Sur le rayonnement de l'uranium X

HAL Id: jpa-00242325

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00242325

Submitted on 1 Jan 1909

HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers.

L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.

H.W. Schmidt

To cite this version:

H.W. Schmidt. Sur le rayonnement de l’uranium X. Radium (Paris), 1909, 6 (1), pp.5-8. �10.1051/ra-

dium:01909006010501�. �jpa-00242325�

une déviation relativement grande, puisque, ^{dans cette} région d’ionisation intense, ^le champ électrique ^et par

conséquent leur vitesse sont certainement très faible-s.

Ce n’est qu’après avoir traversé la cathode que ^ces centres auront acquis la vitesse correspondant ^{à la}

chute de potentiel ^{totale; on aura alors un faisceau}

de rayons positifs qu’on ^{ne pourra} plus ^{dévier à l’aide}

d’un simple ^aimant.

11 est facile de voir aussi que, dans cette hypothèse,

toute modification de l’ionisatinn, produite ^au voisinage

de la cathode c’ par les rayons ^{canaux et} par les rayons

cathodiques provenant ^{de la} partie supérieure ^{du tube,}

doit. entrainer une modification de l’intensité des rayons positifs de viables et peut-être ^{aussi de leur} déviation, puisqu’en modifiant l’intensité ou la ré-

partition ^de l’ionisation, ^{on modifiera la} répartition ^du champ électrique. ^Il peut ^{se faire} qu’en supprimant

les _rayons cathodiques ^ou les ravons ^{canaux, le} nombre des rayons déviables devienne trop petit pour que la tache lnmineuse qu’ils produisent ^{sur l’écran soit}

visible.

La cathode employée étant très petite par rapport

aux dimensions du tube (du ^{côté de} l’anode), ^{et la}

surface des ouvertures percées ^{dans cette cathode}

étant grande par rapport ^{à sa} surface totale (surtout

quand ^{elle est formée d’un} simple ^{anneau de fil), les} lignes ^{de force} divergent ^à partir ^{de la cathode, et}

cette divergence ^doit favoriser la déviation. Dans un

tube à cathode large, ^avec petites ouvertures. les

lignes ^{de force ne} divergent sensiblement _{pas. de} sorte que la déviation sera plus ^{difficile à} obtenir. Toutefois

on peut ^{observer une déviation très nette} des rayons

canaux dans ^un tube du modèle ordinaire à cathode

perforée ^{si l’on fait} agir

^{aimant sur li cathode,}

surtout dcl côté anodique, alors que ^{cet aimant est}

sans action lorsqu’on ^{le fait} agir ^sur le faisceau de rayons ^canaux.

Cette déviation a été observée maintes fois par dif- férentes personnPs ^{sur un tube à} rayons ^canaux appar- tenant au Laboratoire de physique du Collège ^de France, tube cylindrique ^{dont la cathode a un} diamètre de l’ordre de 5 centimètres.

Les expériences ^{de M. Jean} Becquerel ^{ne nécessi-}

tent donc pas l’hypothèse que le faisceau déviable ^est formé d’électrons positifs analogues ^aux électrons né-

gatifs, ^{il est} plus probable que les ^centres positifs qui

le constituent sont identiques ^{à ceux} des rayons ^canaux.

[Reçu ^{le 5} janvier].

MÉMOIRES TRADUITS

Sur ^le rayonnement ^de l’uranium X

Par H. W. SCHMIDT [Institut ^de Physique. Université de Giessen.]

I. Préparation ^de l’uranium X.

Pour séparer l’uranium X de l’uranium, ^{on a}

employé principalement deux méthodes : celle de Moore-Schlundt 1 et celle de Levin 2. Toutes deux ^sont des méthodes d’entrainement. Dans la première) ^la

substance qui produit l’entrainement est l’hydrate ^fer- rique (fraîchement précipité) ^{en milieu} organique,

par exemple, ^dans l’acétonc ; la méthode de Levin

emploie ^{le noir animal.}

Les deux méthodes donnent l’uranium X presque entièrement exempt ^{d’uranium et} fournissent des

préparations relativement intenses, permettant, par

exemple, d’étudier dans des limites étendues, l’absorp-

tion des rayons par la matière solide. Pour certaines recherches, l’activité spécifique obtenue de la sorte ne

suffit pas, ^car il ne faut pas que la substance entrai-

1. Ci. B. MOORE et H. SCHLUNDT, ^Le Radium, 3-1906-3J2.

2. 1L LEVIN. Phys. ^Zeitschr. 7-1906-692.

nante soit en quantité trop ^{faible si l’on veut un bon} rendement.

