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Submitted on 1 Jan 1905
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radium
A. Laborde
To cite this version:
A. Laborde. Mesure de la quantité de chaleur dégagée par les sels de radium. Radium (Paris), 1905,
2 (3), pp.94-98. �10.1051/radium:019050020309401�. �jpa-00242124�
Dans le voisinage de Joachimsthal, situé dans la
partie la plus élevée du versant sud, les filons les plus
riches en pechblende sont exploités ; ils se trouvent
dans des schistes qui sont parfois imprégnés de ce minerai, comme l’a montré Sandberger qui a trouvé
de la pechblende dans un ,chiste à scapolite. Les
minerais d’argent se sont surtout formés en dernier
lieu.
Les filons de Johanngeorgenstadt, d’Annaberg, etc.,
situés sur le versant de l’Elbe, sont moins riches que
ceux de Joachimsthal. Un vient de découvrir l’urane
en petite quantité dans de nouveaux gisements de Schlaggen wald 1 .
Des gisements identiques ont été observés à NVitti- chen, à Resl)an-và en Hongrie, à Andrinople en Tur- quie, mais ils sont très peu minéralisés. Ceux de Redruth, en Cornouailles, situés dans une région stan- iiifère, sont assez riches.
Dans les pegmatites, les minéraux d*urane de for- malion secondaire sont surtout l’autunite et la gunl-
nlite; ceux des filons métallifères sont beaucoup plus
nombreux. Les éléments provenant de la décomposi-
tion des minerais (arsenic, soufre, bismuth, cuivre,
baryum) entrent dans la composition de ces minerais
d’urane et il se produit des arséniates, des sulfates d’uranium, etc., caractéristiques des filons de l’Erzge- birge, et qu’on peut aussi rencontrer dans d’autres
régions filonniennes. La mine de Weisser Hirsch
près de Schnccbcrg (Saxe) est remarquable par les
espèces minéralogiques qui y ont été rencontrées.
Les quelques nombres suivants donnent une
idée de l’importance de l’exploitation des minerais
d’urane :
Autriche : 46 tonnes en 1902, valant en moyenne 4528 francs la tonne.
Angleterre : 55 tonnes en 1902, valant 965fr, 02 la
tonne.
États-Unis : 735 tonnes en 1901.
Norvège : 40 tonnes en 1902 valant 834 francs la tonne.
Allel1lagne : 56 tonnes d’urane et de wolfram.
Il résulte de ce qui précède que si l’uranium est par- fois localisé dans quelques régions du globe, où il existe _
en quantité relativement considérable, il est cepen- dant répandu, en petite quantité il est virai, sur toute
la surface de l’écorce terrestre. Par la décomposition
et la désagrégation de la pegmatite sous l’influence séculaire des agents atmosphériques, une certaine quantité de grains d’uraninite a dù être mise en
liberté et ceux-ci à cause de leur densité, de beaucoup plus élevée que celle des autres minéraux, même mé-
talliques, ont du s’accumuler dans certaines poches, n’ayant pu utre entrainées par les eaux. Malheureu- sement, l’uraninite n’est pas très dure, et en outre, elle est assez facilement décomposable. Malgré cela
des recherches faites dans les régions détritiques peu
éloignées des pegmatites donneront peut-être des résul-
tats. C’est ainsi que la thorianite a été trouvée à Ceylan.
Il faut cependant faire remarquer que l’autunite est très friable, assez légère et par conséquent peut être transportée très loin de son gisement, et si l’urani- nite se transforme entièrement dans certaines régions
en autunite, il est évident qu’il ne reste rien dans le voisinage du gisement originel. P. Gaubert,
Docteur ès-sciences, Assistant de minéralogie au Muséum.
Mesure de la quantité de chaleur
dégagée par les sels de radium
UNE des formes les plus importantes sous la-
L quelle se manif’cste l’énergie continuellement
disponible dans les sels de radinm, consiste
en un dégagement constant de chaleur.
Dès que cette propriété eût été mise en évidence,
les diverses hypothèscs déjà énoncées pour rechercher
les causes et l’origine du l’énergie fournie par les corps radioactifs, furent éniises de nouveau et 1. J. HOFFMANN. Uranvorkommen von Schlaggenwald, Zeitqch.
f. praht. Geol., Vol. XII, p. 123) et 172, 1904. L’auteur a étu- die lu radioqactivité des minéraux qu’il a rencontrés l’t a con- -Lth- que
sonintensité n était pas proportionnelle a la (juantite
d’ uranium contenu dans 11’ mineral. L’ordre t’st le suivant en
partant de celui dont la radioactivité est la plus élevée : chal-
colite 303 ’1 B1 d’urane, autunite (52.2). peelmranc (91 81.
