Sur le coefficient d'absorption du rayonnement β de l'uranium Y

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Sur le coefficient d’absorption du rayonnement β de

l’uranium Y

Z.V. Erchova

To cite this version:

SUR LE COEFFICIENT D’ABSORPTION DU

_{RAYONNEMENT 03B2}

DE

L’URANIUM

Y

Par Mme Z. V. ERCHOVA.

Laboratoire Curie de l’Institut du

_Radium,

Paris.

Sommaire. 2014 La détermination du coefficient d’absorption du rayonnement de UY a mis en évidence deux groupes de rayons 03B2 avec coefficients _{d’absorption 03BC/03C1} = _19,6 et 216 cm2 _{g -1.} La constante radioac-tive de l’U Y a été trouvée égale à 03BB = _2,90. 10-2 heure-1.

L’uranium

Y a _{été découvert par Antonoff}

₍₁₎

en

1911 ;

sa

_période

est de

_24,6

h. Le coefficient

d’absorp-tion de son

_rayonnement

n’a donné lieu

_{jusqu’ici qu’à}

une détermination

_{approximative :}

yAi = 300

env. Comme l’uranium

Xi,

l’uranium Y se forme à

_partir

de l’uranium et ils sont tous les deux des

iso-topes

du thorium. La formation simultanée des deux

isotopes

se fait dans un

_rapport

U Y : U

X~

= 3 : 97

(en

atomes)

(2).

Compte

tenu de la différence des constantes de

désintégration

des deux

_{isotopes (À ==}

_{2,8~ .14-~}

et

0, 1 175.10-2 h-1

pour,

respectivement,

on

_peut

_fixerpour

TJ

_{Y un temps}

de formation

_optimum

pour son extraction. Les deux facteurs à considérer sont : le

_rapport

U

_{YIU (X, +X2)}

de la source et la

quantité

absolue de U

_{Y présent}

dans la source. Le

tableau ci-dessous montre comment ces deux

quanti-tés varient avec le

_{temps :}

On _{voit que le}

_rapport

_(~e

_colonne)

décroît

lente-ment,

alors que l’accumulation de U Y

(3e

colonne)

est

très

_rapide.

D’autre

_part,

le

_temps

de formation ne

doit pas être

trop

court,

afin de n’avoir pas affaire à des

_{quantités trop}

faibles,

incommodes pour deux

raisons : 1. Difficulté de faire les mesures

_lorsque

U Y

est en très faible

_quantité;

2. Difficulté d’extraction

quantitative

de

_{U (}

_Y+

_X)

en

_quantité

_trop

faible

vis-à-vis du volume de la solution-mère.

Ce _{raisonnement est confirmé par les} mesures

(co-lonne

₄₎

qui

indiquent

bien un intervalle de 15-20

h-comme le

_plus

favolable pour l’extraction de U 1-. J’ai obtenu ainsi des

_{préparations}

dont le

_rayonnement

contenait de 20 à 40 pour 100

(en

courant

_{d’ionisation~.}

de rayons issus de U

Y,

tandis que dansles sources

pré-parées

après

une accumulation de ?j0-70

_h,ce

pourcen-tage

tombe à 10-12 pour 1CO. Une formation

_trop,

courte,

de l’ordre de 2-4

_l2,

conduit à des

_quantités

d’UFtrop

faibles pour être mesurées.

Préparation

des sources. - Je me suis

servie-du nitrate

_d’uranyle

comme matière

_première.

On

dis-sout _{20U-250 g de} ce sel dans 500 em3 d’eau et on

élimine turan1’um

_(X1

+

Y)

par entraînement avec le

fer,

en

_ajoutant

à la solution

_d’uranyle

d’abord

_0,5

_g

de

_(NÛ3)3Fe

en solution

acidebouillante, puis de

l’ammo-niaque

à 10 pour

1 üojus qu’à précipitation

du fer. On filtre sur un büchner et on

_{mesurel’activité ~}

de

_{l’hydroxyde}

ferrique

résiduel. Cette

_opération

est

_répétée

10-15 fois.

jusqu’à

obtention d’un

_{précipité ferrique}

inactif ou

presque; dans le cas d’une activité

_persistante,

le résidu

_{d"UY peut}

être _{éliminé par}

_adsorption

sur du charbon actif. Une fois débarrassée

_d’UX,

la solution

est additionnée d’HCl et abandonnée

_pendant

un

inter-valle de

_temps

_{nécessaire pour l’accumulation d’U} ~

(voir ci- dessus).

