Détails sur les procédés de séparation de l'uranium Y de l'uranium

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Submitted on 1 Jan 1913

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Détails sur les procédés de séparation de l’uranium Y de l’uranium

G.N. Antonoff

To cite this version:

G.N. Antonoff. Détails sur les procédés de séparation de l’uranium Y de l’uranium. Radium (Paris),

1913, 10 (12), pp.406-408. �10.1051/radium:019130010012040601�. �jpa-00242625�

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quelle ^{on fait} pénétrer ^{le i1ux lumineux} qui ^{doit im-} pressionner ^{les bandes} intercalées dans les spectres.

La comparaison spectro-scnsitomëtriquc ^{de deux} plaques ^se fait de la manière suivante. On commence

par déterminer la sensibilité relative des deux pla-

ques ^à la lumière polychrome ^{de la source} étalon, c’esl-ii-di1-e le rapport k ^des insolations qui ^donnent

aux deux plaques ^{le même} noircissement, ^celui qu’on juge ^le meilleur pour les recherches qu’on ^{a en vue,} chaque plaque étant traitée avec le déseloppement qui

lui convient le mieux. On impressionne ^{ensuite sur}

chacune d’elles un spectrogramme sensitométrique

en faisant les insolations correspondantes ^{dans le rap-}

port ^k. Chacun des spectrogrammes ^{fournit la courbe} spectrale d’actinisme relatif de la plaque ^{et de la}

source. Les spectres, qui, pour ^une radiation déter- minée, coupent ^{cette courbe sur les deux} plaques, ^ont

reçu des insolations qu’on peut supposer dans le

-

même rapport k que celles des bandes intercalées.

D’autre part, ^la graduation ^du spectrophotomètre ^in- dique quel ^{est le} rapport des surfaces éclairantes de l’écran diffusant correspondant ^{à ces deux} spectres ;

soit R ce rapport : la sensibilité relative des deux pla-

ducs pour ^cette radiation est liRe Cette détermination

de la sensibilité relative est évidemment indépendante

de la couleur de la source.

Le procédé ci-dessus n’est assurément pas rigou-

reux. En particulier, ^{on ne} peut pas admette que si l’on obtient sur deux plaques ^{le Blême noircis-}

sement avec deux radiations de longueurs d’onde dif-

férentes, ^c’est qu’elles ^{ont reçu} des deux radiations des insolations dans le même rapport. ^{Mais on a}

rarement besoin dans les comparaisons ^sensitomé- triques ^d’une précision supérieure ^{au dixième, et,}

dans ces limites, l’approximation ^est légitime.

Dans la détermination de la sensibilité relative de deux plaques pour la lumière de la ^source étalon, ^on peut comparer ^sans photomètre les noircissements si les impressions sensitométriques ^{ont été faites, comme}

avec mon châssis photométrique, ^sur des bandes de même largeur, séparées par des intervalles qui ^leur

sont égaux. ^{Pour la} comparaison ^{des deux} plaques ^on juxtapose leurs couches de gélatine ^en imbriquant ^les plages impressionnées. ^On juge ^{ainsi avec une} préci-

sion très suffisante quelles ^{sont les} plages ^{des deux} plaques qui ^{ont le même} noircissement.

(Manuscrit reçu le 1 CI Décembre 1913)

Détails sur les procédés ^de séparation

de l’uranium Y de l’uranium

Par G. N. ANTONOFF

[Laboratoire chimique de l’Académie impériale ^{des Sciences de} Saint-Pétersbourg].

En 1911, ^{dans le} Phil. Mag. 1, je publiais ^un

article en anglais ^dans lequel j’indiquais que dans l’uranium, ^{outre l’uranium} X, ^{il se trouvait encore en} petite quantité ^{un autre} produit que j’avais ^nommé

uranium Y. Ce produit ^ne précède ^{ni ne suit l’ura-}

nium X et ne se trouvant qu’en petite quantité ^doit-

être rapporté ^a la branche latérale.

Mon travail avait été repris ^{dans le} Laboratoire

Soddy, ^{mais les} résultats furent négatifs. ^{On avait}

alors admis _que mes résultats provenaient ^{de traces}

de thorium se trouant dans l’uranium qui ^{servait à}

mes expériences. ^C’est alors que jc recommençais

mes recherches avec de l’uranium _{pur, mis} gracieu-

senlent a ma disposition par ^M. Soddy. ^Ces expériences confii-iiièrent entièi-ement tous nies précédents

résultats et feuyoyai ^{aussitôt au l’hil.} Mag., ^une

communication qui paraîtra ^{dans 1111 des s} rochains

numéros.

