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Submitted on 1 Jan 1928
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Courbe d’ionisation dans l’hydrogène pur relative aux rayons alpha du polonium
Frédéric Joliot, Tadashi Onoda
To cite this version:
Frédéric Joliot, Tadashi Onoda. Courbe d’ionisation dans l’hydrogène pur relative aux rayons alpha du polonium. J. Phys. Radium, 1928, 9 (5), pp.175-179. �10.1051/jphysrad:0192800905017500�. �jpa- 00205334�
COURBE D’IONISATION DANS L’HYDROGÈNE PUR RELATIVE AUX RAYONS ALPHA DU POLONIUM
Par MM. FRÉDÉRIC JOLIOT et TADASHI ONODA.
Sommaire. 2014 Dans ce travail, on a construit la courbe de Bragg relative aux rayons 03B1 du polonium dans l’hydrogène pur. On donne 17,30 ± 0,03 cm pour le parcours
extrapolé dans l’hydrogène pur à 15°C et 760 mm Hg; on en déduit la valeur du pouvoir d’arrèt de H2 par rapport à l’air : 0,223 De nombreuses déterminations ont donné 3,87 ± 0,01 cm à 15°C et 760 mm Hg pour le parcours extrapolé dans l’air.
i. Introduction. - Différents auteurs ont étudié la variation de l’ionisation le long
d’un faisceau de rayons i dans l’hydrogène. T.-S. Taylor (1) étudie la région comprise entre
la source et le maximum d’ionisation, il ne précise pas la descente rapide. R.-W. LaByson (2)
étudie la courbe entière, mais opère par variation de pression et canalise les rayons loin de la source, ce qui a pour conséquence de rendre les condilions de canalisation dépen-
dantes de la pression (certains rayons a ayant une trajectoire légèrement courbe). Nous
avons repris cette étude dans le but de définir avec précision la forme de la courbe d’ioni- sation, dite courbe de Brag, egt le parcours extrapolé. L’appareil utilisé (fig. 1) est celui
Fig. 1. - E, électrodes étroite isolée; Pi, plateau connecté au sol; P.,, plateau chargé électriquement;
S, source de rayonnement; C, chariot canaliseur; t, thermomètre; ,1, enceinte métallique;; T, tuhe
de verre portant une échelle divisée; i. index pour lire la position du chariot; ,l, joint à mercnre pour
’la crémaillère; H2’ rodages ; G, glissière pour le chariot; Z, écran au sulfure de zinc pour la vérifi-
cation du réglage de l’appareil.
de I. Curie (3) : on canalise très près c1P la source et on opère par variation de distante. On
appellera les courbes ainsi obtenues (’ourbes Cet appareil, associé à l’instrument de mesures, électromètre et quartz piézoélectrique, nécessite l’emploi de sources fortement
actives. Craignant une contamination de l’appareil par l’hydrogène polonié, nous avons
utilisé un support de source permettant de couvrir le polonium avec un écran d’aluminium très mince et étanche. L’hydrogène employé doit être très pur. Un calcul simple montre
l’influence d’une i.npureté sur le parcours.
(1) T.-S TAYLOR. Phil. t. 2fi (192T), p. 402.
(2) F~.-1~’. lVien t. 124 p. 63 i.
(~) I. CnuE. Ann. de Plays., t. 3 (192":)), p. 299 ; J. Phys., t. 7 (1926), p. 12~).
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:0192800905017500
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Considérons un mélange contenant nl molécules d’hydrogène et n2 molécules d’une impureté. En désignant par si le pouvoir.- d’arrêt par rapport à l’air de HI pur; S2, celui de
l’impureté, et s, celui du mélange, on a en appliquant la loi d’additivité des pouvoirs d’arrêt :
ce qui conduit à
en posant
.ti, parcours dans l’hydrogène’ impur; a,, parcours dans ~73, parcours dans l’impureté.
1 pour 100 d’une impureté comme-l’air, l’azote ou la vapeur d’eau pour lesquelles
est voisin de 4 conduit à une erreur de 4 pour 100 sur le pu cours dans l’hydrogène pur.
2. - PréparaMou de l’hydrogène pur.
2. Marche d’une expérience. - Nous prenons pour courhe de référence, la courbe de Bragg normale dans l’air relative aux rayons x du polonium construite par I. Curie (~).
JO Nous construisons, à l’aide d’une source itoiivelleiiieiit une courbe d’ioni- sation dans l’air et nous la comparons à la courbe de référence ; nous en déduisons la
qualité de la source.
