HAL Id: jpa-00242177
https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00242177
Submitted on 1 Jan 1906
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.
To cite this version:
A.S. Eve. Absorption des rayonsγ des substances radioactives. Radium (Paris), 1906, 3 (5), pp.136- 139. �10.1051/radium:0190600305013600�. �jpa-00242177�
Absorption
des rayons 03B3 des substances radioactivesPar A. S. EVE,
Attaché au Trinity College de Cambridge.
Les recherches suivantes avaient pour but de dé- cider si les rayons y peuvent être pris comme
mesure exacte de la quantité totale dc matière radioactive présente dans une substance donnée. Il
était nécessaire de décider d’abord si les rayons y de substances différentes sont également absorbés dans des conditions identiques.
Si l’on mesure l’activité d’une substance par lcs rayons ri. ou B, l’effet observé dépend de la densité de
la substance active. Dans le cas des rayons B, il faut
supprimer les rayons ce par des écrans de faible den- sité (aluminium) et ces écrans absorbent inégalement
les rayons des différentes substances, de sorte que les rayons B ne constituent pas une mesure satisfai- sante de la radioactivité.
Il y a des raisons de croire que les rayons y fourni- raicnt un critérium plus satisfaisant, car, dans les conditions expérimentales ordinaires, ils ne subissent qu’une faible absorption de la part de la mntiére qui
les émet. Ils permettent aussi de mesurer l’activité d’une substance massive, avantage précieux dans le
cas d’une grande quantité de minerai. Enfin, des cxpériences antérieures ont fait voir que les rayons y de l’uranium, du thorium et du radium subissent des
absorptions égales en traversant des écrans de plomb égaux. Pourtant, au cours des expériences suivantes,
on a constaté que si les rayions y du radium et du thorium ont même coefficient d’absorption, ceux de
l’uranium sont plus mous et moins pénétrants. Aussi
la méthode des rayons y permet-elle bien de comparer le thorium et le radium, mais l’uranium et l’acti- nium échappent à son application.
Appareil. -Un électroscope, de 50 centimètres de hauteur et 20 centimètres de diamètre, en zinc de 0-’,45 d’épaisseur, porte après la baguette centrale
isolée le système ordinaire de deux feuilles d’or. La chute du potentiel se mesure au moyen d’un micro- scope avec oculaire à micromètre. La substance radio- active étudiée se met sur une plate-forme à 7 centi-
mètres environ au-dessous de l’électroscope. On a fait
les corrections ordinaires relatives à la déperdition spontanée. Les écrans absorbants ont toujours été en
plumb.
Substances étudiées.
1. Bromure de radium.
2. Uraninite de Joachimsthal (Bohéme) (1 kilogr).
5. Nitrate d’uranium, préparé par Eimer et Amend
(1 kilo).
4. Nitrate de thorium, préparé par Eimer et Amend (2 kilos).
5. Radiothorium, prété par M. Hahn, travaillant à Me Gill University.
6. Actinium de Giesel, activité environ 500.
7. Actinium de Debierne, activité environ 700, prété par Ramsay et Hahn.
Résultats. - Si Io est l’intensité du rayonnement
sur la face antérieure de l’écran de plomb, 1 l’inten-
sité sur la face postérieure, on a par définition 1 = Ioe-hx, si x est l’épaisseur de la lame, et À le
coefficient d’absorption. Cette formule, déduite de dI dx =-HI, supposc que l’absorption par unité d’épais-
seur est, pour une couche mince, proportionnelle à
l’intensité. Dans le cas du radium, Mc-Clelland, Wigger
et d’autres ont montré que X n’est pas constant sur
une grande étendue, les rayons y les moins pénétrants
étant absorbés d’abord, et les valeurs de h allant
ensuite en diminuant. Dans les expériences qui suivent,
on donnera les épaisseurs pour lesquelles on a cal-
culé h, sans tenir compte des corrections très faibles dues à l’air traversé, à la paroi de zinc de Omm, 45 d’épaisseur formant la base de l’électroscope, ou aux
tubes de verre renfermant certaines des substances étudiées.
RAYONS y
Radium. - Les résultats oblenus pour le radium sont en bon accord avec ceux de Mc-Clelland, qui employait l’électrométre (Phil. 31ag., juillet 1904).
lBlc-Clelland a trouve pour le même intervalle une
variation de 0,6i à 0,44. Ces résultats sont rehré-
sentes par la figure 1, où les abscisses sont les épais-
seurs du plomb traversées, et les ordonnées les loga-
rithmes des intensités. On i oit que pour le radium la courbe n’est pas une ligne droite, et que la valeur de "’A décroit lentement.
