Comparaison des spectres de l'émanation du radium obtenus par différents expérimentateurs

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Submitted on 1 Jan 1909

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obtenus par différents expérimentateurs

T. Royds, Gaston Danne

To cite this version:

T. Royds, Gaston Danne. Comparaison des spectres de l’émanation du radium obtenus par différents

expérimentateurs. Radium (Paris), 1909, 6 (2), pp.39-42. �10.1051/radium:019090060203901�. �jpa-

00242328�

surface ^{de l’eau. La deuxième et la} troisième ligne

montrent que le rayonnement ^obtenu par ^réflexions successives sur l’eau est absorbe par ^toutes les lames

étudiées, plus fort que lc rayonnement ^initial.

Tableau IV

Mais dans tous les _cas, même après (luaire réflexions, la transparence ^{est encore notable.} Après cinq ^ré-

flexions à la surface de l’eau, ^le rayonnement ^était déjà ^{si faible} qu’on ^ne pouvait plus ^{effectuer de}

nlcsures précises.

Ces expériences mettent nettement en évidence la réflexion sélective de l’eau en faveur des grandes longueurs ^{d’onde, comme l’avaient} déjà ^{montré nos}

mesures spectroscopiques ; ^{mais elles ne} fournissent

aucun indice sur l’existence de régions ^{de forte} dispersion anomale dans le spectre infra-rouge, ^ana- Jogues ^{à celles} qui ^ont été trouvées pour le quartz, _la fluorine, le sel gemme ^et la sylvine. Ce résultat

négatif peut ^{trouver diverses} explications. ^{D’abord il}

est possible, quoique ^très invraisemblable, _{que l’eau}

ne possède ^pas dé domaine de forte réflexion métal-

lique, étroitement délimité, ^mais que la grande ^valeur

de son indice de réfraction pour les ondes hertziennes est dù à ungrand nombre -de bandes faibles. lleuxième- ment, ^on pourrait supposer qu’il existe dans la région

du spectre, qui peut-être explorée par ^les moyens que

nous avons mis ^{en 0153uvre} ici, ^des régions ^{de forte}

réflexion anormale, ^mais que les rayons ^restants qui

.en résultent sont absorbés totalement _par la vapeur

d’eau de l’atmosphère ^{de la chambre. Notre} dispositif expérimental ^{ne nous} permet pas de rejeter ^entière-

ment cette hypothèse. ^{Il est} virai que nous avons repris

nos expériences ^{à une} température plus ^{basse de l’eau}

et de l’air (5° ^C. environ), ^{sans obtenir un résultat} différent; mais, ^{même dans ce} cas, la quantité ^de

vapeur d’eau qui ^{se trouve sur le} trajet des rayons d’environ 1,2 ^{m. de} long ^{est encore} considérable. En troisième lieu, ^{il reste} l’hypothèse que ^cette région inconnue, de forte réflexion métallique, ^{se trouve en}

dehors du domaine des longueurs d’onde que ^nos

sources de rayonnement ^{émettent encore d’une} façon sensible. On sait que, pour les grandes longueurs d’onde, ^le rayonnement ^d’un corps noir diminue environ comme l’inverse de la quatrième puissance

de la longueur d’onde. C’est pourquoi ^{il n’est} gaufre possible ^{de déceler, avec les moyens} qui ^nous ont serv i,

un rayonnement ^{restant dont la} longueur ^d’onde

moyenne dépasserait ⁷⁰ p..

On ne peut pas décider ^avec certitude entre les iro-is

causes qui ^{nous ont semblé} pouvoir expliquer ^{le ré-}

sultat négatif ^{de nos} expériences de rayons restants ;

cependant la troisième hypothèse est, pour plusieurs

raisons, ^la plus vraisembable. En particulier, ^l’alcool éthylique, qui ^se rapproche beaucoup de l’eau par ^ses

propriétés optiques, éprouve seulement, ^{dans la} région

des ondes hertziennes, cette forte dispersion ^anomale,

à laquelle ^{est due sa constante} diélectrique élevée. On doit expliquer ^de même, semble-t-il, l’accroissement

rapide ^de l’absorption ^{avec la} fréquence, que Drude ^a observé dans le cas de l’eau pour des oscilla 1 ions ^élec-

triques ^très rapides, ^en adineitaiit que le domaine cri-

tique ^de dispersion ^{anomale se} trouve, pour l’eau, dans la région ^du spectre ^{encore inconnue} qui ^s’étend depuis ^les rayons calorifiques ^{de la} plus grande ^lon-

gueur d’onde observée jusqu’ici, jusqu’aux ^ondes

hertziennes les plus ^courtes que l’on ait obtenues par voie électrique.