KH’- p.’tdit être en rapport avec l’état cristallin.
d’autres théories aussi furent présentées, qui s’efl’or-
cèrent d’expliquer comment un corps pouvait pro-
duire de la chaleur sans aucune déperdition appa-
rente d’énergie soit de la part du corps lui-même, soit
de la part d’une source extérieure. Avant d’aborder
l’analyse de ces hypothèses, il est indispensable de jeter un coup d’0153il d’ensemble sur les différentes recherches expérimentales qui devront plus tard
éclairer la discussion : tel sera l’objet de cette étude.
Obervations et déterminations quantita-
tives du dégagement de chaleur.
-Devant la production d’énergie continuelle dont les sels de radium sont le siège, il avait été possible d’imaginer a priori
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/radium:019050020309401
que cette énergie se manifestait aussi sous forme de chaleur. Aucune expérience directe n avait jamais été
tentée dans ce sens, car il était a craindre de se trou-
ver en présence d’un phénomène trop faible et trop difficilement mesurable: mais, au cour’" d’un tram ail conduit Ners un but très différent, un effet inattendu
ne put être attribué par )1. Curie qu’a l’action de la chaleur: M. Curie me lit alors abandonner l’expérience entreprise et nous mîmes le radium a l’étude1.
Ayant placé du chlorure de barium radifère (conte-
nant environ 1/6 de chlorure de radium) dans une petite ampoule de verre -1 (fig. 1) et dans une ampoule identique A’ du chlorure de harium pur, il
Fig’, 1.
-Premier dispositif employé pour déceler la chaleur
dégag-éc par le radium.
s’agissait dc déceler une différence de température
entre les deux corps comparés. Dans ce lmt, les deux petites ampoules AA’ étaient placées chacune dans
une autre enceinte de verrue BB’, l’ensemble du sys- tème étant enferlné dans une hoite de plomb CCCC enveloppée de coton dans une boite de bois DDDD.
En prévision d’une diffërence du température assez faihle, nous avions installé dans les ampoules A et A’
les soudures d’un couple thermo-électrique (fer, cons- tantan) relié a un galvanomètre sensible (galvano-
mètre à carcasse métallique Dubois-Rubens). Les
connexions entre le couple thermo-électrique et le galvanomètre étaient établies par l’intermédiaire d’un
1. P. CURIF l’t A. LABORDE. C. H. Pari·. 16 mars 1903.
commutateur à inversion enveloppé d’ouate dans une
boîte (FFFF) et man0153uvré de l’extérieur par une
tige T.
Avant pris ces précautions et étalonné le gai B ano-
mètre afin de pouvoir lire aisément une différence de
température de 1/100 de degré entre les soudures du
couple thermo-électrique, nous constatâmes rapide-
ment dans une première expérience que la différence de température était d’un tout autre ordre de gran- deur : 11 fallut diminuer la sensibilité du galy anomètre
et nous observâmes alors que dans les conditions de
l’expérience, la différence der température entre les
deux ampoules A est A’ était de 1°,5 centigrade, l’ampoule contenant le chlorure de barium radifére accusant la température la plus élevée.
Il était dès lors démontré que les sels de radium
dégagent de la chaleur.
Plus tard, M. Ciirie a cu l’idée de mettre plus sim- plement cette différence de température eu évidence à
l’aide de deux thermomètres ii mercure ordinaires qui plongent chacun dans un vase isolateur thermique à
vide de Dewar; dans l’un des vases de Dewar l’on
peut nlettre une ampoule contenant par exemple
7 décigrammes de bromure de radium pur et dans l’autre une substance quelconque : du chlorure de harium.
Le col des isolateurs étant fermé par du coton, le thermomètre qui se troue dans le même vase que le
radium, indique constamment une température stipé-
rieure de 5 degrés à celle Indiquée par l’autre thermomètre 1.
**
*Des déterminations quantitatives de la chaleur dégagée par les sels de radium furent faites par diffé-
rents auteurs et par drivers procédés.
1 la suite de l’expérience qualitative précédem-
ment décrite, nous avons fait une expérience quanti-
tative semblable dans laquelle l’isolement calorifique
de l’appareil était plus parfait, comme le montre la figure 2, et dans laquelle la chaleur dégagée par le radium était mesurée par comparaison wu’ la chaleur dégagée dans les mêmes conditions lui fil de pla-
tine iridié de résistance connue, parcouru par un courant électrique d’intensité connue.
La quantité de chaleur ainsi trouvée était assez
grande pour être mesurée directement à l’aide d’où calorimètre de Bunsen à fusion de la galce (fig. 3).
