutes les eaux de lavage fussent ?vapor?es.

Ces v?rifications ne comportent pas la m?me pr?cision que les exp?riences directes; elles ont permis toutefois de s'assurer qu'aucune erreur notable n'a ?t? commise.

D'apr?s ses propri?t?s chimiques, le radium est un ?l?ment de la s?rie des alcalino-terreux. Il est dans cette s?rie l'homologue sup?rieur du baryum.

D'apr?s son poids atomique, le radium vient se placer ?galement, dans le Tableau de Mendeleeff, ? la suite du baryum dans la colonne des m?taux alcalino-terreux et sur la rang?e qui contient d?j? l'uranium et le thorium.

Les sels de radium sont tous lumineux dans l'obscurit?.

Par leurs propri?t?s chimiques, les sels de radium sont absolument analogues aux sels correspondants de baryum. Cependant le chlorure de radium est moins soluble que celui de baryum; la solubilit? des azotates dans l'eau semble ?tre sensiblement la m?me.

Les sels de radium sont le si?ge d'un d?gagement de chaleur spontan? et continu.

Le chlorure de radium pur est paramagn?tique. Son coefficient d'aimantation sp?cifique K a ?t? mesur? par MM. P. Curie et C. Ch?neveau au moyen d'un appareil ?tabli par ces deux physiciens. Ce coefficient a ?t? mesur? par comparaison avec celui de l'eau et corrig? de l'action du magn?tisme de l'air. On a trouv? ainsi

Le chlorure de baryum pur est diamagn?tique, son coefficient d'aimantation sp?cifique est

On trouve d'ailleurs, conform?ment aux r?sultats pr?c?dents, qu'un chlorure de baryum radif?re contenant environ 17 pour 100 de chlorure de radium est diamagn?tique et poss?de un coefficient sp?cifique

En 1899, M. St. Meyer a annonc? que le carbonate de baryum radif?re ?tait paramagn?tique . Cependant M. Meyer avait op?r? avec un produit tr?s peu riche en radium, et ne contenant probablement que 1/1000 de sel de radium. Ce produit aurait d? se montrer diamagn?tique. Il est probable que ce corps contenait une petite impuret? ferrif?re.

RAYONNEMENT DES NOUVELLES SUBSTANCES RADIOACTIVES.

Les deux premi?res ont ?t? employ?es d?s le d?but pour l'?tude des rayons uraniques; la m?thode fluoroscopique ne peut s'appliquer qu'aux substances nouvelles, fortement radioactives, car les substances faiblement radioactives telles que l'uranium et le thorium ne produisent pas de fluorescence appr?ciable. La m?thode ?lectrique est la seule qui comporte des mesures d'intensit? pr?cises; les deux autres sont surtout propres ? donner ? ce point de vue des r?sultats qualitatifs et ne peuvent fournir que des mesures d'intensit? grossi?res. Les r?sultats obtenus avec les trois m?thodes consid?r?es ne sont jamais que tr?s grossi?rement comparables entre eux et peuvent ne pas ?tre comparables du tout. La plaque sensible, le gaz qui s'ionise, l'?cran fluorescent sont autant de r?cepteurs auxquels on demande d'absorber l'?nergie du rayonnement et de la transformer en un autre mode d'?nergie: ?nergie chimique, ?nergie ionique ou ?nergie lumineuse. Chaque r?cepteur absorbe une fraction du rayonnement qui d?pend essentiellement de sa nature. On verra d'ailleurs plus loin que le rayonnement est complexe; les portions du rayonnement absorb?es par les diff?rents r?cepteurs peuvent diff?rer entre elles quantitativement et qualitativement. Enfin, il n'est ni ?vident, ni m?me probable, que l'?nergie absorb?e soit enti?rement transform?e par le r?cepteur en la forme que nous d?sirons observer; une partie de cette ?nergie peut se trouver transform?e en chaleur, en ?mission de rayonnements secondaires qui, suivant le cas, seront ou ne seront pas utilis?s pour la production du ph?nom?ne observ?, en action chimique diff?rente de celle que l'on observe, etc., et, l? encore, l'effet utile du r?cepteur, pour le but que nous nous proposons, d?pend essentiellement de la nature de ce r?cepteur.