(Reçu ^{le 18} janvier 1909.]

(Traduit de l’allemand par E. BAUER.)

Comparaison ^{des spectres} de l’émanation du

radium obtenus par différents expérimentateurs

Par T. ROYDS

[Université de Manchester.

Laboratoire de M. RUTHERFORD.]

- En 1904, W. Ramsay, et Collie2 ont donné une liste des lignes ^du spectre obtenu par la décharge ^élec-

-

1. Communication faite

la Société Royale ^{de Londres le}

10 décembre 1908. Transmise par la ^Sociéte Royale de ^Londres.

2. Roy. ^{Soc. Proc.} 73-1904-470.

trique ^{dans un} tube à vide contenant l’émanation du radium, mais l’incertitude de leurs nombres nécessita

une nouvelle observation. Le 25 juin ^{1908, Cameron}

et Ramsay ^{t ont} communiqué ^{à la}

Royal Society ^»

1. Roy. ^Soc. Proc., 8i-1908-210.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/radium:019090060203901

les résultat d’une nouvelle observation, _(lut furent

publiés ^{le 27 août en même} temps qu’une ^{note addi-}

tionnelle du 5 aoüt comportant des corrections et une

discussion finale sur les lignes ^{certaines du} spectre de

l’émanation, Nous avons pu, Ruthcrford est moi, pho- 10graphirr ^le spectre ^{observé au cours} d’un travail

sur la mesure du volume de l’émanation du radium et nous avons publié, ^d’une part’, ^les longueurs ^d’onze

des lignes ^les plus ^{nettes observées dans le} spectre ^de l’émanation et, d’autre part 2, ^{une liste} plus ^com- plète ^{contenant 75} lignes ^du spectre, ^{avec une exacti-}

tude de 0,4 ^{U. A. Les mesures} que j’ai ^récemment

faites a moins de 0,1 U.A., ^au moyen d’un ^réseau

concave, confirment l’exactitude de nos précédentes

déterminations.

La purification complète de l’émanation du radium est une opération ^assez longue ^et lahorieuse, donnant lieu a de grandes difficultés, ^si l’on considère que le volume d’émanation pure effectif employé ^{dans nos} expériences occuperait ^{à la} pression atmosphérique

moins de 0,1 ^mm3. Le tube ^à vide que l’on emploie ^a,

par conséquent, de faibles dimensions, ^{et il faut}

chasser des parois ^et des électrodes de ce tube toute trace de gaz étranger. ^{Dans les} expériences ^{de Huther-}

ford et Royds, ^{oLl on utilisait la} méthode de purific°a-

tion récemment décrite par Rutherford3, ^{il n’a} pas fallu lnoins d’une journée pour remplir ^{le tube à vide}

d’émanation pure.

Nous avons observé le spectre de l’émanation du radium ^au moins huit fois, ^et chaque ^{fois nous avons}

obtenu à peu près exactement le même spectre. ^Nous

avons porté l’attention sur les variations des intensités relatives des lignes, variations qui ^{sont dues à la} pré-

sence de gaz étrangers. ^{Cameron et} Ramsay ^ont

trouvé dans leurs différentes expériences que le spectre

présentait ^de grandes variations. Dans leur première expérience, ^le spectre ^obtenu comprenait principale-

ment celui de l’hydrogène, de l’azote et probablement

du _mercure; les autres lignes, qui ^seules figurént ^dans

leur liste, sont, ^{en ce} qui ^{concerne les} lignes prin- cipales, colnplètement absentes du spectre ^{que nous}

avons observé 4 ; certaines des lignes plus ^{faibles sont} probablement identiques ^aux principales lignes ^de

l’émanation. Dans la seconde expérience de Cameron

et Ramsay, ^où ils admettent _pour leurs mesures une erreur possible ^{de 4,5 U. A., les} lignes ^les plus ^nettes

du spectre ^obtenu coïncident en première approxima-

tion avec les lignes principales ^{de notre} spectre.

1. Sature. 9 juillet 1908; aoùt 1908; Lc Radium. 5- 1908- 200-201 ; 5-1908-343.

2. Phil. ,Ilag., VI-161908300-313 ; ^Le Radium, 5-1908- 345-347.

5. Phil. Mag. ^{mai 1908.}

4. Aucune de

photographies

présente les raies du mercure, quoique ^{la raie verte À = 5461 ait été} fail)liment

dans des observations à l’0153il

Les lignes ^de 1 hydrogène, ^à l’exception ^{de HB. ont} disparu ^du spectre après qu’on ^eut pris

des précautions préliminaires pour chasser

ga7 des électrodes.

