HAL Id: jpa-00242160
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Submitted on 1 Jan 1905
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Mémoires de S. Meyer et R. v. Schweidler)
Léon Bloch
To cite this version:
Léon Bloch. Recherches sur les substances radioactives (Extraits des Mémoires de S. Meyer et R.
v. Schweidler). Radium (Paris), 1905, 2 (12), pp.389-392. �10.1051/radium:01905002012038901�.
�jpa-00242160�
que 1 gramme de bromure de radium pur pendant
un temps T produit une quantité Q d’éinanatioii : il est alors évident que dans l’échantillon de minerai étudié il existe une quantité de radium qui, s’il est à
l’état de bromure dans le minerai, représente un
poids
P = I’o IoX 1 3600 Q
grammes de bromure de ra- dium pur.Cette méthode de mesure, que l’on utilise comme courant de comparaison le courant initial 20 ou le
courant 10 obtenu par extrapolation, n’est évidcmment
applicable conformément à la description que j en ai
donnée que pour l’émanation du radium : afin de s’assurer que, dans un minerai, on a réellement
affaire à l’émanation du radium, on peut seriner que les lois de diminution de l’émanation et de l’activité induite relatives à ce minerai concordent avec les mêmes lois se rapportant au radium : c’est-à-dire que l’émanation doit diminuer de moitié en 4 jours 1 et
la radioactivité induite en 28 minutes : ces lois peu-
vent s’observer par l’inclinaison de la partie recti- ligne de la figure 2 et par des mesures du courant dans l’appareil après que l’émanation en a été chassée.
Dans la pratique on pourra employer pour l’éta-
lonnage du condensateur une solution d’environ 1/100
de millibramme de bromure de radium pur : cette so-
lution, introduite dans un flacon barbotteur d’un grand
. volume par rapport au volume de la solution, sera balayée pendant quelques minutes par un courant d’air qui en chassera l’émanation possible. Puis on
fermera le flacon et on laissera ainsi séjourner la
solution en vaste clos pendant un temps T rlue l’on
mesurera. Au bout du temps T. émanation produite
est entrainée dan: le condensateur par un courant d’air : â cet effet, on fait au préalable le vidt’ lLu., le condensateur et on y laisse peu a peu rentrer l’air à travers le flacon renfermant la solution.
Les mêmes opérations seront effectués avec une
solution contenant plusieurs grammes du minerai étudié.
Ces mesures de la radioactivité par 1 émanation
sont d’une extrême sensibilité 1 et, pour terminer, je me
hasarderai a donner une représentation grossière (lui
fasse ressortir la raison de la dinerence des sensibi- litt’s entre cette méthode et celle qui consiste a me- surer l’activité du corps solide entre les plateaux d’un
condensateur plan : en effet, dans les deux cas la ra-
dioactivité est mesurée par l’ionis3tion d’un certain volume d’air; dans les deux cas on peut en visager que c’est 1 émanation et l’activité induite qui produisent
le rayonnement ionisant puisque nous savons que le sel de radium privé de son émanation n’a qu’une
très faible radioactivité; or, puisque le corps radio- actif absorbe facilement ces rayonnements, il ne peut
ioniser le gaz que par les rayons issus de sa surface : c*est-à-dire qu’une très faible quantité de l’émanation
emmagasinée dans le sel solide entre seulement en jeu; tandis que si nous chassons l’émanation hors du sel et si nous la mèlons iiitimeiiient au gaz qu’elle
doit ioniser, la totalité de l’émanation et b radioacti- vité induite qu’elle crée entrent en jeu par leurs
rayonnements et il semble ainsi naturel que la sen- sibilité de la mesure en soit accrue considérable- ment.
