Sur la diffusion du recul radioactif

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Sur la diffusion du recul radioactif

C. Chamié

To cite this version:

SUR

LA

DIFFUSION DU

RECUL RADIOACTIF

MIle C.

CHAMIÉ.

Sommaire. 2014 Ce travail confirme la théorie de M. P. _Langevin sur la diffusion du recul et donne des

expériences nouvelles sur l’extraction du recul par des récepteurs chargés. Dans le cas ou la distance entre le récepteur et la source est inférieure au _parcours, on trouve que la quantité de Th C" recueillie sans

champ fait 8 pour 100 et avec _champ saturant 27 pour 100 de la quantité totale de Th C" _présente dans la

source, ce qui met en évidence l’importance de la _{réadsorption} du recul par la source _qui le _rejette.

J’ai

_montré,

dans des

_publications

antérieures

_(1),

comment se faisait la diffusion

_{rejeté dans}

l’air

à pressionnormale parrecul a

à

_partir

du

_{ThC, et}

ce

_qui

distinguait

ce

_phénomène

de la diffusion des

_{gaz. M}

P.

Langevin (2)

a donné une théorie de ce

_phénomène

dont le résultat conduit à une loi

_hyperbolique

de

variation de l’activation par les atomes de recul en

fonction de la distance du

_récepteur

à la source. Le but

de ce travail était de vérifier la loi de P.

_Langevin,

d’étudier comment se

_comportent

les atomes de recul

dans un

_{champ électrique}

et d’établir le rendement

d’activation avec ou sans

_champs.

I. Vérification de la loi de P.

_Langevin.

-Dans mes

_{expériences précédentes,}

les durées

d’activa-tion étaient presque

toujours

très

_courtes,

de l’ordre de

cinq

à six secondes. Dans ces

_conditions,

les courbes

qui représentent

la

_quantité

de ThC" recueillie en

fonc-tion de la distance du

_récepteur

à la source donnent

une branche

_hyperbolique

_{pour les} distances

com-prises

entre la fin _{du parcours du recul}

_(0,13

_mm)

et

0, 5

mm

_{ettendentaprèsàdevenirdesexponeatielles.}

J’ai

repris

les mêmes

_expériences

avec des durées

d’activa-’ion

_supérieures

à 10 minutes. La

_période

du ThC"

étant de

_{3,1 minutes,}

_{pour des durées d’activation}

courtes,

la

_quantité

de ThC’" recueillie

_augmente

pro-portionnellement

au

_temps

et atteint sa valeur limite

lorsque

la durée

_approche

de 10 minutes.

La

_technique

des

_expériences

a été

_également

per-fectionnée. Le

_dépôt

actif du

_équivalant

en _rayons

y à 6 mg de Ra était

porté

par un

_{disque d’argent}

par-faitemeut

_plan

et

_poli

de 5 cm de diamètre. Les

récep-teurs étaient des

_disques

de laiton de 8 cm. de diamètre. Les distances entre le

_récepteur

et la source étaient mesurées avec une

_précision

de

0,01

mm. La

_quantité

de _{ThC’’ recueillie était déterminée par}

extrapolation

des courbes de décroissance du courant d’ionisation du

ThC" au moment de la fin d’activation

_pris

_pour

ori-gine.

Cette

_quantité

1’/ a été

_exprimée

en unités arbi-traires du courant d’ionisation mesuré

_{eii rayons à.}

Pen-(’) :Bllie C. CHAMIÉ, C. R. 1933, 19ô, 910 î et 19.-,’3, _{197, 1031 ;} J. de _phys. et Rad. 1934, 5, 54-56.

(z) P. LANGEVIN, J. Phys., 193!~, 5, 57-60.

dant

_{chaque expérience}

on faisait les corrections de la

décroissance de la source. Le tableau 1 et la courbe de

la

_fig.

1 donnent les résultats d’une

_expérience

faite à

température

constante de 2i° et à la

_pression

normale.

On _{voit que la courbe est} une

_hyperbole.

Le

_produit

de la

_quantité

de ThC" recueillie

_{N par}

la distance 1

mesu-rée en mm est constant et

_égal

en _moyenne à

_7,2

à :2 pour 100

près

dans

l’expérience

donnée.