de l’uranium Y en vue des mesures se

faisait

_également

_{par entraînement} avec le

fer,

préci-pité

par

1’H3

à 5 pour 100. Comme le traitement

pré-cédent laisse dans la solution une certaine

_quantité

de fer

_(les

filtrations

_répétées

la

diminuent,

mais ne

l’an-nulent

_pas),

une

_{première précipitation}

d’U

Ypeut

étre-faite sans l’addition de fer. On rend la solution faible-ment alcaline et on

_chauffe;

à

_{l’apparition}

d’un trouble

502

on

_ajoute

encore

_quelques

cm3 de

NH3

à 5 pour 100 pour assurer une

_{précipitation complète.}

On continue à chauffer et

_{l’hydroxyde}

_précipite

en entraînant avec lui l’uranium

(X +

Y).

Toutefois,

on ne

_peut

_{pas être}

sûr d’avoir adsorbé ain si la

totalité,

ni même la

ma-jeure

partie

d’U Y ; pour

cette

_raison,

il est

recom-mandé de

_répéter

cette

_{opération 2}

ou 3 fois

_(3).

La

_{précipitation}

du fer par

l’ammoniaque

s’accom-pagne d’une

légère précipitation

d’uranium. Pour éli-miner ce dernier il

_faut,

_après

_filtration,

redissoudre le

_précipité

_{d’hydroxyde}

dans de l’HCI et

_précipiter

de

nouveau avec _{du carbonate d’ammonium. Cette fois il}

faut bien veiller à ce _{que la}

_{précipitation}

du fer soit

complète,

car tout résidu de fer resté dans la solution

peut

retenir de l’uranium Y. On filtre de nouveau sur

büchner et on met le

_précipité

dans l’étuve.

L’épaisseur

du

_précipité

sur le filtre était au

maxi-mum de 5 mg de substance par cm2. Une couche

plus

fine et

_{plus homogène}

est difficile à

_obtenir;

_{pour la} même

_raison,

je

ne

_transportais

pas

l’hydroxyde

fer-rique

sur une

plaque

métallique

et faisais toutes les

mesures avec les filtres.

Fig, 1.

Mesures. - Je me suis servie d’un électromètre

Pohl avec une chambre d’ionisation à fond recouvert

d’aluminium

_(épaisseur

_0,(l0~

_mm).

La source était

placée

sous la chambre à une distance de

1,3

cm. Les écrans absorbants étaient

_placés

sur un anneau de

paraffine

entourant la source, à une distance fixe de

celle ci et sans

_jamais

la toucher

_(4).

Durant la détermination des courbes

_{d’absorption,}

les

_{caractéristiques}

de

_l’appareil

_(mouvement

_propre

et

_{sensibilité,}

mesurée avec un étalon de

_Ra)

étaient relevées à

_plusieurs

_reprises.

Tous les résultats étaient réduits à une même unité

_(comparaison

avec l’élalon de

_Ra),

_{déduction faite du mouvement propre. La} sensibilité de l’électromètre était de 1 _{division par}

min pour

0~54.~0-~

g

Ra,

à 4 pour 100

près.

L’activité [3

des

_{préparations}

de l’uranium

_{(Y +}

_X)

était mesurée

_pendant

les deux

_premiers

_{jours, puis}

7-8 j après, lorsque

la

_quantité

résiduelle de U

_J’

pou-vait être

_négligée.

Comme substances

absorbantes,

j’ai employé

l’aluminium et la

_cellophane.

Résultats. -

Les valeurs trouvées pour le coPffi-cient

_{y. résullen}

t d’un

_grand

nombre de mesures; les

points portés

sur les courbes de la

_{figure 2}

représen-tent _{des moyennes tirées de}

_plusieurs

_expériences

avec des sources d’intensité différente. A titre

d’exemple,

la

_figure

1

_représente

les résultats

Courbe 1. -

Absorption

du

_{ray.onnement fi}

de

U ( Y -J- X)

dans Al en fonction de

l’épaisseur

de l’écran. Courbe II. -

Absorption

du

_{rayonnement ~}

de

U (X,

-f-

X,)

mesurée

_après

la

dispa-rition d’UY. Comme la courbe 1 a

été

_{prise 2}

h

_après

la

_{préparation,}

il

a fallu

_corriger

la courbe II de

façon

à tenir

_compte

de la

_{désintégration}

de U X durant le vieillissement de

la source.