2° La source étant couverte avec une feuille mince d’aluminium, nous construisons une
courbe d’ionisation dans l’air. La comparaison avec la courbe de référence indique la qualité de l’écran et donne le parcours extrapolé avec écran dans l’air.
3" Dans ces conditions, on vide complètement l’appareil (pression résiduelle inférieure (~j I. CURIE, loc. Cil.
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à 1/1000 mm Hg) et on lave plusieurs fois avec de l’hydrogène. On remplit finalement
avec de l’hydrogène pur et on construit une courbe d’ionisation donnant le parcours extra-
polé avec écran.
La courbe complète est obtenue en opérant à différentes pressions donnant chacune des portions de courbe se recouvrant partiellement et permettant ainsi l’ajustement bout à.
bout des divers tronçons. En se basan t sur le fait que la formation de l’hydrogène polonié
dans l’hydrogène pur et sec est lente, nous avons supprimé l’écran et construit la partie
située au delà du maximum. La construction de cette partie de courbe nécessite très peu de
temps et donne le parcours extrapolé sans écran.
3. Détails expérimentaux. - On prépare la source en plongeant une
lame de nickel de 1 mm sur 5 mm dans une solution de polonium légèrement acidulé. L’acti- vité du polonium de la source est mesurée à l’appareil absolu (5). Nous avons employé des
Fig, 4. - Fin de la courbe (fig. 3) à grande échelle
sources correspondant à des courants de saturation de t 50() à 3 000 U.E. S. De plus fortes acti- vités sont à éviter, car la source s’altère rapidement. Nous donnons
(fig.
5) un ensemblede courbes montrant la déformation de la courbe d’ionisation en fonction de l’àge d’une
source de 6 500 U.E.S. Nous avons vérifié l’absence de rayonnement pénétrant.
Hydrogène. - On électrolyse une solution de soude caustique entre électrodes de nickel L’hydrogène passe sur du palladium et de l’amiante chauffés et est lavé à l’acide sulfurique
concentré puis à la potasse, séché sur du chlorure de calcium et de l’anhydride phospho- rique. Le montage est représenté sur la figure 2.
4. Résultats. -- Nous avons représenté ci-contre (fig. 3) la courbe d’ionisation dans H2 pur, prenant comme unité l’ordonnée du maximum d’ionisation. La précision est de
2 pour 100 dans la portion AB et de 1 pour 100 dans la partie BCD. La correction à faire pour
ramener à une chambre d’ionisation d’épaisseur nulle est négligeable. Le courant maximum était de l’ordre cle 0,01 U.E.S. avec des sources de 3 000 Les pressions dans l’appa-
reil ont varié de 5 cm à j S cm Hg. La température était voisine de C. La distance 1 de la
source à la chambre mesurée à la pression/) et à la température 1 était ramenée à la distance à 15° C et 760 mm de mercure en la multipliant par le facteur
(5) P. CURIE. J. Chim, t. 22 (4 J‘?5), p. 14!.
La figure 4 donne à grande échelle la fin de la courbe. Nous avons ainsi obtenu pour le parcours extrapolé à 15° C et 760 mm Hg :
~ La concordance entre les diverses valeurs expérimentales est supérieure à
Le pouvoir d’arrêt de l’hydrogène par rapport à l’air a été trouvé égal à 0,~23 pour les
Fig. 5. - Courbe d’ionisation d’une source de 6 500 L’, E. S. à deux époques différentes : _
source nouvellement préparée.
--.-. - - - - la même source après deux semaines.
rayons du polonium, nombre en accord avec celui donné par Gibson et H. Eyring (6).
Nous avons pris pour le parcours des ray ons a du polonium dans l’air à 15° C et 76ti mm Hg, 3,87 cm. Ce nombre donné par I. Curie C) a été retrouvé un grand nombre de fois au cours
de nos expériences, l’écart relatif maximum observé est inférieur à 1/400. Une feuille d’alu- minium de 3/IL)00 mm pesant 0,û00 95 g : CM2 placée sur la source, réduit le parcours dans
l’hydrogène pur de 2,72 cm à 15°C et 760 mm Hg. La réduction de parcours dans l’air à cette même pression et température est de 0,6u cm.
Ce travail a été fait à l’Institut du Radium et nous remercions MI’, P. Curie pour tout l’intérêt qu’elle a bien voulu y porter.
(6) frlBSorr et H. EYRIVG. Phys. Rev , t. 30 (f927), p. 553.
’
,
1. Loc, cit.
~
Manuscrit reçu le i 3 mars ~9~8.