TABLEAU 1

437

D’autre _{pai t,} P.

_Langevin

considère le

rapport §

’

du nombre d’atomes recueillis à une certaine distance 1 au

nombre total émis P et donne la formule a =

1 ;

P est la distance moyenne de la source à

_laquelle

sont arrêtés les atomes de recul. Dans

_{l’expérience qui}

donne la courbe et le tableau

I,

j’ai

trouvé : P =

56,4

pour 1 ==

0,08

_mm, c’est-à-dire dans la

région

où la

courbe est

_parallèle

à l’axe des abcisses. On obtient alors pour a en

moyenne : a

=

_0,1?8

_{mm ce}

_qui

cor-respond

bien au _{parcours du recul}

_(1).

Cette

_expérience

confirme donc avec une

_précision

suffisante les formules

_qui

dérivent de la théorie de P,

_Langevin.

Il. Activation du

_récepteur

dans un

_champ

électrique. -

Dans ces

_expériences

le

_disque

_qui

por-tait la source était mis au sol tandis que le

_récepteur

était

_porté

au

_{potentiel négatif.}

La durée d’activation était de 10 minutes. Les mesures se faisaient en _rayons

y à

travers 1 ou 3 cm de Pb.

1. Distance

_supérieure

à

_0,8

cm. - Dans une

série

_{d’expériences,}

la distance entre la source et le

récepteur

était

_supérieure

à

_0,8

cm _{pour que la}

_quantité

de ThC"

_qui

_{arrive par diffusion} soit

_{négligeable.}

En

effet,

à la distance de

_0,8

cm le

_récepteur

non

_chargé

ou

chargé positivement

ne recueillait aucune activité. A cette distance fixe on faisait varier le

_potentiel

néga-tif du

_récepteur

_{pour obtenir la courbe}

_{qui représente}

la

quantité

de ThC" extraite en fonction du

_{champ (iig 2).}

Fig. ~,

On voit que c’est une courbe de saturation

_qui

est _{atteinte pour des}

_champs

très

_élevés,

environ

(1) La valeur _{adoptée pour le parcours du ThC" rejeté par recul}

est : _0,129 mm à la _température de 1::’° et à la pression de ~60 mm.

Cette valeur représente la limite du _parcours.

800

volts/cm

pour des sources

_{équivalentes}

_{des rayons ,,}

de:J à 6 mg de

Ra. Si l’on

_augmente

la distance, on

trouve

une courbe

_analogue

au-dessous de la

_première,

mais la saturation est atteinte pour les mêmes valeurs du

champ.

En faisant varier la distance entre la source et

le

_récepteur

_chargé

à un

_potentiel

_négatif

fixe on ob-tient des courbes semblables

_{;fig. 3). Au}

début de la

Fig. 3.

courbe la

_quantité

de ThC" extraite varie linéairement

avec la distance. Pour des sources faibles

_{équivalentes}

en _{rayons 1~ à}

0,36

_{mg de}

Ra,

la saturation est atteinte

plus

vite

_déjà

_{pour des}

_champs

de 300

_volts/cm.

La valeur si élevée du

_champ,

nécessaire _pour

ex-traire les atomes de recul à

_{saturation, peut}

_{s’expliquer}

par le fait que les atomes de recul

portent

des

_charges

positives

et se

_comportent

comme des ions. Ils diffusent clans une

_atmosphère

fortement

_{ionisée par}

le

rayonne-ment a de la source et des

_champs

très intenses

seule-ment

_peuvent

_empêcher

la recombinaison _{d’ions pour}

les recueillir sur des

_{récepteurs chargés négativement.}

Si l’on compare la

quantité

de _{ThC" recueillie par le}

champ

saturant à la

_quantité

totale de ThC"

_présente

dans la source, on _{trouve que le}

_{récepteur peut}

extraire environ 27 pour 100 de ThC". Dans des

_expériences

diverses avec des sources de

_dépôt

actif du Th

_porté

par des

disques d’argent,

la fraction de ThC" recueillie par des

champs

saturants n’a

jamais dépassé

31 pour 100

et,

dans certaines

_{expériences,}

elle était

_plus

faible,

de l’ordre de 20 pour 100 au

minimum. Pour

des sources

portées

par des

disques

en _or, la

_quantité

maximum extraite est un _peu

_supérieure

et

_peut

atteindre au

plus

35 pour 100.