Comparons deux ?chantillons radioactifs dont l'un contient du radium et l'autre du polonium, et qui sont ?galement actifs dans l'appareil ? plateaux de la figure 1. Si l'on recouvre chacun d'eux d'une feuille mince d'aluminium, le second para?tra consid?rablement moins actif que le premier, et il en sera de m?me si on les place sous le m?me ?cran fluorescent, quand ce dernier est assez ?pais, ou qu'il est plac? ? une certaine distance des deux substances radioactives.

Les rayons d'un m?me groupe peuvent avoir un pouvoir de p?n?tration qui varie dans des limites tr?s ?tendues, comme cela a ?t? prouv? pour les rayons ?.

Imaginons l'exp?rience suivante: le radium R est plac? au fond d'une petite cavit? profonde creus?e dans un bloc de plomb P . Un faisceau de rayons rectiligne et peu ?panoui s'?chappe de la cuve. Supposons que, dans la r?gion qui entoure la cuve, on ?tablisse un champ magn?tique uniforme, tr?s intense, normal au plan de la figure et dirig? vers l'arri?re de ce plan. Les trois groupes de rayons ?, ?, ? se trouveront s?par?s. Les rayons ? peu intenses continuent leur trajet rectiligne sans trace de d?viation. Les rayons ? sont d?vi?s ? la fa?on de rayons cathodiques et d?crivent dans le plan de la figure des trajectoires circulaires dont le rayon varie dans des limites ?tendues. Si la cuve est plac?e sur une plaque photographique AC, la portion BC de la plaque qui re?oit les rayons ? est impressionn?e. Enfin, les rayons ? forment un faisceau tr?s intense qui est d?vi? l?g?rement et qui est assez rapidement absorb? par l'air. Ces rayons d?crivent, dans le plan de la figure, une trajectoire dont le rayon de courbure est tr?s grand, le sens de la d?viation ?tant l'inverse de celui qui a lieu pour les rayons ?.

Si l'on recouvre la cuve d'un ?cran mince en aluminium, , les rayons ? sont en tr?s grande partie supprim?s, les rayons ? le sont bien moins et les rayons ? ne semblent pas absorb?s notablement.

L'exp?rience que je viens de d?crire n'a pas ?t? r?alis?e sous cette forme, et l'on verra dans la suite quelles sont les exp?riences qui montrent l'action du champ magn?tique sur les divers groupes de rayons.

Le fait que le champ magn?tique agit sur les rayons ?mis par les substances radioactives a ?t? d?couvert presque simultan?ment par MM. Giesel, Meyer et von Schweidler et Becquerel. Ces physiciens ont reconnu que les rayons des substances radioactives sont d?vi?s par le champ magn?tique de la m?me fa?on et dans le m?me sens que les rayons cathodiques; leurs observations se rapportaient aux rayons ?.

M. Curie a montr? que le rayonnement du radium comporte deux groupes de rayons bien distincts, dont l'un est facilement d?vi? par le champ magn?tique alors que l'autre reste insensible ? l'action de ce champ .

M. Becquerel n'a pas observ? d'?mission de rayons genre cathodique par les ?chantillons de polonium pr?par?s par nous. C'est, au contraire, sur un ?chantillon de polonium, pr?par? par lui, que M. Giesel a observ? pour la premi?re fois l'effet du champ magn?tique. De tous les ?chantillons de polonium, pr?par?s par nous, aucun n'a jamais donn? lieu ? une ?mission de rayons genre cathodique.

Le polonium de M. Giesel n'?met des rayons genre cathodique que quand il est r?cemment pr?par?, et il est probable que l'?mission est due au ph?nom?ne de radioactivit? induite dont il sera question plus loin.

Voici les exp?riences qui prouvent qu'une partie du rayonnement du radium et une partie seulement est constitu?e par des rayons facilement d?viables . Ces exp?riences ont ?t? faites par la m?thode ?lectrique.

Le corps radioactif envoie des radiations suivant la direction AD entre les plateaux P et P'. Le plateau P est maintenu au potentiel de 500 volts, le plateau P' est reli? ? un ?lectrom?tre et ? un quartz pi?zo?lectrique. On mesure l'intensit? du courant qui passe dans l'air sous l'influence des radiations. On peut ? volont? ?tablir le champ magn?tique d'un ?lectro-aimant normalement au plan de la figure dans toute la r?gion EEEE. Si les rayons sont d?vi?s, m?me faiblement, ils ne p?n?trent plus entre les plateaux, et le courant est supprim?. La r?gion o? passent les rayons est entour?e par les masses de plomb B, B', B" et par les armatures de l'?lectro-aimant; quand les rayons sont d?vi?s, ils sont absorb?s par les masses de plomb B et B'.