1. Phil. 3Iag. (1911) ^419.

La difficulté principale ^{dans la} répétition ^{de mon}

travail résidant essentiellement dans la séparation ^de

l’uranium Y de l’uranium, ^{il est} indispensable ^de

donner ici une description détaillée des conditions

expérimentales permettant d’obtenir le mieux l’isola- tion de l’uranium Y..

Comme je ^n’avais pas ^encore réussi à isoler en

quantité ^{notable l’uranium Y et} qu’il ^était toujours mélangé ^{d’uranium X, il était} indispensable ^{de trou-}

ver une méthode permettant ^de concentrer d’une

façon ^sensible l’uraniull Y.

La présence d’uranium X empêche de déterminer les constantes de l’uranium Y, ^{ces dernières se déter-}

minent d’une façon ^d’autant plus précise qu’il y ^a moins d’uranium X dans l’uranium Y. Ces considé- rations lll’UIIt fait consacrer beaucoup ^de temps pour rechercher quelles ^sont les meilleures conditions dans

1. La première partie ^{de cet article}

déjà paru dans le Bullet. de la Soc. fi-aîiç. ^de Photog.. juillet ^1913.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/radium:019130010012040601

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lesquelles s’opère ^leur séparation. ^Au commencement de mes travaux avec l’uranium j’avais constaté le fait suivant : dans la majorité ^{des cas, se} précipite

même temps que le fer ^une substance radioactive

très petite quantité. ^{C’est cette} substance radioactive que j’ai ^{nomméc uranium} Y. Lors de mcs prcmières expériences, je ^nlc suis servi d’azotate d’urane qui

contenait en dissolution une certaine quantité d’oxnde

de fer. Lorsqu’on porte ^à l’ébullition cette solution, elle devient tout d’abord opalescente, ^{se trouble et}

finalement le fer commence à se précipiter. ^{Si l’on}

filtre la solution, ^{l’on constate} que le fer contient

quelquefois ^{des traces d’uranium Y, traces} qui ^ne permettent pas toujours de déterminer nettement ses constantes radioactives. Il est assez difficile d’indi- quer exactement les conditions de l’expérience, ^{car les}

conditions de la dissolution et de la précipitation ^du

fer dans la solution d’uranium ^sont très indétermi- nées. C’est pourquoi l’expérimentatcur ^{devra lui-}

même établir les conditions dans lesquelles ^cette

méthode lui donnera des résultats satisfaisants.

En variant les conditions de l’expérience, je ^suis

finalement _{parvenu à} établir celles donnant les meil- leurs résultats. Je prenais a ^cet effet pour chaque

essai 60 grammes d’azotate d’uranium que je ^dissol-

vais dans une petite quantité ^d’eau, puis j’ajoutais ^un

volume tel d’une solution demi-normale de carbonate d’ammonium contenant une certaine quantité ^d’am- moniaque telle que ^le précipité qui ^{se formait} puisse complètement ^se dissoudre dans l’excès du réactif.

Dans ce but, ^il fallait ajouter ^{2 à 5 litres} de solution que l’on versait dans ^un ballon de verre de dimen- sion appropriée. L’inconvénient de travailler avec de tels volumes saute aux 3,eux, mais j’ai observé que c’est justement ^alors que l’on obtient les résultats les

plus satisfaisants.

En opérant ^{avec 5} grammes d’azotate d’urane, je

suis parvenu à déceler la présence de l’uranium Y,

mais les courbes n’ont pas été si ^nettes que lorsque j’opérais ^avec 60 grammes. De même ^en opérant ^avec

i20 _grammes, je ^mc suis heurté à la difficulté sui- vante : il est très difficile de trouver des récipients ^en

verre assez grands pour y faire bouillir la solution ^et pour la filtrer. En outre je ^n’ai remarqué ^aucune

amélioration dans le rendement en partant ^de quanti-

tés dépassant (10 grammes, c’est pourquoi je ^{me suis}

finalement arrêté à ce chiffre.

L’uranium contient, presque toujours, ^{des traces de}

fer et ce dernier se précipite ordinairement lorsqu’on ajoute ^à la solution qui le contient du carbonate d’ammonium. Parfois il reste à l’état colloïdal en sus-

pension ^{dans la} solution, et, lor; de la nitration,

passe aisément à ^travers le filtre. J’ai trouvé avanta- geux, si la solution ne contient que de très faibles

quantités ^{de fer,} d’y ajouter ^{une certaine} quantité ^de

solution d’oxyde de fer.