Or, ^la préparation d’uraniu111 X aussi pure que pos- sible offre un grand ^{intérêt, car l’uranium X est le}

seul des corps ^{à vie} relativement longue qui ^émettent

exclusivement des rayons 6 ^{et où l’on ne soit} pas

gêné par le rayonnement ^des produits ultérieurs. La calcination du noir animal donne des activités spé- cifiques ^{intenses, mais encore} insuffisantes pour le but que j’avais ^{en vue. J’ai donc} essayé ^{de concentrer}

l’uranium X différemment en combinant la méthode de Moore-Schlundt avec l’ancien procédé ^de Becquerel (précipitation de l’uranium X par le sulfate de baryum).

J’ai fait bouillir. l’hydrate ferrique activé dans l’acide

chlorhydrique, j’ai ajouté

cristal de chlorure de

baryum ^et j’ai précipité ^le baryum ^à l’état de sulfate par l’acide sulfurique ^{étendu. Cette méthode ne} per- met pas d’extraire, ^{avec le sulfate de} baryum, ^{la tota-}

lité de l’uranium X présent : ^mais toutefois, à poid"

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/radium:01909006010501

égal. ^les produits ^{obtenus sont 5000 fois} plus ^actifs

que le nitrate d’uranium dont on est parti.

II, Déviation magnétique des rayons B.

Avec ^une préparation ^{de ce} genre, j’ai pu déter- minier la déviation magnétique des rayons pénétrants.

de 1 uranium X. J’ai employé la méthode déjà ^décrite

par moi ^et employée ^{dans le cas du radium E1. Dans}

la fente d’un aimant annulaire on met un diaphragme,

constitué par ^trois lames de laiton solidaires entre elles et fendues de telle façon que les coupures ^se trouvent sur un cercle de 2 cm. 20 de rayon perpendi-

culaire ^aux lignes ^{de force} magnétiques. ^La prépara-

tion est placée ^sur la fente de la lame horizontale.

Pour un champ magnétique convenable, ^la trajectoire

des rayons 8 ^{est un} cercle de 2 cm. 20 de rayon, ^et

il y ^{a un maximum de} rayonnement ^sortant par le

trou du diaphragme vertical. Ce maximum s’observe a l’aide d’un électroscope placé ^{en face de ce trou.}

Pour faire les _mesures, on suivait le mouvement de la feuille pendant ^{10 divisions} alternativement sous

champ ^{nul et sous un} champ donné. Comme on obser- vait le passage de la feuille ^{de division en} division, ^il était possible par des méthodes de moyennes, d’obtenir un résultat relativement exact. Il fallait, ^en effet, ^recller- cher la précision ^{maximum, car le} changement ^du champ

n’avait qu’un ^{faible effet sur} l’intensité mesurée. Dans le cas le plus favorable, ^en effet, ^la perte de l’élec- troscope était seulement triplée quand ^on passait ^du champ ^{nul au} champ ^donnant le maximum. Ceci tenait à la déperdition spontanée, ^et plus ^{encore au} peu d’activité de la préparation. ^{Avec une} préparation plus

active, les conditions auraient été certainement plus

favorables. D’ailleurs, par dispersion ^{et diffusion sur}

le diaphragme, ^if pénétrait, ^{même sous} champ ^nul,

des rayons de la préparation ^dans l’électroscope.

On jugera ^de l’exactitude des mesures par la série suivante oil 1 désigne l’intensité du courant magnéti-

sant en ampères, ^{Z la} déperdition ^{observée en valeur}

relatives.

Les nombres montrent que ^{sous le} champ ^{o, les}

valeurs observés présentent ^un écart maximum de 5 pour 100 _par rapport ^{à la} moyenne. La valeur pro- bable de l’erreur _pour le champ ^{intense est doncinfé-}

1. Il. ,Y. Schmidt, Phys. Zeitschr.. 8-1907 -361.

rieure à 3 pour 100, ^car quand les valeurs absolues augmentent, ^la précision relative des mesures de dis-

persion ^{s’accroît.}

On a fait en tout trois séries de lectures dans des conditions voisines. Les résultals sont représentes

Fig. 1.

figure ^{1, où} les ordonnées représentent les déperditions corrigées ^{de la} perte spontanée.

La figure ^{1’ montre} que, dans ^{les trois séries, on a}

un maximum d’aclivité pour 1,40 ampère, ^ce qui ^cor- respond ^{à un} champ de 1870 Gauss. Or, ^{on sait} qu’on ^a

oû R désigne le rayon de courbure de la trajectoire.