Les r?sultats obtenus d?pendent essentiellement de la distance AD du corps radiant A ? l'entr?e du condensateur en D. Si la distance AD est assez grande , la plus grande partie des rayons du radium qui arrivent au condensateur sont d?vi?s et supprim?s pour un champ de 2500 unit?s. Ces rayons sont des rayons ?. Si la distance AD est plus faible que 65mm, une partie moins importante des rayons est d?vi?e par l'action du champ; cette partie est d'ailleurs d?j? compl?tement d?vi?e par un champ de 2500 unit?s, et la proportion de rayons supprim?s n'augmente pas quand on fait cro?tre le champ de 2500 ? 7000 unit?s.

La proportion des rayons non supprim?s par le champ est d'autant plus grande que la distance AD entre le corps radiant et le condensateur est plus petite. Pour les distances faibles les rayons qui peuvent ?tre d?vi?s facilement ne constituent plus qu'une tr?s faible fraction du rayonnement total.

Les rayons p?n?trants sont donc, en majeure partie, des rayons d?viables genre cathodique .

Avec le dispositif exp?rimental qui vient d'?tre d?crit, l'action du champ magn?tique sur les rayons ? ne pouvait gu?re ?tre observ?e pour les champs employ?s. Le rayonnement tr?s important, en apparence non d?viable, observ? ? petite distance de la source radiante, ?tait constitu? par les rayons ?; le rayonnement non d?viable observ? ? grande distance ?tait constitu? par les rayons ?.

Lorsque l'on tamise le faisceau au travers d'une lame absorbante , les rayons qui passent sont presque tous d?vi?s par le champ, de telle sorte qu'? l'aide de l'?cran et du champ magn?tique presque tout le rayonnement est supprim? dans le condensateur, ce qui reste n'?tant alors d? qu'aux rayons ?, dont la proportion est faible. Quant aux rayons ?, ils sont absorb?s par l'?cran.

Une lame d'aluminium de 1/100 de millim?tre d'?paisseur suffit pour supprimer presque tous les rayons difficilement d?viables, quand la substance est assez loin du condensateur; pour des distances plus petites , deux feuilles d'aluminium au 1/100 sont n?cessaires pour obtenir ce r?sultat.

On a fait des mesures semblables sur quatre substances radif?res d'activit? tr?s diff?rente; les r?sultats obtenus ont ?t? tr?s analogues.

On peut remarquer que, pour tous les ?chantillons, les rayons p?n?trants d?viables ? l'aimant ne sont qu'une faible partie du rayonnement total; ils n'interviennent que pour une faible part dans les mesures o? l'on utilise le rayonnement int?gral pour produire la conductibilit? de l'air.

On peut ?tudier la radiation ?mise par le polonium par la m?thode ?lectrique. Quand on fait varier la distance AD du polonium au condensateur, on n'observe d'abord aucun courant tant que la distance est assez grande; quand on rapproche le polonium, on observe que, pour une certaine distance qui ?tait de 4cm pour l'?chantillon ?tudi?, le rayonnement se fait tr?s brusquement sentir avec une assez grande intensit?; le courant augmente ensuite r?guli?rement si l'on continue ? rapprocher le polonium, mais le champ magn?tique ne produit pas d'effet appr?ciable dans ces conditions. Il semble que le rayonnement du polonium soit d?limit? dans l'espace et d?passe ? peine dans l'air une sorte de gaine entourant la substance sur l'?paisseur de quelques centim?tres.

Il convient de faire des r?serves g?n?rales importantes sur la signification des exp?riences que je viens de d?crire. Quand j'indique la proportion des rayons d?vi?s par l'aimant, il s'agit seulement des radiations susceptibles d'actionner un courant dans le condensateur. En employant comme r?actif des rayons de Becquerel la fluorescence ou l'action sur les plaques photographiques, la proportion serait probablement diff?rente, une mesure d'intensit? n'ayant g?n?ralement un sens que pour la m?thode de mesures employ?e.