A. Laborde, Préparateur au laboratoire de M. Curie.
Recherches
sur lessubstances
radioactives (Extraits des Mémoires de S. Meyer et R. v. Schweidler.)LES
récentes communications de S. Meyer etR.v. Schweidler sur les substances radioactives
présentent un grand intérêt d’actualité. Elles
sont à rapprocher des dernières publications de
Rutherford 2 sur les produits de transformation lente du radium, et des recherches de Godlewski 3 sur l’ arti- nium. Disons tout de suite que les résultats obtenus
1. L’émanation du radium disparaît et) effet suivant la loi
exponentielle :
It = It’ e-a(t-t’)
dans laquelle I1 et I1 sont les mesures d’intensité de courant aux instants t et t’ : a=2.012.10-6 si t est exprimé en
secondes.
2. Voir le Radium, oct. 190:1.
5. d° , août 1905.
par ces différents auteurs présentent un accord remar- quable, si l’on songe d’une part à la différence de leurs méthodes, d’autre part à l’origine différente des 1 . J’Cll donnerai une idée en disant que dans un condensateur
cylindrique présentant un volume de 3 litres environ hauteur 26cm. 6. - dannêtre 12 . 1 milligrame-annule d, em mation voir ci-dessus produit un courant de salutation de 0.21 unités
electro-statistique Comme. d’autre part. Il est possible de me-
surer aisement des courants 100 fois plus faibles et comme on peut laisser en digestion le sel de radium étudie jusqu’à ce qu’il soit en équilibre radioactif c’est à dire jusqu’à ce qu’il ait
produit la quantité d’emanation qu’il degagerait en 138 heures, soit 8280 minutes s’il ne se detruisait pas spontanement, on
voit facilement que de permettrait deducter des quantités
de bromure de l’ordre de grandeur de 1 100X8220 milligrammes.
soit. 1X 10-9 grammes.
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/radium:01905002012038901
substances qu’ils ollt utilisas. Il est possible, à la suite
de ces travaux, de se faire une idée sur la question tant
controversée des éléments radioactifs: il semble bien,
dans l’état actuel de la science, qu’en dehors du
thorium (qui n’a rien a voir avec les produits tirés
de la pechblende) il n’existe que deux éléments radio- actifs distincts : le radium et l’actinium. Tous les corps désignés sous le nom de Radiotellure, Plomb radioactif, Polonium, En1aniun1, etc., sont ou bien
identiques à l’un des précédents, ou identiques tl 1 un
de leurs produits de transformation.
Les recherches de Meyer et v . Sch«leidler sur l’ac- tinium se réfèrent h un produit tiré des terres rares de
la pechblende et qui leur a été fourni comme étant de
l’actinium par MM. Haitinger et Ulrich. Lc premier point à établir était l’identité de ce produit avec l’ac-
tinium de Debierne. On s’assura d’abord de l’ahsencc a peu près complète d’impuretés renfermant du radium.
A cet effct on mesura à l’électromètre la quantité
d’émanation du radiunl dégagée par unité de temps,
et on constata qu’un gramme de la solution concentrée était équivalent a 5 grammes de minerai d’uranc ou
à 7. 10-8 grammes de bromure de radium pnr. Les
impuretés radifèrcs existent donc, mais en quantité négligeable.
L’émanation de l’actinium se détruit trop rapidc-
ment pour qu’il soit aisé de déterminer avec précision
le temps qu’elle 111et à diminuer de moitié, ou ce que
nous appellerons sa constante cIe temps. Dcbierne
donne pour une de ses préparations le nombre
5,9 secondes. Miss Brooks avec une préparation de
Giesel a trouvé 5,7 secondes. Le produit étudié donnait
une émanation qui disparaissait en quelques secondes,
comme il était facile de s’en assurer, soit li l’électro- mètres, soit à l’écran phosphorescent. On n’a pas jugé
nécessaire de faire une mesure quantitative.
La décroissance de l’activité induite est pllls facile
à mesurer, et la constante de temps qui la caractérise
permet avec plus de sécurité d’identifier deux subs- tances radioactives. Les déterminations de cette cons-
tante publiées jusqu’ici sont rares et assez discordantes.
