HAL Id: jpa-00205391
https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00205391
Submitted on 1 Jan 1929
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.
Sur la définition de la période du polonium en divers points de l’U.R.S.S.
L. Bogoiavlensky
To cite this version:
L. Bogoiavlensky. Sur la définition de la période du polonium en divers points de l’U.R.S.S.. J. Phys.
Radium, 1929, 10 (9), pp.321-326. �10.1051/jphysrad:01929001009032100�. �jpa-00205391�
SUR LA DÉFINITION DE LA PÉRIODE DU POLONIUM EN DIVERS POINTS DE L’U. R S. S.
par M. L. BOGOIAVLENSKY
Laboratoire radiologique de la Chambre centrale des Poids et Mesures de Léningrad.
Les divergences considérables dans la définition de la constante radioactive du polo-
nium et de sa période ne sont pas explicables seulement par l’inexactitude des mesures.
D’après les nombres obtenus par les divers auteurs, on peut voir que ces divergences peuvent atteindre 10 pour 100. Il est évident, q,J’il doit exister d’autres causes qui influent
sur la définition de la période du polonium. On peut considérer comme prépondérante
l’influence de l’oxydation de la surface métallique sous l’action de l’oxygène de l’air, ainsi
que le phénomène de la diffusion du polonium à travers le métal. L’oxydation de la surface
métallique ainsi que la diffusion doivent être les causes de la diminution de la période,
c’est-à-dire de l’augmentation apparente de la vitesse de la désintégration de l’atome du
polonium.
Dans les expériences qui suivent, nous avons apporté une grande attention à la pureté
de la préparation du polonium, atténué les chances d’oxydation de la surface métallique et augmenté la précision des mesures.
I. Préparation du polonium. - Comme matière première pour la préparation du polonium, nous avons utilisé le minerai provenant de Fergana et contenant les vanadates d’uranium et de cuivre. Le minerai, pulvérisé, est traité par un excès d’acide chlorhy- drique dilué. La solution, additionnée de chlorure de baryum, est traitée par un peu d’acide sulfurique de façon à précipiter complètement le baryum à l’état de sulfate. On filtre le précipité avec les parties insolubles du minerai. La liqueur, additionnée d’une
petite quantité de sel de plomb et de bismuth, est traitée par l’hydrogène sulfuré. Les sulfures contenant tout le polonium et le radium D après le traitement par l’eau régale passent en dissolution.
°
L’excès d’acides est éliminé par évaporation et les sels sont dissous dans l’eau avec un
petit excès d’acide chlorhydrique.
2. Activation des disques en laiton par le polonium. - La préparation d’une
couche mince de polonium sur les surfaces métalliques ne présente pas de grandes diffi-
cultés. Nous nous sommes servis pour cette préparation de disques en laiton exactement de même forme et de même grandeur, de 80 mm de diamètre, ayant de petites saillies au
bord. La surface de ces disques destinée à l’activation était soigneusement polie et dorée.
Une solution chlorhydrique contenant le radium D et le polonium en quantité égale à quelques cm3 était versée sur la surface polie et dorée, où elle restait pendant quelques
minutes puis était décantée. Le disque ainsi activé était bien lavé par l’eau distillée puis
séché à l’étuve. La couche de polonium ainsi formée était tellement solide, que l’activité du
disque ne diminuait pas même après un frottement énergique avec de l’ouate. Cependant,
pour préserver la surface active des actions mécaniques possibles et de la poussière, les disques activés étaient recouverts d’autres disques en forme de couvercles plats.
‘L’activation des disques était faite un mois environ avant la première mesure.
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:01929001009032100
322
3. Etalons d’uranium. - Pour la comparaison de l’intensité du rayonnement des disques activés par le polonium, on a employé une préparation d’oxyde vert d’uranium (U3 0$) chimiquement et radiologiquement pure. Cette substance est placée en couche
mince sur un disque en laiton doré de 4 cm de diamètre et 12,56 cm‘’ de surface
rayonnante. L’activité de l’oxyde d’uranium étant constante, on peut exprimer l’activité
d’un disque à polonium comme le rapport des courants d’ionisation dus respectivement au disque à polonium et à l’étalon d’uranium.
4. Installation électrométrique. - Pour mesurer les courants d’ionisation, nous
avons employé l’installation électrométrique qui a donné, par la méthode compensatrice,
une précision des mesures assez satisfaisante (fig. 1).