Cameron et Ramsay ^unt fait remarquer ^comme conclu- sion à leur liste définitive du 5 août, que ^nos pho- tographies ^{sont en} complet ^{accord avec} les leurs. Un

examen soigne ^montre cependant qu’il y ^a des dif- férences frappantes, trop marquées pour ^{être attri-} buées à des erreurs de mesure ou à des variations d’intensité dues il des impuretés, puisque plusieurs ^des lignes principales ^{de leur} spectrc ^sont complètement

absentes du notre ainsi _que de celui de leurs premières

déterminations.

Au cours des recherches sur l’origine ^{de ces diffé-}

rences, que je poursuis depuis plusieurs semaines, ,j’ai remarqné ^que soustraction faite des lignes ^{bien déter-}

minées le spectre final de Cameron et Ramsay ^est

presque identique ^au spectre ^{du xénon} obtenu dans la

décharge d’une bouteille de Lcydc par étincelle de rup- Lure 1. L’examen de la table spectrale ^{de ce} corps ^mon-

tre que le spectre attribué par ^ces observateurs à l’éma- nation du radium est principalement composé ^des spectres ^{du xénon obtenus avec et sans} bouteille de

Leyde, ^le spectre relatif à la bouteille de Leyde ayant

été probablement produit par la ^nature de la décharge emplofée.

l’ratiquenient, ^{la seule} ligne principale ^{du xénon} qui ^{n’est pas contenue} dans leur liste est À =4862,69 (intensité 8) qui ^{s’est trouvée sans} doute dissimulée par HB

^4861,49.

Après l’élimination des lignes ^{du xénon des der-}

nières pltotographies de Cameron et Ramsay, ^conte-

nant 54 lignes, ^{il en reste 11.} Huit d’entre elles ont été reconnues parmi ^les lignes principales ^{de notre}

spectre. Si l’on considère la liste complète ^des lignes

de Cameron et Ramsay, y compris ^celles figurant ^en italique qui ^{n’ont été vues} que dans les premières photographies, ^le nombre des lignes de l’émanation s’élève à 16 ; ^il y a, ^sans doute, de nombreuses coïn-

cidences, _{par le} ^{fait de} l’approximation ^{des mesures,}

des lignes ^{du xénon et} de celles possibles ^{de l’éma-}

nation.

Il n’est pas possible d’expliquer ^la présence ^{d’une si} grande quantité ^{de xénon} qui ^{a dû se trouver dans le}

tube par ^{une entrée} d’air dans l’appareil. ^{Nous avons}

fait, Rutherford et moi, des expériences pour ^{savoir si} le xénon était présent ^{dans nos} préparations ^d’émana- tion, ^{mais nous n’avons} pu déceler aucune trace de ce

gaz. Il est probable que, dans les expériences ^{de Ca-}

meron et Ramsay, ^{il y a eu une} contamination ina- perçue par le ^xénon.

Cameron et Ramsay ^{attribue une} ligne ^à À=4058,5

au dépôt ^{actif de} l’émanation du radium, parce que

l’intensité relative de cette ligne ^{croît en même} temps

1. L’auteur

souvient que Liveing ^avait remarqué ^{l’été der-}

nier l’analogie ^du spectre ^de l’émanation et celui du xénon ;

F. Dewar présenta

^{fait à la séance de} septembre de la Bri-

tish Association. L’auteur est convaincu qu’il n’y

pas

réelle coïncidence entre le spectre de l’émanation et celui de

l’un quelconque des gaz

de l’aimosphère.

Tableau

que la durée de la déclarge. ^Les lignes ^{du mercure,}

d’autre part, ^se comportent ^{comme si} l’émanation pé-

nélrait dans les parois. Il ^semble probable qu’ils ^n’ont

pas remarqué ^{une raie du mercure à À =} 4057.9, qui

sc trouve, d’après ^{Eder et Yalcnta, dans les tubes il dé-}

charge a ^la température ^{ordinaire avec une} intensité 4 si on donne une intensité 10 à la ligne ^{du mercure}

À = 4046,8.

[Reçu ^{le 27} janvier 1909.]

(Traduit

^{le mémoire} anglais par Gaston DANNE.)

Sur un nouveau produit ^radioactif

de la série de l’uranium

Par Jacques ^DANNE

[Faculté ^des Sciences de Paris.

Laboratoire de Mme CURIE.]

Il y ^{a un} an, j’ai entrepris, ^au laboratoire de Mme Cu- rie, ^la séparation ^et la concentration de l’uranium X

contenu dans 20 kilogramn1es de nitrate d’uranium.