On porte ^il l’ébullition la solution d’uranium, et on prolonge ^celle-ci jusqu’à la formation

les parois

du récipient ^{en erre, d’un} dépôt de carbonate d’ura- nium. On cesse l’ébullition et on filtre ii chaud, en e servant de l’entonnoir Buebner, ^{et en} réduisant la

pression. ^{Sur le tiltre,} il y

alors dépôt ^d’une partie

de fer ainsi que de carbonate de l’uraniuln. Pour élillli-

ner l’uranium, ^{on verse dans} l’entonnoir une petite quantité d’une solution concentrée de carbonate d’am- monium qui dissout les traces de l’uranium et après

un certain temps ^on l’aspire. Après ^{cela on incinère}

le filtre et on broie les cendres recueillies sur une

assiette métallique. ^On étudie alors la préparation

ainsi obtenue à l’aide de l’électl’oscope.

Répétant ^cette expérience, j’ajoutais ^{à la solution}

trouble ^une solution concentrée de carbonate d’am- monium contenant de l’amrnoniaque, ^cela jusqu’à ^ce

que la solution trouble redevînt claire.

En répétant ^cette opération ^un certain nombrc de fois, la solution se concentre tout en diminuant de volume et l’on se trouve alors dans des conditions défavorables pour la précipitation de l’uranium X.

C’est pourquoi, ^de temps ^en temps, je ^{ramenais le}

volume de la solution concentrée à son volume initial

en ajoutant ^{de l’eau.}

Comme l’activité de l’uranium X dans 60 _grammes d’uranium est si considérable _que l’électroscope ^est

imrllédiatemellt déchargé ^et que cela rend impossible

toute mesure, il faut avant tout s’occuper ^{U élimine}

l’uranium X le plus possible ^{et on atteint ce but en} répétant ^la séparation plusieurs ^{fois en} présence

d’une quantité ^{notable de} (el’.

En procédant ^{comme il vient d’être dit, on arrive}

à ce qu’il ^{ne se} dépose plus que des traces d’ura- nium X.

Comme l’uraniuln X, par rapport ^{à l’uranium Y}

possède ^une période ^{élevée, il est naturel} qu’au ^bout

de quelques jours ^{son activité n’ait} augmentée que de peu, tandis que 1 uranium ^Y atteint presque ^son effet maximum. On se trouve aloi-s dans les ineil- leu l’es conditions _pour séparer ruraniunt Y qui ^ne

contiendra plus que de faibles quantités ^d’ura-

niUl1t X.

Pour avoir une bonne préparation, ^{il faut obtenir}

la substance active avec aussi peu de fer quc possible,

cela afin d’éviter 1 absorption. ^Dans

^{but, il faut}

veiller il ce que la solution où l’on sépare ^{1 uranium}

Y contiennent très peu de fer en suspension. ^Cette

condition est esscntielle,

si la couche de la sub- stance présente ^une épaisseur qui n’est presque pas nulle, il y

l’absorption des rayons de l’uranium X.

et le rapport ^entre l’activité des rayons ^{mous et} des rayons durs ^cesse d’être constant, ^ce qui ^nous en1pêche ^{alors de} rcconnaltre quelle partie ^{de l’acti-}

vité totale doit être mise

compte ^{de l’uranium X.}

En outre, les rayoiis de l’uranium Y ^sont eux-mêmes

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si mous qu’une épaisseur excessivement faible de la 1 couche de la substance les arrête si complètement ^c qu’on ^ne peut ^alors déceler leur présence qu’a grand

peine. ^En général, je ^ne puis indiquer quelles ^{sont les (}

meilleures conditions d’opérer pour effectuer la sépa- ⁽

ration, ^et l’expérimentateur désirant obtenir de l’ura- i

nium Y devra lui-même les chercher. Je puis ^seule-

ment conseiller de faire le plus grand nombre pos- ¹ sible de séparation, de les effectuer immédiatement

les unes à la suite des autres, ^de préparer ^aussitôt

des préparations d’épaisseur ^{minima et de mesurer}

tout d’abord leur activité totale, puis leur activité il travers une lame d’aluminium de 0,01 ^cm d’épais-

seur. Le rapport ^{des activités} pour ^les préparations

d’uranium X pur ^sera le même pour ^un électroscope

donné, ^{et dans le} mélange ^{de ces deux} produits, ^la préparation la meilleure sera celle ou ce rapport ^sera le plus grand. Ayant ^{dans une} expérience préliminaire

déterminé ce rapport pour ^toutes les préparations, ^il

convient de choisir les meilleures et pour elles seule- ment de déterminer soigneusement ^la courbe d’ab-

sorption ^et la courbe de désactivation.

La description ^{de cette méthode a été} donnée dans

mon article anglais, ^{et se trouve à} la page 424. Là ^on

trouve tout ce qui vient d’être ci-dessus exposé, ^mais

sous une forme plus ^succincte.

Comme le procédé ^de séparation de l’uranium Y

présente ^{le moment le} plus difficile lors de la répé-

tition de mon travail, je m’y suis arrêté en détail,

notant tout ce qui, ^{à mon avis,} pouvait ^avoir quelque importance.