2. Distance inférieure au _{parcours des} atomes

de recul. - Des

expériences

ont été faites en mettant

le

_récepteur

à une distance de

0,08

mm de la source.

A cette

distance,

la

_quantité

de ThC" recueillie sans

champ

par recul direct fait environ 8 pour 100 de la

quantité

totale de ThC"

_présente

dans la source, tandis

438

d’environ 10

volts,

la

_quantité

de Thc" extraite fait environ t7 pour 100. Dans ces

_conditions,

on extrait donc la même

_quantité

de ThC" que dans les

expériences

avec

0,8

cm de

distance,

et les

_champs

saturants sont

également

très élevés 10 volts Le tableau Il donne

également

l très Le tableau lI donne

B0,008cm/

les résultats de

_sept

_expériences

faites à la distance de

0,08

mm.

TABLEAU II

Les atomes de ThC" sont

_rejetés

_{par recul} vers le

haut,

vers le bas et sous incidence rasante à la surface de la source.

_{De plus,}

une

_partie

des atomes de recul

_peu

t rester à l’état d’occlusion dans la source, comme cela a

lieu pour les émanations. Il est donc normal de recueil-lir avec des

_champs

saturants très élevés une

_quantité

de de _{l’ordre de 27 pour 100 de la}

_quantité

totale

présente.

Mais ilest étonnantdevoir que par recul

direct,

sans

_champ,

le

_récepteur

recueille seulement 8

_{pour 100}

de ThC".En diminuantladistance de

_0,08

mm à

0,U5

mm et en

_changeant

le

_{dispositif expérimental,}

le

rende-ment restait à peu

près

le même.

_Ainsi,

_{pour les}

acti-vations,

on

_posait

le

_récepteur

sur des cales fixées aux

bords de la source ou bien sur des cales

_disposées

en

croix extérieurement à la source sans _{que le}

pourcen-tage

en ThC" recueilli par recul direct subisse de

_grandes

variations. En

_portant

le

_récepteur

au

_{potentiel positif}

de 10

_volts,

_laquantité

de ThC" recueillie devient encore

plus

faible. Dans les

_expériences

5,

6 et 7 du tableau

lI,

cette

_quantité

_{faisait 3 pour}

_{100; 5,9}

_{pour 100} et

_3,6

pour 100.

Le rendement si faible en ThC" _{recueilli par} un

récepteur

non

_chargé

ou

_chargé

_{positivement, pourrait}

s’expliquer

par

l’hypothèse

de M. P.

Langevin

de la

réadsorption

des atomes de recul par la source

_qui

les

projette.

Cette

_adsorption

doit

_jouer

le rôle d’une véri-table attraction et son

_importance

est révélée _{par la}

faible

_quantité

de ThC" recueillie aux distances

infé-rieures au _{parcours. La} source

_rejette

vers le haut environ 27 pour 100 d’atomes de

_ThC",

mais réadsorbe

19 pour 100 en ne laissant

_échapper

que 8 pour 100

qui

diffusent. Le

_récepteur

doit être

_porté

au

_potentiel

négatif

suffisamment élevé pour adsorber lui-même le

recul

_projeté

en

_s’opposant

à l’action

_antagoniste

de

l’adsorption

par la source. Le

_champ

a donc un double rôle à

_{accomplir, empêcher}

la recombinaison d’ions et

s’opposer

à

_{l’adsorption}

_{par la}

_{plaque-source}

des atomes de recul

_projetés.

Ce travail a été fait à l’Institut du

Radium,

au

Labo-ratoire de M-1 P.

Curie,

à

_qui

_j’exprime

toute ma

reconnaissance pour sa bienveillance. Je

_profite

de

cette _{occasion pour remercier la} Caisse Nationale des

Sciences _{pour la}

_{possibilité qu’elle}

m’a donnée de

faire ces recherches.