(ici 2 ^cm. 20) ^{et v} la vitesse. D’autre part, ^{les mesures}

de Bucherer ont établi qu’on peut poser ^avec Lorentz

et comme les mesures très soignées de Bucherer ont

Si l’on prenait ^{comme base les mesures de Iiaut-}

mann, ^on trouverait les nombres peu différents :

très voisins des valeurs extrêmes de Kaufmann

Ce résultat était à prévoir. Car les rayons les plus

rapides ^{du radium} dépassent ^à peine ^en pénétration

ceux de l’uranium. C est ainsi _{que le} coefficient d’ahsorp-

tionatraversiainminiumest

pour les rayons les plus rapides ^{du radium et}

pour ^les rayons homogènes ^{de l’uranium.}

Pour les rayons homogènes ^{du radium E} (03BC.

⁴⁰ cm -1) ^on avait trouvé précédemment ^{dans les}

mêmes conditions un champ critique de 990 Gauss donnant pour v et e m selon qu’on part des résultats de Kaufmann ou de Lorentz, les valeurs

III. Le rayonnement ^mou.

Outre les rayons ^{dont il} vient d’être question ^et

pour lesquels 03BC=14,4cm-1, l’uranium X émet aussi un rayonnement peu pénétrant. ^{Celui-ci a été} regardé par Moore-Schlundt ^et par Hess ^{comme un}

rayonnement a, par Levin ^{comme un} rayonnement B.

Hess se fonde sur des mesures d’absorption, ^{Levin sur}

des mesures d’absorption ^{combinées avec} des dévia- tions magnétiques. ^On peut considérer comme démon- tré par les recherches de Levin que le rayonnement

en question ^est facilement déviable et n’est _pas un

rayonnement

^{On n’a} pas ^encore démontré _{que la} déviation a lieu dans le sens des rayons B Il resterait aussi à chercher une base expérimentale ^à l’hypothèse

de Levin, que le rayonnement ^{mou est libéré par}

l’action du rayonnement B ordinaire. J’ai ^fait quelques expériences concernant le rayonnement peu pénétrant.

Fig .2.

a) Mesures d’absorption.

Quelques milligrammes

d’uranium X, préparé ^{comme il}

^été indiqué, ^sont déposés par évaporation d’une solution diluée de

1. H. W. SCHMIDT. Phys. Zeilscltl’., 8-1907-361.

mastic dans le chloroforle

une feuille d’altiiiii- nium de 0,003 ^mm d’épaisseur ^{environ et de 2,3}

de diamètre. Cette feuille, la couche active en haut,

est placée, ^avec interposition ^{d’autres feuilles, sur}

électroscope ^u cy lindre ^{ou vert} que j ai décrit ailleurs’.

Le cylindre déperditeur ^{a 7 cm.} de haut et 7 en1. de

large. ^{Pour rendre} les feuilles unies, ^{on les} posait ^sur

une couronne de carton rigide ^{et on les lestait avec un}

anneau de plomb, dont les dimensions sont calculées de façon ^{à ne} pas introduire de réflexions gênantes.

Les résultats sont représentes figure ^{2. Les courbes}

en coordonnées logarithmiques coincident parfaitement

avec celles de Levin et confirment l’existence d’un

rayonnement ^mou superposé ^{a un} rayonnement plus pénétrant.

J’ai essayé ^de représenter les courbes par ^une

expression ^{de la forme}

et j’ai ^trouvé, à la suite d’un calcul d’interpolation

Le tableau suivant montre l’accord excellent entre les nombres observés ^et calculés

16 feuilles = 1 lame = 0,096 ^mm.

Je puis signaler ^{ici une cause} d’incertitude dans la détermination numérique ^de p. Si l’on calcule, ^sui-

’Tant l’usage, l’épaisseur des feuilles d’aluminium

d’après ^leur poids, leur surface et leur densité, ^on

trouve la valseur 0,00564 ^{mm. Or 16} feuilles, équi-

yalentes à 0,0583 Illlll, produisaient ^{un effet iden-} tique ^à celui d’une lame de 0,096 ¹¹¹¹¹¹ d’épaisseur.

Manifestement il y ^{a ici}

^{effet de la} multiplieité ^des

surfaces. J’ai déjà signalé ^{autrefois un désaccord du}

même genre dans des ^mesures faites sur le radium,

et je ^crois pouvoir maintenant expliquer ^{cette ano-}

1. Il. Qi. SHMIDT. Phys. Zeitschr.. 6-1905-362.

malie à l’aide des résultats de McClelland. McCleHand

a

envoyé ^les rayons j3 ^{du radium} obliquement ^{sur une}

lame métallique, ^{et a trouvé dans le} plan d’incidence

une direction de réflexion maxima sur l’autre côté de la normale. Il n’y ^{a donc} pas diffusion uniforme des rayons, ^mais réflexion avec direction privilégiée. ^Quelle

que soit la cause de cette dissymétrie, elle rend pro- bable un accroissement de diffusion des rayons latéra- lement et vers l’arrière. Dans le tableau ci-dessous on a pris ^comme épaisseur de base celle qui résulte de la

comparaison directe de 16 feuilles d’aluminium avec une lame.