Fig. 1.
La substance émettant le rayonnement alpha est placée sur le plateau inférieur de la chambre d’ionisation (C) qui est mis en contact avec une batterie d’accumulateurs de 800 volts (B). Si le plateau supérieur est relié à une paire de quadrants de l’électromètre, l’aiguille commence à dévier avec une vitesse qui est en rapport avec l’intensité du courant d’ionisation. De l’autre côté, ce courant peut être compensé à l’aide d’un condensateur (C~)
dont un des plateaux est porté au potentiel d’une batterie (B,) reliée au potentiomètre (P).
Ce potentiel est induit sur l’autre plateau du condensateur relié directement à l’électro- mètre E.
Si l’on connaît la capacité électrostatique du condensateur C, en unités cgs ; à V, la
chute du potentiel en volts durant le temps en secondes t, le courant est donné, en
ampères, par la formule :
En augmentant ou en diminuant la capacité du condensateur C, ainsi que la tension de la batterie Bt, on peut changer dans de grandes limites la valeur du courant compensa- teur et, par conséquent, mesurer avec la même précision les activités fortes et faibles.
5. Technique de la détermination de la période du polonium. - Il était inté- ressant pour le but que nous nous étions proposé, de faire la détermination de la période
du polonium en des lieux aussi nombreux que possible, dispersés sur le plus vaste terri-
toire possible. Notre installation électrométrique, étant trop lourde et difficilement trans-
portable, il était impossible de faire les mesures sur place. L’emploi des appareils trans- portables à feuille d’or augmentant les erreurs de mesures, vu la faible précision de ce
genre d’appareils, nous avons choisi le moyen le plus simple et le moins coûteux : -. l’envo par poste des colis contenant les disques activés par le polonium. Ceux-ci étaient bien
emballés et munis d’instructions recommandant principalement de ne pas dépaqueter le
colis et de le faire renvoyer intact après avoir reçu l’avis correspondant. Les lieux où les colis étaient envoyés et gardés pendant le temps nécessaire pour la détermination de la période étaient les bureaux de vérification des poids et mesures qui sont sous la dépendance administrative directe de la Chambre Centrale des poids et mesures de Lénin- grad.
Ainsi ont été faites deux mesures des activités des disques à polonium : une le jour du départ de Léningrad, et l’autre, le jour de l’arrivée à Léningrad de province. Si l’on prend
en considération le temps assez long durant lequel se passait la désintégration du polo-
nium (5 mois environ) et le temps du transport comparativement assez court (5 jours au plus) on peut supposer que le changement de la grandeur de la période est dû uniquement
aux causes locales qui existaient dans les lieux où se poursuivait la désintégration du
radioélément.
Les disques furent envoyés dans les dix-huit villes, où ils étaient gardés conformé-
ment à, l’instruction. Le point le plus éloigné dans le Nord était la ville de Mourmansk
t68° ~9’) ; danq le Midi, Erivan, au Caucase (40, ll’). Ces deux points sont distants de 3 000 kilomètres en direction méridionale. En outre, la géologie des lieux, où les points
furent disposés, était tout à fait différente et les roches massives différaient en âge ainsi qu’en caractère et en composition.
Ainsi, la définition de la période était basée sur deux mesures de l’activité des
disques le jour du départ de Léningrad et le jour du retour à Léningrad. L’ordre qui était adopté pour faire les mesures était le suivant : on mesure d’abord la dispersion normale, puis l’étalon d’uranium, le disque à polonium, à nouveau l’étalon d’uranium et enfin encore une fois la dispersion normale. On prend la moyenne des deux valeurs du courant de l’étalon d’uranium et de même pour la dispersion normale. L’activité est calculée en
prenant le rapport des valeurs des courants d’un disque à polonium et d’un étalon d’ura- nium.
Si l’on désigne,par 10 et 1 les activités d’un disque à polonium le jour du départ de Léningrad et le jour de l’arrivée à Léningrad; e, la base des logarithmes naturels, et t, le
nombre de jours écoulés entre deux mesures, la constante radioactive A peut être calculée à l’aide de la formule bien connue :
d’où
et la période
Les résultats des mesures sont donnés dans le tableau I.
On y voit que la période T calculée pour les 18 points est loin d’être constante et varie de 125,6 jours (Tifflis) à 181,6 jours (Krasnodar). On doit y exclure l’influence du métal
porteur de la couche active du polonium, parce que tous les disques sont dorés par le même
324
procédé et dans les mêmes conditions. De même, l’emballage était identique pour tons les
disques.