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/radium:0190600305013600
donné des valeurs de X presque identiques a celles du
Fig. 1.
bromure de radium,
malgré l’énorme dii- férence de concentra- tion du radium dans les deux substances.
On verra plus loin que les rayons y de l’ura- nium sont presque entièrement absorbés par Ocm,61 de plomb,
de sorte que les rayons y de l’uraninite sont princi- palement dus au radium et sont une mesure de la quantité de radium présente, la perte par absorption
â travers le minerai lui-mêrne ne dépassant pas 20 pour 100.
Thorium. - Un kilogramme de nitrate de tho-
rium lut scellé dans un cylindre de verre plat, de
16 centimètres de diamétre. Les valeurs de h sont
pratiquement identiques à celles du radium et de la
pechblende.
Radiothorium. - Il est important de noter que
le radiothorium donne des valeurs de x presque iden-
tiques à celles du radium et du thorium, mais au
début les rayons du radiothorium semblent légèrement plus pénétrants, peut-être parce que l’absorption u
travers le minerai lui-même est moindre. M. Hahn a montré que le radiothorium produit du Th. X et
de 1"émanation du Th., et puisqu’il donne des rayons
identiques à ceux du thorium, nous avons une nou-
veille prcuve, s’il était nécessaire, de la parenté du
thorium et du radiothorium. Le radiothorium n’a pas
encore été obtenu à l’état de pureté, mais les 11 mil-
ligrammes que à. Hahn a eu la bonté de nie prêter
étaient équivalents à 1570 grammes de nitrate de thorium. Ce résultat est du même ordre que celui de Hahn, et l’on peut dire, en se servant des rayons y, que le radiothorium est environ 145 000 fois plus
actif que le nitrate de thorium. Mais on verra plus
loin que le nitrate de thorium perd environ 15 pour 100 de son activité y par absorption au sein de sa
propre masse, de sorte qu’à poids égal le radiothorium est réellement 12 . 101 fois plus actif que le nitrate de thorium. Or, on a montré, au moyen des rayons y, que le bromure de radium est 15 . 106 fois plus actit
qLIC le nitrate de thorium. Donc lc radiothorium
impur a une activité à peu près égale au ceutièlne
dé celte du bromure de radium pur.
Voici le tableau des nombres obtenus. Les différences sont de l’ordre des erreurs expérimentales, vu la
difficulté de placer les dilléreiites substances exacte- ment de la même manière par rapport a l’étectro-
scope.
Uranium. - Le rayonnement y de l’uranium s’est
montré étonnamment petit. Un kilogramme de nitrate
de thorium donnait un effet 10 fois supérieur à celui
d’un kilogramme de nitrate d’uraniam a travers
OClIl,64 de plomb. Les rayons y de l’uranium sont si absorbables qu’il a été difficile de mesurer h exacte- ment oo sur une grande étendue. La moyenne d’obser- vations répétées entre Ocm, 28 et 0cm, 37 et aussi entre 0cm,64 et Ocm,52 a donné À = 1,4. Les rayons y de
l’uranium, comme ses rayons B, semblent donc
homogène. Un échantillon d’uranium pur a donné
1,6 environ. Dans le cas du nitrate d’uranium la perte
par absorption an sein de la masse doit être grande.
Le rapport des activités du nitrate d’uranium et du nitrate de thorium a été déterminé par la mesure du
rayonnement ru et 8 de 12 grammes de chacune des substances.
Rayon x : 0,6 Rayon B : 6,0
Su:. un kilogramme, les rayons y ont donné :
Rayon y : . 0,1. a
On voit que ces méthodes n’offrent rien de certains pour la comparaison des activités totales de l’uranium et du tflorium ou du radium. La même remarque
s’applique à l’actinium. Par contre l’égalité d’absorp-
tion des rayons y du thorium et du radinm fait de ces
rayons une mesure exacte de F activité relative des deux éléments dans deux échantillons donnés.
Actinium. - M. Godle«ski a publié (I’l2il. Mg., septembre 1905) une note sur des rayons pénétrants
de l’actinium, à coefficient d’absorption égal a 4,5. Il
a employé une préparation de Giesel, d’activ ité 500 en-
viron, et il a fait des mesures pour des épaisseurs
allant jusqu’à 5 millimètrcs de plomb. Avec un acti-
nium plus intense, préparé par Debierne, d’activité
700 environ, il a été possible d’étendre les résultats de Uodlcwski. Quand les rayons ne traversaient pas la lame de zinc de 0mm ,45 formant la base de l’électro- scope, l’activité se mesurait par une chute de 2,55 di- visions par minute. En ajoutant successivement 0,15, 0,50 et 0,45 millimètres de plomb. l’activité observée tombait d’une manière exponentielle, le coefficient À
étant égal à 10,5. Ces ranons consistent sans doute en
partie cn rayons r1 liomogènes, et ils ne sont pas repré-
sentés sur le diagramme (fig. 2). En ajoutant de
nouvelles feuilles de plomb de OJ 5 millimètre jus-
Fig. 2.