Les rayons du polonium sont des rayons du genre ?. Dans les exp?riences que je viens de d?crire, on n'a observ? aucun effet du champ magn?tique sur ces rayons, mais le dispositif exp?rimental ?tait tel qu'une faible d?viation passait inaper?ue.

Des exp?riences faites par la m?thode radiographique ont confirm? les r?sultats de celles qui pr?c?dent. En employant le radium comme source radiante, et en recevant l'impression sur une plaque parall?le au faisceau primitif et normale au champ, on obtient la trace tr?s nette de deux faisceaux s?par?s par l'action du champ, l'un d?vi?, l'autre non d?vi?. Les rayons ? constituent le faisceau d?vi?; les rayons ? ?tant peu d?vi?s se confondent sensiblement avec le faisceau non d?vi? des rayons ?.

Si le champ est dirig? vers l'arri?re de ce plan, la partie BC de la plaque se trouve impressionn?e par des rayons qui, ayant d?crit des trajectoires circulaires, sont rabattus sur la plaque et viennent la couper ? angle droit. Ces rayons sont des rayons ?.

M. Becquerel a montr? que l'impression constitue une large bande diffuse, v?ritable spectre continu, montrant que le faisceau de rayons d?viables ?mis par la source est constitu? par une infinit? de radiations in?galement d?viables. Si l'on recouvre la g?latine de la plaque de divers ?crans absorbants , une portion du spectre se trouve supprim?e, et l'on constate que les rayons les plus d?vi?s par le champ magn?tique, autrement dit ceux qui donnent la plus petite valeur du rayon de la trajectoire circulaire, sont le plus fortement absorb?s. Pour chaque ?cran l'impression sur la plaque ne commence qu'? une certaine distance de la source radiante, cette distance ?tant d'autant plus grande que l'?cran est plus absorbant.

?talons la substance radioactive sur l'un des plateaux d'un condensateur, ce plateau ?tant reli? m?talliquement ? la terre; le second plateau est reli? ? un ?lectrom?tre, il re?oit et absorbe les rayons ?mis par la substance. Si les rayons sont charg?s, on doit observer une arriv?e continue d'?lectricit? ? l'?lectrom?tre. Cette exp?rience, r?alis?e dans l'air, ne nous a pas permis de d?celer une charge des rayons, mais l'exp?rience ainsi faite n'est pas sensible. L'air entre les plateaux ?tant rendu conducteur par les rayons, l'?lectrom?tre n'est plus isol? et ne peut accuser que des charges assez fortes.

Pour que les rayons ? ne puissent apporter de trouble dans l'exp?rience, on peut les supprimer en recouvrant la source radiante d'un ?cran m?tallique mince; le r?sultat de l'exp?rience n'est pas modifi?.

A vrai dire, dans ces exp?riences, on observe toujours une d?viation ? l'?lectrom?tre, mais il est facile de se rendre compte que ce d?placement est un effet de la force ?lectromotrice de contact qui existe entre le plateau reli? ? l'?lectrom?tre et les conducteurs voisins; cette force ?lectromotrice fait d?vier l'?lectrom?tre, gr?ce ? la conductibilit? de l'air soumis au rayonnement du radium.

Nous avons sans plus de succ?s r?p?t? cette exp?rience dans l'air en faisant p?n?trer les rayons dans l'int?rieur d'un cylindre de Faraday en relation avec l'?lectrom?tre.

Le dispositif du cylindre de Faraday n'est pas n?cessaire, mais il pourrait pr?senter quelques avantages dans le cas o? il se produirait une forte diffusion des rayons par les parois frapp?es. On pourrait esp?rer ainsi recueillir et utiliser ces rayons diffus?s, s'il y en a.

On pouvait d?j? se rendre compte, d'apr?s les exp?riences qui pr?c?dent, que la charge des rayons du produit radiant employ? ?tait faible.

Pour constater un faible d?gagement d'?lectricit? sur le conducteur qui absorbe les rayons, il faut que ce conducteur soit bien isol? ?lectriquement; pour obtenir ce r?sultat, il est n?cessaire de le mettre ? l'abri de l'air, soit en le pla?ant dans un tube avec un vide tr?s parfait, soit en l'entourant d'un bon di?lectrique solide. C'est ce dernier dispositif que nous avons employ?.

Share on: WhatsApp @Hash Facebook Tweet