Nous allons procéder maintenant à l’étude des erreurs possibles qui peuvent être
commises dans les mesures des courants d’ionisation.
Fig. 2..
’
6. Étude][des erreurs de mesures, - En considérant les nombres exprimant la dis- persion normale, figurant sur le tableau I, on peut remarquer que ces nombres étaient
pratiquement constants durant toutes les séries de mesures. La valeur du courant variait.
326
de 0,37 X 10-’3 à 1,0,) X 10-’3 ampère, ce qui ne dépasse pas 2 pour 100 pour toutes les valeurs des courants comme pour l’étalon d’uranium, ainsi que pour les disques à polonium.
La valeur moyenne du courant dû à l’étalon d’uranium est égale à 72,68 X 10-~~ ampère,
ce qui, pour 1 cm" de surface, donne 5,78 X 10-’3 ampère, ce qui s’approche bien du
nombre calculé par Mc Coy. Le calcul de l’erreur moyenne de l’observation séparée ne dépasse pas ici 0,25 pour 100, ce qui donne une précision suffisante.
Le calcul des erreurs quadratiques moyennes de la valeur moyenne de la période, en partant des erreurs moyennes de l’observation, montre que cette erreur ne dépasse pas
0,7i pour 100, ce que ne peuvent pas expliquer les variations observées de la période du polonium sur les 9 8 points.
Enfin, si l’on prend toutes les valeurs de la période du polonium sur les 18 points que l’on considère comme observations séparées, l’erreur moyenne de l’observation peut être
calculée d’après le procédé ci-dessus. Cette erreur est de 8.3 pour 100.
En considérant l’analyse des erreurs de mesures, nous voyons que les erreurs ne
peuvent pas influencer la grandeur de la constante du polonium qui change considéra-
blement sur les divers points durant pratiquement le même espace de temps. Il nous reste
à supposer que la valeur de cette période dépend de quelques causes locales. Pour le voir mieux, portons nos résultats sur la carte de la partie européenne de l’U. S. S. R. (fig. 1).
On peut y voir que les plus fortes variations de la période sont situées dans la région
du Caucase, c’est-à-dire dans les contrées ayant la tectonique la plus bouleversée. Dans la
partie centrale et dans le Nord du pays, ayant pris en considération la structure géologique,
on peut supposer que la valeur de la période est influencée par le caractère des roches.
Conformément à la théorie de M. J. Perrin, la désintégration radioactive des atomes lourds se produit à cause de l’ionisation profonde de l’atome par l’action de la radiation d’une très grande fréquence appelée rayonnement ultra-X. Cette radiation doit venir des
profondeurs du globe terrestre et prend naissnnce au moment de la formation des atomes lourds. Par conséquent, dans des couches superficielles du globe, se produit la désinté-
gration intense avec l’absorption de la chaleur; mais, à partir d’une profondeur suffisante,
il se ferait la synthèse des éléments qui dégagerait de la chaleur.
Cette théorie explique très bien la quantité de chaleur dégagée par la Terre.
Les rayons ultra-X produisent la désintégration des atomes radioactifs et possèdent la propriété de traverser des grandes épaisseurs de roches, mais ils doivent être absorbés par les éléments radioactifs.
Nos expériunces sur la définition de la période du polonium en divers points, démon-
trent que la période n’est pas la même partout.
Il nous reste à supposer que la teneur des roches en matières radioactives qui doivent
absorber le rayonnement ultra-X de M. J. Perrin, doit influencer la grandeur de la période.
C’est-à-dire que la période doit augmenter avec l’accroissement de la quantité des matières rsdioactives et diminuer avec la diminution de celles-là (1).
Manuscrit reçu le 8 janvier 1929.
(t) Les expériences plus récentes (nature, 8 juin 1929) faites avec les mêmes 18 échantillons de polonium, gardés à Leningrad pendant 5 mois environ, ont donné les valeurs de T variant de 13 i,2 à 139,5 jours, ce qui donne pour la valeur moyenne à Leningrad 138,3 ± 0,16 jours. La valeur de T pour le disque Ne 14 (Krasnodar) a donné dans ces conditions : 138,9 jours. Les remarques publiées par Mme P. Curie ont déjà
.