qu’à unc épais-
seur totale de 2 ,85 millimè- trcs, on a obtenu,
comme la figure
le fait voir, une courbe logarith- mique se con-
fondant avec une
droite, de sorte
que dans ces limites les rayons sont homogènes. Ce
résultat confirme le nombre trouve par Godlewski
avec l’actinium de Giesel, nous obtenons 4,1 au lien
de 4,5, la différence semble être de l’ordre des erreurs
expérimentales. Les deux préparations avaient la même émanation, la même radioactivité induite, et l’on pou- vait s’attendre par suite à ce qu’elles aient mêmc coef- ficient d’absorption.
A partir d’une épaisseur de plomb de 2,85 milli- mètres la courbe change nettement d’allure et h, de-
vient égal à 2, 7, valeur qui se maintient jusqu’à 4,25 millimètrcs, et même jusqu’à 5,7 millimètres.
Plus loin, les effets deviennent petits et difficiles a mesurer, mais la moyenne d’observations répétées
montre que h eft voisin de 2 entre 5,7 et 8,7 milli-
mètres.
Voici le tableau correspondant à la fig 2..
On voit, que l’actinium a deux types de rayons et
un ou deux de rayons y. Les deux types de rayons 6
sont tous deux homogènes et facilement, mais inéga-
lement absorbables, Il est naturellement possible qu’il
y ait un seul type de rayons B et que toit le reste soit des rayons y. La question ne peut se décider que par des expériences de déviation magnétique, pour- suivies en ce moment par M. Godlewski.
Il est el noter que l’uranium et l’actinium donnent tous deux des rayons B homogènes et des rayons y aisénlentabsorbables. Le tllorium et le radium donnent des rayons B hétérogènes, et des, rayons y beaucoup plus pénétrants. Nous pouvons cn conclure Yraisem- hlablenlent que les rayons les plus rapides donnent
lieu aux rayons y les plus pénétrants et les rayons B
lents aux rayons y facilelncnt absorbables. Nous avons
ici une ressemblance frappante avec la production des
rayons Rontgen dans un tube à vide. Dans un tube dur, à vide avancé, les rayons cathodiques ont une grande vitesse, et lorsqu’ils sont arrêtés soudain ils donnent lieu à des rayons Rôntgen de type pénétrant.
Dans un tube doux, les rayons cathodiques lents engendrent des rayons Röntgen aisément absorbables.
De même l’émission brusque de corpuscules B très rapides donne lieu à des rayons y très pénétrants,
et les rayons de faible vitesse donnent des rayons y
plus mous. Dans le cas de l’uranium et de l’actinium,
il semble n’y avoir pas de rayons assez rapides pour exciter les rayons y les plus pénétrants, car les rayons B sont homogènes, c’est-à-dire qu’ils ont une
vitesse uniforme plus ou moins grande.
Étalon de rayons y
L’auteur suggère de prendre pour étalon un kilo- gramme de nitrate de thorium étroitement scellé dans
un récipient de verre mince de 16 centimètres de diamètre. On pourrait avec cet étalon faire des me- sures comparables entre elles de l’activité y du thorium
et du radium. Un écran de plomb de 1 centimètre per- mettrait d’éliminer les rayons de l’actinium et de l’uranium.
Concentration et distance.
Si la distance d’une substance active à la base de
l’électroscope varie, la vitesse de chute des feuilles d’or varie également. En comparant deux substances,
il faut donc placer leurs centres de gravité dans la
méme position par rapport à l’électroscope. L’activité
mcsurée varie, en gros, Conlnle l’inverse du carré des distances.
Pour voir si l’effet observé dépendait du degré de
concentration de la substance étlldiée, quelques mor-
ceaux de pechblende furent placés d’abord au centre, puis à la circonférence d’un disque de verre de
16 centimètres de diamètre. L’effet était à peu près
de 5 pour 100 supérieur lorsque toute la masse était
au centre du disque. Si le disque était plein, la perte due a la dissémination serait donc d’environ 1,5 pour 100. Cette perte est due à l’inégalité des angles solides sous lesquels on voit l’électroscope des
diflërents points du disque.
Absorption spontanée.