Debierne donne 40 min., H. Brooks, d’après Ruther- ford, trouve il minutes ; tandis flll’EISter et Geitel
donnent :34,4 minutes, et tout récemment H. J. Bron- son 1 337 iiiinutes. Cette nouvelle détermination
s’imposait donc, et le résultat des expériences entre- prises dans ce sens est représenté par les courbes de la figure 1.
Les six courbes de cette figure correspondent à six
temps d’exposition différents a l’émanation de l’acti- iiiiini, ces temps variant de 5 minutes jusqu’à
16 heures. Comme on a porté en abscisses les temps
et eii ordonnées les logarithmes des activités, l’allure rectingne que prennent le courbes après les premières
minutes d observation est une preuve que 1 activité
1. II. j. BRONSON. Sill. Juan.19 p.185 1095
diminue suivant une loi exponentielle, dont le coeffi-
cient peut se calculer aisément d’apr ès l’inclinase de la courbe. Si l’on néglige les perturbations qui
existent dans les premiers momcnts, et dont l’origine
doit être re(-herchée dans la cause indiquée ci-dessous,
Il
Fjg. 1. - Décroissante de la radioactive induite par l’éinana- 1ion de l’actinium. La durée de l’activation est inscrite sur
chaque courhe. La courbe II est obtenue avec une lame
chargée négativement pendant l’activation.
on constate que la loi exponentielle est très exacte-
ment vérifiée, mais que la valeur de la constante
de temps diffère assez sensiblement d’une courbe à l’autre.
Voici la série des valeurs obtenues pour les six courhes de la figurc 1 et pour les courbes, a, b, c, ri, de la figure 2.
La moyenne est 33,8 ou sensiblement 56. Les écarts maximum sont plus petits que ceux des nam-
bres d’Elster-Ceitel et de Debierne-Brooks. Mais il est
remarquable qu’ils dépassent notablement les erreurs
d’expérience. La cause de cette anomalie est demeurée
cachée.
Les perturbations initiales s’expliquent très bien
dans la théorie de la désintégration de Rutherfard en
admettant deux changements successifs : il se forme- rait d’abord une substance inactrBe (rayless) dont la
constante de temps serait de i41 (ou de 36) minutes.
C*est la destruction graduelle de cette substance qui
donnerait licu à la substance activée, dont la constante de temps serait de 1,5 minutes seulement. Cette ingé-
nieuse lupothese a reçu une importante confirmation du fait ilu’il a été possible de séparer par électrohsc
ces deux substances l’une de l’autre.
àlejer et V. Schweidier effectuent, au moins partiel- lement, la mème séparation par le simple effet d une élévation de température.
C’est ce qui ressort clairement des courbes de la
figure 2. La partie pointillée sur les courbes d et e
correspond au temhs du cbaunage. Gelni-ci s est
Fig. 2. - Effet de la chalcue sur des lames activée5 par l’éma- nation de l’actinium. Les lettres a, b, c, d, p du ttvtc ,e rapportent aux courbes ci-clessus, comptées de bas cn iiaul. l,a parlie pointillée de d et de e corrcspond au dmps d> chau1’- f’p c .
effectué au rouge sOIl1bre sur des lames métalliques
activées par induction. On voit que l’allure des courbes
après ce chauffage n’est pas modifiée sensiblement.
Au contraire, si l’on chauffe au rouge vif, on voit
(courbes a, b, c,) que l’actnte est considérablement diminuée et que le taux de décroissance, fortement accru, ne reprend qu’avec le temps sa valeur primitive.
Les tangentes aux courbes, aux points qui slliBt’I1t
immédiatelnellt le chauffage, donnent pour la ialiir de la constante les nombres 4,1 et ,6, dont la moyenne est 1,5 minutes.
Ce résultat est en parfait accord avec celui de Brooks- Ilutherford, si l’on adnlet que pendant le Les chauffage is substance inactive est partiellement volatilisée.
que la substance qui po...spdc la constant’’ 13 r ser iialtérée.