La loi exponentielle (5) ^est déjà par elle-même ^un argument ^en faveur de l’existence d’un rayonnement

mou. Mais des mesures d’absorption ^avec des filtres extrêmement minces peuvent facilement induire en erreur. Levin a cherché à résoudre la question ^{en fai-}

sant parcourir ^au; rayons, ^avant leur arrivée dans la chambre d’ionisation, quelques centimètres dans l’air;

des rayons

devraient être complètement ^{arrètés de la}

sorte. Or, ^on n’a constaté qu’une diminution du rayon- nement mou. C’est aussi ce qui ^{ressort de} l’expérience représentée par la ^{courbe b} (fig. 2), ^{où la} préparation

active était à 5 centimètres au-dessus du récipient

d’ionisation recouvert de filtres. Il est donc certain que les rayons ^mous de l’uranium X ^ne peuvent ^{être des} rayons

b) Mesures dans le champ magnétique.

^{Que ces}

rayons ^sont véritablement des rayons B, ^{c’est ce} qn’on

Fig.5.

a pu établir d’après ^{le sens de leur}

déviation magnétique. ^{On a} découpé

une bande de 1 centimètre de large

et 5 centimètres de long ^{dans un filtre}

contenant une quantité ^à peine pondé-

rable de sulfate de baryum actif. Cette bande a été posée ^{sur un} diaphragme

de carton mince, représenté ^en coupe

figure ^{3. Ce} diaphragme ^a, perpendi-

culairement au plan ^{de la} figure, ¹

centimètre de haut et s’ajuste ^dans

l’entrefer de l’électro-aimant. On a

pris ^{du carton mince} pour ^arrêter

complètement ^les rayons ^mous de l’ura- nium X sans absorberd’unefaçon ^{sensible les} rayons

durs. Les rayons traversant les ouvertures du dia-

phragme ^{tombent sur un} récipient ^a déperdition ^de

forme spéciale, portant ^{sur la face en} regard ^{du dia-} phragme ^{une fente} recouverte d’aluminium mince. Si l’on excite le champ (normal ^au plan ^{de la} figure), ^{la dé-} perdition ^{diminue comme} l’indique ^{le tableau ci-des-}

sous, qui ^{contient une série} d’observations successives :

11 y ^{a une} différence selon le ^sens (/ /) ^du

champ : ^la déperdition diminue moins quand ^le champ s’éloigne de l’observateur ( ). ^{C’est une preuve que}

la pellicule ^{active émet des} particules négatives. ^Et

que ^ces particnles ^sont identiques ^aux rayons ^mous, c’est ce que prouve ^une expérience ^{de contrôle,} égale-

ment consignée ^{dans le tableau, et} consistant à inter- poser ^{un carton mince} devant la fenêtre d’aluminium

duréciprent déperditeur.Un ^semblable écran arrête les rayons ^{mous sans} agir ^{sur les autres. Ici il} n’y ^a plus

de différence, que le champ soit excité ou non.

[La ^dernière partie ^{du mémoire de fiI. Schmidt com-} prend ^l’étude expérimentale ^et théorique ^du pouvoir

absorbant et réflecteur des métaux pour les rayons B

de l’uranium X. L’auteur développe ^une théorie per- sonnelle, ^un _peu simplifiée, qui le conduit à prévoir

selon les conditions expérimentales ^et l’épaisseur ^des

substances employées, ^{soit un accord} soit,un ^désaccord

avec la loi purenient exponentielle. Malheureusement

ces prévisions ^ne paraissent pas confirmées par les courbes" expérimentales , ^{et les raisons que donne}

M. Schmidt de ^ces divergences ^restent nécessairement

un peu vagues. Disons toutefois qu’il ^{s’attache un} grand ^{intérêt à ce fait, nettement mis en} évidence par M. Schmidt, que la valeur apparente ^du coefficient

d’absorption dépend, ^dans une mesure importante, ^des

conditions où l’on opère, ^le voisinage ^{d’écrans réflec-}

teurs pouvant faire varier les nombres obtenus _{pour 03BC.}

de 58,7 ^{cm-1 à} 62,3 ^cin-

dans une série d’expé- riences, ^de 14,0 ^{cm-1 à} 17,1 ^{cm-1 dans une} autre.

La détermination du pouvoir réflecteur se heurte à des difficultés du même genre ^{et ne} permet que l’es- timation de limites inférieures assez grossières.!

[Reçu ^{le 5} Janvier]

[Traduction ^et extraits par L. BLocn.]