Ayant ^{obtenu une} préparation ^{contenant une} quan- tité notable d’uraniunl Y, j’ai ^tenté de l’isoler de l’uranium X qui l’accompagne toujours. ^{Dans ce but,} après filtration de la solution bouillie, je n’ai pas incinéré le filtre comme précédemment, ^mais j’ai

dissous le fer par ^un acide, ^et à l’aide de dif- férents réactifs, j’ai essayé ^alors d’extraire l’ura- nium X.

Il faut avant tout mentionner qu’en ajoutant ^une pincée de thorium ne contenant pas de mésothorium,

j’ai précipité l’uranium X à l’acide oxalique. ^{La solu-}

tion contenant le fer restant est évaporée ^{à sec, et}

l’on relnarque que ^ce dernier perd presque totale- ment son activité. Cela sernble indiquer que l’ura- nium Y, ^{dans ce} cas, partage ^les propriétés ^{de l’ura-}

niU1l1 X, qui, co111mC on le sait, ^vient par ^{ses réac-} tions, après ^{le thorium, et ne} peut ^{en être} séparé par les procédés chimiques ^usuels.

En ajoutant ^à la solution de fer contenant un 111C-

lange ^{d’uranium X et d’uranium} Y, du chlorure de

baryum ^et précipitant par l’acide sulfurique, je ^n’ai

pas obtenu de résultats positifs; ^{dans ce cas, le sul-}

l’ate de baryum ^{entraîne une} partie ^{seulement de}

i’uranium X, ^l’autre partie ^{reste dans la solution ;} quant ^{à l’uranium} Y, ^{il semble} disparaître complète-

ment. J’en vois l’explication ^{dans le fait} que ^le Pa SO4 entraiiie probablement ^{avec lui une certaine} quantité

d’uranium Y. Mais comme une partie ^{minime d’ura-}

nium X est sculement entrainée par ^une quantité

considérable de baryum, ^on obtient des préparations

très faibles. Si le sulfate de baryum ^{a aussi entrainé}

une très petite quantité ^{d’uranium Y, facilement} absorbable, l’activité de ce dernier ne se décèlera

qu’a grande peine. ^Cette explication ^{concorde avec le}

fait que, dans les préparations ^de baryum, ^{on re-}

marque ^une légère différence entre la période ^{de la}

courbe de désactivation des rayons ^{mous et des} rayons durs (Voir fi,. 1 ^{de mon article} anglais). Presque toujours, les rayons ^{mous se} décomposent plus ^vite

que les rayons durs, ^{mais on ne} peut ^{conclure avec} certitude de cette différence à la présence ^d’uranium

Y ^vu la faiblesse de l’effet.

Tous les essais faits pour ^obtenir de l’uranium Y pur ^ont malheureusement échoué, ^et l’expérience

montre qu’il y ^a grande ressemblance dans les pro-

priétés chimiques ^{de ces deux} produits.

Pour déterminer les constantes de 1’uranium Y, ^on doit donc se contenter d’employer ^un mélange ^{de ces}

deux produits

^{uranium X et} uranium Y - et con-

clure des propriétés ^{de ce dernier} d’après ^{la diffé-}

rence des deux courbes. En mesurant la courbe de dé- sactivation du mélange ^des produits, ^on peut ^se repré-

senter la période de l’uranium Y, ^{comme cela est}

montré dans la figure ^5, p. 425 de ^mon article anglais.

Actuellement, ayant ^{obtenu une} préparation ^conte-

nant une quantité beaucoup plus forte d’uranium Y que précédemment, j’ai ^trouvé que ^sa période ^était

de 1,2 jours, c’est-à-dire un peu plus faible que celle trouvée auparavant.

Quant ^{à ce} qui ^{concerne la courbe} d’absorption ^de

l’uranium Y, j’ai obtenu des résultats concordants à

ceux indiqués ^{à la} figure ^5, p. 428 de mon article

anglais.

Je dois remarquer, ^u propos de la figure 4, que par ^erreur, j’ai donné des chiffres inexacts le long

de l’axe des abscisses, les chiffres doivent être les mêmes que ^ceux figurant ^aux figures 5 ^{et 6.}

Les expériences ^sur l’absorption ^{ont été effectuées}

avec des feuilles d’alaminium de 0,00025 ^cm d’épais-

seur.

Dans la figure ^{It, la oit se trouve} le chiffre 8, ^on

pris ⁴⁰ feuilles d’alumini1m de l’épaisseur ^ci-dcssus indiquée, ^cc qui correspond ^{à une} épaisseur ^de 0,01 ^cm. Cette épaisseur ^est justement ^celle qui

suffit à arrèter les rayons mouû; à droite de ce point,

les deux courbes 1 et 2 coïncident.

[Manuscrit ^reçu le 15 décembre 1915].