Au cours de ce travail, j’ai ^été conduit à caractériser

une substance radioactive nouvelle qui ^se présente

comme le parent immédiat de l’uranium X; je propose de donner à cette substance le nom de Radio-ura- nium.

Voici les principales ^réactions que j’ai effectuées en vue de la concentration de l’uranium X et qui ^m*ônt permis ^de séparer ^cette nouvelle substance :

J’ai entraîné une grande partie ^de l’uranium X con- tenu dans la dissolution dans l’eau du nitrate d’ura- niU111, ^au moyen de précipitations répétées ^{de sulfate}

de harium effectuées au sein même de la dissolution.

Les sulfates obtenus ont été transformés en carbo- nates, et, ^sur la dissolution de ces carbonates dans l’acide chlorhydrique, j’ai ^{fait les} séparations analy- tiques ordinaires. Les hydrates résultant de cette sépa-

ration contenaient avec une petite quantité ^{de fer et}

une quantité plus importante d’uranium la majeure partie de l’uranium X. Les hydrates transformés en

nitrate ont été dissous dans l’acétone pour séparer

l’uranium de l’uranium X suivant la méthode indiquée

pur MM. Schlundt et Moore. Dans ces conditions l’ura- nium X reste avec les nitrates insolubles dans l’acé-

tone. Toutefois, ^{une certaine} quantité d’uranium X

peut ^{rester dans la} dissolution ; _pour l’entraîner, ^on agite la dissolution acétoniquc ^{avec une} petite quan- tité d’hydrate ferrique fraîchement précipité, ^l’ura-

nium X ^en dissolution se fixe sur celui-ci. Les nitrates insolubles dans l’acétone et l’hydrate ferrique ^{ont été}

réunis et parfâitement ^{lavés à} l’acétone, dans le but d’éliminer toute trace d’uranium. Ces produits ^dissous

dans l’eau, évaporés ^{à sec et calcinés, ont été} repris ^à

chaud par de l’eau additionnée d’un peu d’acide chlor-

hydrique. ^Le produit ^A insoluble dans l’eau acidulée contenait l’uranium X; ^{il avait une activité} égale ^à

U3 l’ui; celle de l’uranium et pesait 0,5 gramme.

Quant ^au produit B, résultant de l’évaporation ^{à sec}

de la liqueur, il contenait du fer, ^avait une activité

égale ^{à 0,51 et} pesait 0,4 gramme.

Au mois d’octobre de l’année dernière, j’ai ^examiné

n nouveau tous les produits provenant du traitement

précèdent. ^{Un fait a} particulièrement ^{attiré mon atten-}

tion : le produit B était devenu 10 fois plus ^{actif. Je}

me suis proposé de rechercher les rnisons de cet ac-

croissement anormal d’activité. Après ^{avoir successi-}

vement éliminé la présence possible ^d’une impureté

radioactive appartenant ^{à la série} de l’alctlnlllln ou du

radium, j’ai pu vérifier que ^cette augmentation ^d’ac-

tivité était due à la formation d’uranium X.

J’ai pu séparer, ^{en effet, une certaine} quantité

d’uranium X du produit ^{B et} étudier les lois de va-

riation de l’activité de chacun des produits ^résultant

de la séparation. ^Le produit ^{B séché à 1500 a été rc-} pris par l’eau ^à chaud ; ^la partie insoluble, ^constitué

surtout par de l’oxyde ^{de fer, a formé le} produit ^B1.

La liqueur ^est agitée ^avec l’hydrate ferrique ^fraîche-

ment précipité; ^cet hydrate, ^{lavé et séché, a formé le} produit Bz. ^{Enfin la} liqueur évaporée ^{à sec a donné}

le produit B3.

J’ai déterminé l’activité de ces trois substances eu

fonction du temps. Le tableau ci-dessous résnme les résultats obtenus pendant les trois derniers mois.

La ligure 1 ^{est la} représentation graphique ^{des ré-}

sultats précédents. ^{On a} porté ^{en ordonnées l’activité}

des produits ^{et en} abscisses les temps.

Il résulte de ces mesures que les produits Bi ^et B2

ont une activité décroissante et que le produit B3 ^a

une activité croissante. En particulier, ^{si l’on trace la}

courbe représentant ^le logarithme ^de l’activité du

produit B, ^en fonction du temps, ^on peut vérifier que l’activité du produit ^B, décroît suivant une Loi expo- nentielle telle, _que l’activité diminue de moitié en

22 jours (fig. 2). Ce nombre caractérise la période ^de

désactivation de l’uranium X. Quant ^au produit B3,

son activité ^a augmenté ^{dans le} rapport 3,35 1,41 = 2,4

dans l’intervalle de 44 jours.