Les corps activité, lnl’ l’actinium émettênt aussi des
l’a qui sont en première approximation propor-
tionnel au rayonnement total. Une femille de papier d’étain dtr 25 u laisse passer 1.5 pour 100 de’ ces
rayons. On n’a pu décider encore à laquelle de’ deux
Substance ci-dessus appartient le rayonnement 8 .
On a pu précipiter par l’ammoniaque un corps ·
identique de toti, points al l’actinium X. La constante .de temps est en très bon accord avec celle (pu a été
donnée par Godiewski.
Une capsule de fer activée pendant 48 jours, l’ui--
abandonnée à elle-même pendant longuetemps possé
dait une activité résiduelle faible et ii peu près cons-
tante. Cette activité ne semble pas pouvoir se rapporter
aux impuretés radiféres contenues dans l’actium.
Finalement Meyer et v. Schweidler ont repris les expériences de Debierne 1 relative à du champ magnétique sur les ((ions activants )) ou particules positinBs transportant la radioactivité induite. Sur ce
point leurs rhallltats sont entièrement opposés à ceux
de Delierlle : l’action du champ magnétique (10 000
C. G. S. environ) leur a semblé entièrement (apri-
cieuse et r effet observé par Debierne pourrait llit’n
être du aux défauts de symétrie ou a l’action des courants d’air.
S’il est impossible à présent de mettre en doute
l’existence de l’actiniiiiii comme élément radioactif, ou
n’en saurait dire autant des différentes substances.
radioplomb, radiotellure. polonium, etc., qui ont pen- dant quelque temps prétendu à ce titre. Les travaux de Meyer et V. Schweidler viennent ici complètement
a l’appui de (’eux de Rutherford, et l’on peut dire avec
celui-ci que les différentes substances désignées ci- dessus sont des mélanges plus ou moins complexes
de produit appartenant ton, ;1 la fainilll’ du radium)).
l.es auteurs ont déjà trouvé précédemment qu’un
échantillon de radiotellure et un précipité tiré d’un radioplomb de Hofmann possédaient même constante de temps. égale à 133,5 jours à peu près. Le radio- plomb qu’ils étudient maintenant est un précipité de
chlorure de plolld) extrait directement d’une solution radifère. Ce précipité contient du radium, et si, après redissolution, on "(’11 sert pour activer une lame
métallique, on observe au moins dans les premiers
temps. les phénomènes caractéristiques de l’activation par le radium apparition des radium A et C de Rutherford. Mais en suivant le procédé indiqué par
Hofmann. Gondor et Wolh, il est possible d’obtenir
des lames qui finissent par présenter la loi de desac-
tivation caractéristique du plomb radioactif. Les résultats suivants sont quantativement d’accord avec
ceux de Holimann. Gonder et Wohl.
I. DFBIERNE. C.R..130 2. Meyer et V. SCHWER 3. Voir le Radium janv 1900.
1 Lu fil d argent a été activé en solution chaudt’
pl’ndanL Í heures. Au lout de 55 jours on a com-
meiicé à étudier l’activité x (le fil étant enveloppé de papier d’étain). On a trouvé que cette activité décrois- sait suivant une loi exponentielle, tombant de moitié
en 115 jours environ.
Ce résultat pouvait se prévoir d’après la théorie de Rutherford : au bout de ce tenlps il ne subsiste en
effet sur le fil que le corps appelé radium F, qui émet
des rayons x, et diminue de moitié en 1£3 ,jours en-
viron. On verrra plus loin pourquoi le nombre 115
est trop faible
2° Une laine de palladium, activée pendant 6 heures
comme le fil précédant, s’est comportée tout à fait de
même : seulement la constante de désactivation a été de 109 jours au lieu de 115.
5° Une lame semblable, activée pendant 24 heures,
et observée sous une double feuille de papier d’étain
afin d’avoir une sensibilité moyenne, a conduit à la valeur de la constante l= 132 jours.