Ce procédé de mesure présente une grande précision
si l’on prend certaines précautions : en effet te déga-
gement de chaleur est mesuré par ta vitesse de fusion,
sous l’action du radium, du manchon de glan’ formé
autour du tube intérieur du calorimètre : il importe
donc que ce manchon de glace soit exactement en équi-
1. P. CERIE. Société de Physique, l’ans, 3 juillet 1903.
libre avant, pendant et après l’experience. Onarrive à
ce résultat PU plongeant le calorimètre dans de la
glace fondante ; niais il est indispensable que l’eau du
Fig. 2. 2013Nouveau dispositif avec emploi des vases isolants Dewar.
A. A’. Ampoules de
verrecontenant le bromure de radium et le chlo-
rure de barium : B. B’. blocs de laiton; C, C’. cavités creusées dans les blocs de laiton et ou sent fivées soudures du couple thermo-
electrique; D, D’.
vasesisolateurs thermiques à vide de Dewar, argentes interieurement ; D. D. E. E,
vasecylindrique
enlaiton
rem-plus d’eau et formant ceran : F, F. F. F. calorimètre rempli d’eau.
calorimètre et que la glace fondanto do l’enceinte for- mant thermostat soient très pures, car la moindre
impureté dans l’une d’elles fait varier sa température
Fig. 3. 2013 Emploi du calorimètre Bunsen.
AAA, isolateur the mique : BB, tige capilaire;
M. mercure; LF,
eaudu caloumètre ; GG, manchon de glace : r. ampoule de radium; a,
niveaudu mercure,
dl’ fusion et il en résulte une fusion ou une formation constante de la glace du calorimètre. Comme une expé- rience pouvait durer assez longtemps (2 h. environ)
nous aBiuus renfermé tout le système dans un vase
isolateur thermique à vide de Dewar ilflil que la glace
fondante formant thermostat put rester un temps très
long sans être renouvelée.
L’expérience consistait â mesurer pendant trois quarts d’heure environ la vitesse de déplacement du
mercure dans la tige capillaire oit il se met en mou-
vement sous l’action de la diminution de volume de la
glace fondue par l’effet du radium.
Deux observations de contrùle étaient faites avant et après l’expérience, afin de s’assurer que le mercure restait stationnaire pendant au moins une demi-heure quand la glace n’était pas soumise â la chaleur du radium.
Plus tard, MM. Curie et Dewar 1 ont mesuré le
dégagement de chaleur du radium en l’utilisant pour faire bouillir un gaz liquéfié et en mesurant le
volume du gaz qui se dégage en un temps donné.
Par ce procédé, différents gaz ont été étudiés ; par
exemple : le chlorure de méthyle (2013 21°), l’oxygène liquide (- 180°), l’hydrogène liquide (-- 252°).
Fig. 4.2013Calorimètre différentiel à air, de 3DI. Rutherford et Barnes.
AA , tuhes
enverre oit l’on plong-eait le corps étudié ; BB, ballons (1
1 litre remplis d’air. dont la dilatation se mesurait
al’aide d’titi
ma-nomètre a xylène; C. manomètre à 53 voies
EEEE, eau à temperature constante.
llsl. C. Runge et J. Precht2 ont fait également des
mesures du dégagement de chaleur du radium en
observant simplement la différence de température de
deux thermomètres à mercure placés dans des vases
de I)cwar, comme il a été dit précédemment, et
MM. Rutherford et Barnes3 ont fait des mesures ana-
logues soit à l’aide d’un calorimètre différentiel à air
(lig. 4), soit par l’observation de la variation de résis- tance d une bobine de fil de platine échauffée par un sel de radium placé à l’intérieur. La quantité de cha-
leur dégagée par lc radium était comparée à la quan-
tité de chaleur dégagée par une bobine de lils de man-
ganine d’une résistance de 50 ohms parcourue par un
courant électrique.
Enfin 1I. Knut Angström4 a effectué sur un même
échantillon de bromure de radium des mesurcs du
dégagement de chaleur espacées sur un intervalle de 7 mois, en utilisant soit la méthode du couple thermo- électrique, soit un calorimètre genre Bunsen u dilata-
1. British Association. 1003.
2. Sitr. Akad. 11-iss. Berliu, 23 juillet 1903.
3. l’hil. 31ag. Février 1904.
4. KNUT ANGSTRÖM: Meddelande fran Upsala Universitets
l’ysiska Institution, 11 mai 1904.
tion de ra1coo]: il n’a pas observe que le phénomène
s’afftaiblit avec le temps.
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