On s’est servi de deux méthodes pour évaluer la
perte d’activité due à l’absorption spontanée du rayon-
nement du nitrate de thorium au sein de la massc
rayonnante elle-même. D’abord on a nlis l’élec-
troscope sur une platc-forlne de plomb de 0,64 centi-
rium fut placé au-dessous et l’activité mesurée se trouve égale à 2,5. Une petite quantité de radium fut
placée au centre de la masse et l’activité totale fut 84,4.
L’activité du radium seul était 98,9. Donc l’activité du radium était réduite de 98,9 à 84,4 par la tra-
versée de la demi-épaisseur du nitrate de thorium.
Mais À est le même pour le radium et le thorium, la
couche centrale donnant un rayonnement qui subit une absorption moyenne. Il s’ensuit que si le nitrate de thorium donne une lecture égale à 100, la lecture
corrigée doit être i22.
Une seconde méthode a consisté à mesurer l’activité couche par couche, les couches actives étant superpo- sées de façon que la couche centrale reste à une dis- tance invariable de l’électroscope. L’accroissement d’activité était une fonction linéaire de la masse.
L’absorption d’une couche mince de 200 grammes ne
peut être grande et par approximations successives on a trouvé 15 pour 100 pour valeur de l’absorption spontanée de 1 kilogramme de substance placée sous 0,64 centimètres de plomb.
Ces deux résultats sont en gros concordants. De plus,
les intensités trouvées pour 1 kilogramme de nitrate
de thorium, i kilogramme de pechblende, 2 milli-
grammes de bromure de radium est 11 milligrammes
de radiothorium suivaient la mème courbe pour diffé- rentes épaisseurs de plomb. On peut en conclure que la perte d’activité de 1 kilogramme de pechblende,
due à l’absorption spontanée et au défaut de concen- tration, peut se corriger convenablement en ajoutant
20 pour 100 à la valeur observée, quand les rayons B
sont éliminés par 0,64 centimètres de plomb.
1° Le radium, l’uraninite, le thorium et le radio- thorium émettent des rayons y qui sont égalemelt
absorbés par le plomb.
2° Pour les épaisseurs de plomb allant de 0,64 à
5 centimètres les valeurs de h sont comprises entre 0,57 et 0,46 pour toutes les substances.
5° Le nitrate d’uranium est pauvre en rayons y, et ceux-ci sont aisément absorbables; h = 1,4 entre 2,8
et 12,i millimètres de plomb.
40 L’actinium émet 4 types de rayons.
1. Rayons CL.
2. Rayons homogènes.
h = 163 (Godlewsk-i).
5. Rayons plus pénétrants, B ou y.
4,5 (Godlewski).
À = 4,1 (Eve), entre 0,45 et 2,8 milli-
mètres.
4. Rayons très pénétrants, probablement rayons y .
h = 2,7 à 2,0 entre 2, 8 et 8,7 milli-
mètres.
5° Un kilogramme de nitrate de thorium scellé dans
un cylindre de verre mince de 16 centimètres de diamètre constituerait un bon étalon de mesure pour l’activité des minerais de thoriunl et de radium.
0° L’absorption spontanée des rayons y d’un kilo- gramme de nitrate de thorium dans un cylindre de
16 centimètres de diamètre et de 5,4 centimètres environ de hauteur est de 18 pour 100 environ. Cette
correction ne doit pas être faite quand on emploie le
nitrate de thorium comme étalon.
(Traduit de l’anglais par Léon BLOCH.)
Radiographie
etRadioscopie
en clinique.
Par J. BELOT,
Préparateur de Radiologie à l’hôpital Saint-Antoine.
(Laboratoire du Dr Béclère.)
L ’EMPLOI des radiations constitue aujourd’hui une
branche nouvelle des sciences médicales : la
radiologie. Si son enseignement 11’ est pas encore
officiel, sa nécessité et sa valeur ’rle sont plus mises en
doute : on se contente de critiquer quelques-unes de
ses indications, de discuter les résultats qu’elle per- met d’obtenir, preuve indiscutable de l’impression qn ’elle produit dans l’esprit de ses détracteurs.
On peut dire que c’est aux rayons de Rôntgen et
aux corps radioactifs que la radiologie doit la faveur
dont elle jouit; peut-être même, ces nouvelles radia- tions ont-elles fait un peu trop oublier leurs aînées !
Les rayons de Rôntgen sont utilisés en médecine
tantôt comme instrumcllt d’exploration, tantcït comme agent thérapeutique.
Deux procédés d’exploration s’offrent au praticien
la radioscopie et la radiographie, suivant que les rayons de Rôntgen projettent sur l’écran fluorescent
ou sur la plaque photographique 1 image fugitive ou
durable des organes invisibles.