4° Une lame, activée deux heures, présente d’abord
une rapide décroissance, puis une ascension vers un maximum, et enfin une diminution lente et régu-
lière. Cette dernière portion de la courbe semble, en première approximation, donner la valeur 13J de la
constante. Mais en étudiant de près les écarts, il est
facile de voir qu’ils sont systématiques et qu’ils s’in- terprètent très bien dans l’hypothèse suivantc : la sub- stance à rayons x qui possède la constate 155 jours
dérive d’une substance (ne donnant pas de rayons x)
dont la constante est de 7 jours environ. Ce nombre
est pratiquement identique au nombre 6 jours trouvé
par Rutherford pour le radium E (émettant des rayons
p) dont le radiuln F (énlettant des rayons x) est un
produit de transforlnation.
5° Une lame de palladium, activée pendant 6 jours, puis enveloppée d’une triple feuille de papier d’étain,
n’émet qu’un rayonnement B, qui tomhe de moitié
en 6,5 jours environ. Nous avons ici évidemment
affaire au radium E, avec lllle concordance très bonne avec le nombre de Rutherford. Une lame de
plomb, traitée de même, a donné les mêmes résul-
tats et en plus unc formation graduelle de rayons x,
s’expliquant naturellement par l’apparition du ra-
dium F.
61 De nouvelles expériences furent faites avec du
chlorure de plomb purifié. On fut surpris de constater
d abord que la fraction purifia avait perdu la plus grande partie de son activité x. Mais cette activité
reBint graduellement, augmentant de moitié en
135 jours. On a ici l’équivalent exact de la « recovery
curvc )) de Rutherford pour le radium F.
Tous les résultats qui précèdent sont non seulelncnt
d’accord avec les expériences de Hoffmann, Gonder et Wëlfl, mais encore s’interprètent très bien dans les
hypothèses de Rutherford, qu’on peut résumer ainsi : Le plomh radioactil’ (ou du moins le constituant ac-
tif qu’il renferme) se compose essentiellement d’une substance inactive (rayless), qui est cl’ailleurs un pro- duit normal de transformation du radium (radium D
de Rutherford). Cette substance dégage une substance
à rayons B (radium E) qui possède une constante de
temps comprise entre 6 et 7 jours. C’est du radium E
que se forme le radium F, source des rayons x, pos- sédant une constante de temps voisine de 155 jours.
Il est à remarquer que les deux premières expé-
riences ont fourni des valeurs de la constante du temps (115 et 109) sensiblement trop faibles. Ce sont les
expériences où le corps a été étudié sans enveloppe de papier d’étain. Parmi les causes qui peuvent expliquer
cette divergence on peut citer une perte lente de sub-
stance ou une diminution de la constante de temps ii la
suite du chauffage 1.
Afin de compléter l’accord de leurs expériences avec
celles de Rutherford, Meyer et v. Schweidier se sont
livrés à des mesures de constantes de temps sur des corps activés par l’émanation du radium. Ils ont em-
ployé des creusets de fer, des tubes de fer étirés, un
tube de laiton, des vases de verre, une lame de laiton
on de platine qu’ils plaçaient après activation au voi-
sinage du bouton d’un électroscope chargé. Les vases
de verre ont présenté des irrégularités qui s’expli-
quent par une absorption d’émanation facile à déceler par un nettoyage. Mais d’une manière générale tous
ces corps ont présenté la même loi de désactivation, correspondant â la constante du temps 135,5 jours caractéristique du radium F. L’identité de cette con- stante et de celle qu’on a trouvée soit avec le radio- tellure, soit avec le plomb radioactif, démontre clai-
rement que ces dernières substances ne contiennent pas d’autre constituant actif que les produits normaux
de désintégration du radium et de l’émanation.
Léon Bloch.
1. CURIE et DANNE. C. R. 138. p. 748, 1904.