Courbe III. - Différence

(I

-

II),

c’est-à-dire

absorp-tion du

_rayonnement

de l’uranium

~

Y seul.

On voit que la courbe

III,

relative à U Y

_seul,

n’est pas

rectiligne

ainsi

qu’on

aurait dû le trouver dans le

cas d’un

_rayonnement

_{homogène ;}

elle

_peut

être

dé-composée

en droites « a » et « b _o,

_{qui correspondent}

respectivement

aux valeurs

_~/~=

_19,6

et 219

_{cm2g-1 .}

Fiâ. 2.

Une

_{décomposition analogue}

a lieu pour la courbe 11

ici on retrouve les valeurs

_cm2g-1

(courbe

« a’

_»)

et i73

_{emlg-1 (courbe}

« b’ >> 1’ en accord

avec les valeurs

_déjà

connues _{pour l’uranium}

Xl et ":’’’2

(resp.

6,67

et

170).

La

_{figure 2}

_représente

le _{résultat moyen de}

_plusieurs

expériences d’absorption.

Ici aussi on retrouve les

deuxdroites

_{correspondant}

à et 216

on en déduit la

_présence

de deux

_rayonnements

dis-tincts dont les coefficients d’absortion dans Al sont

respectivement

=

52,95

et 585 cm-l.

Dans la

_figure

3,

l’absorption

dans l’aluminium est

comparée

avec

_{l’absorption}

dans la

cellophane.

Les courbes sont

_parallèles

et l’existence _{de deux}

rayonne-ments distincts émis par l’uranium Y est confirmée. Ces courbes ont été faites avec deux sources d’intensité

différente.

Afin de rechercher une

_composante

_plus

_pénétrante

dans le

_rayonnement

de U

Y,

les mêmes sources

(con-tenant 30 à 40 pour 100 de U Y en

_{rayons ’l)}

ont été

Fig. ~.

examinées au

_compteur

_{Geiger-Müller.}

La

_paroi

du

compteur

avait environ 1 mm

_{d’épaisseur ;}

les écrans étaient en aluminium

_{(0,6 g.cm-~).}

On _{trouve que les}

points

obtenus avec une source

_âgée

de 7 h

(ura-nium

_{X --}

_Y)

et ceux obtenus avec une source

_âgée

Fig-. 4.

de

_{15 j}

_(uranium

X

_seul;

chiffres

_corrigés

de

_façon

à tenir

_compte

de la

_{désintégration}

de

_{U X) sont}

situés

au

_voisinage

d’une même droite. Par

_conséquent,

ce

rayonnement

appartient

à l’uranium .Y. La

pente

de la droite donne un

cm-1,

voisin de la

va-leur connue _{pour l’uranium}

_.L¥2’

_(-LAI = 18 cm-’. Cette méthode ne m’a pas

permis

de retrouver le

rayonnement y de

l’uranium

~I’,

ni en déceler un pour

504

En même

_temps

_{que le} coefficient

d’absorption, j’ai

mesuré la constante de

_{désintégration}

de U Y. La

figure

4 donne la courbe de

_{décroissance ;}

sa

_pente

correspond

à À _

2,90.i0~ h-1,

en bon accord avec

la valeur admise À _

2,85. fO-:!

h-1.

J’exprime

ma reconnaissance à M. le Professeur A.

_Debierne,

_qui

m’a accueilli dans son laboratoire et

à M’T’e I.

Joliot-Curie,

qui

m’a

_suggéré

le

_sujet

de ce

travail et

_qui

m’a constamment aidée de ses

_précieux

conseils.

Manuscrit reçu le 28

juillet

1937.

BIBLIOGRAPHIE

(1) G. N. ANTONOFF. Phil. _Mag, 1911, 22, 419; 1913, 26, 1058.

(2) O. HAHN et L. MEITNER.

_Phys.

_{Z., 1919, 20,} 529.

(3) G. N. ANTONOFF. Le Radium, 1913, 10, 406.