Applications des Rayons X à l'analyse chimique

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Submitted on 1 Jan 1904

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Henri Du Boistesselin

To cite this version:

Henri Du Boistesselin. Applications des Rayons X à l’analyse chimique. Radium (Paris), 1904, 1 (8),

pp.39-42. �10.1051/radium:019040010803901�. �jpa-00242086�

térise par deux propriétés exceptionnelles : très faible mobilité des ions, condensation par les ions de la ^sa- peur d’eau simplement saturante. Cette classe semble actuellement nettement séparée de la classe des ions ordinaires. On n’a pas jusqu’ici ^{trouvé d’intermé-}

diaires permettant de passer dc rune ^à l’autre d’une manière a peu près continue. Certaines raisons théo-

riqnl’s, qu’il ^serait trop long d’exposer ^ici, permettent

même de croire que ^cette séparation ^en deux classes est fondée sur des causes profondes, et qu’il n’y ^{a pas}

lieu d’espérer ^trouver dans l’avenir la transition qui

manque dans Il’ présent.

Eugène BLOCH.

Ancien eleve de l’Ecole Normale.

Docteur es science.

Applications ^des Rayons X à l’analyse chimique

PREMIÈRE PARTIE

Méthodes et instrumentation.

LES applications industrielles des radiations ont d’ans beaucoup ^{de cas reçu} la sanction de la

pratique.

Les radiations lumineuses, calorifiques, électriques

sont bien des agents capables de rendre serBice dans

l’industrie, et le font, ^{en effct.}

.

Les rayons ultra-violets, ^les rayons cathodiques, ^les rayons X n’ont pas ^encore dit leur dernier lllol. Les

premiers ^{nc nous} seront-ils pas d’une grande ^utilité

pour la production de l’ozone dont l’emploi ^indu-

striel ^se répand chaque jour davantage? Les recherches de Lenard de Goldstein1, ainsi que ^nous l’avons dit2,

ont montré la possibilité d’obtenir l’ozone d’une manière continue et des études actuellement en cours nous permettront peut-être ^{de l’obtenir avec des}

rendements supérieurs ^{à ceux} que ^{nous avons}

aujourd hui.

Les rayons X, qui ^{rendent tant} de services à la médecine et à la chirurgie, ^ont maintenant leur place marquée dans les sciences médicales. Peuvent-ils, ^eux aussi, recevoir un emploi industriel?

Oui, ^ils peuvent prendre place dans les laboratoires iiidii- siriels et rendre des services an point ^{de vln’ de} l’analyse. Dans certains cas, ils permettent ^d’obtenir des résultats aussi précis (me l’analyse, ^{mais, il tant}

bien l’av ouer, ils ne sont pas destines à la remplacer:

leur emploi ^est subordonné à la nature des recherches à et le nombre des cas pour lesquels ^{ce mode}

d’examen sera le procédé ^{de choix est assez limité.}

Les premières recherches qui ^ont été tentées dans cette Boie ont échoue parce qu’elles n’étaient pas faites dans des conditions bien déterminées, et, _par ^ce fait même, les résulats obtenus n’étaient pas ^com-

parables ^{et n’avaient aucune valeur.}

1. Zeitschrift fUI’ Elektrochimie.

2. Radium, juillet 1994.

Dans l’emploi des rayons X ^au point ^{de vue} analy- tique ^{Oll se base sur} la différence de transparence ^des diverses substances à ces radiations: ^{en un} mot.

chaque corps ^a pour ^ces rayons ^un coefficient d’absorp-

tion propre: 1f. Benoist a particulièrement étudié

coite absorption, (pu peut ^être considérée comme la

somme de deux termes, l’un relatif à Fanion, l’antre à la cathion, dont la réunion constitue la molé- cule saline. Les recherches de Mac Clung t’I llnt’

Intosh confirment ^ces résultats et l’étude de cette

question a conduit MM. Hébert et Reynaud ^{;1 la cons-}

truction d’un appareil analogue au colorimètre de

Duboscq.

Nous devons attirer l’attention sur la variation du coefficient d’absorption : suivant la ^nature des rayons

employés ^{il a,} pour ^un même corps, des valeurs différentes: de plus ^sa loi de variation varie avec

Chaque ^substance.

Pour comparer les absorptions ^entre elles il faudra donc opérer dans des conditions bien déterminées,

avec une qualité de rayons donnée: ^ce qui conduit ^a l’emploi ^de dispositifs particuliers pour la ^mesure de

la pénétration des rayons.

(hB actuellement, qu’entend-on par nature ^olt péné-

tration des rayons A ? 2013 Le flux émis par le tube de

Crookes est hétérogène ^{ci ce} que l’on détermine, c’est la pénétration moyenne de ^ce flux. Comment l’expri-

me-t-on? 2013 En épaisseur d’aluminium et l’on dit:

le tube émet des rayons ^{n° 6} du radiochromomètre;

pour ^{un autre} instrument ces) te n°4, etc .... et, ^ainsi

qu’on l’a fait observer, aucun moyen d’entente ^n’est possible; il faudrait que tout le monde prenne le

même instrument: chose impossible. N’est-il pas plus logique d’exprimer la nature des rayons par le coeffi- cient d’absorption moyen d’une substance donnée; il

siffit alors de s’entendre une fois pour toutes sur la nature de cette substance pour que chacun puisse ^se

remettre dans les mêmes conditions.

Quelle ^substance emploiera-t-on? ^Évidemment

une de celles pour laquelle le coefficient varie beau-

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/radium:019040010803901

coup ^avec la nature des rayons ^et qui. ^de plus, puisse

être obtenue toujours identique ^{a elle-même.}

Il serait nécessaire qu’un congrès, ^{celui de Radio-} logie.par exemple, s’occupat ^{de cette} question qui

l’intéresse tout particulièrement, ^{tant au} point ^{de Bue}

du diagnostic radiographique qu’à celui de la Radio-

thérapie. ^{et amenat une entente} détmitive. Pour ne pas rompre ^avec les habitudes et afin qu’on puisse ^utiliser

tels que les appareils ^en nous exprimerons, ^dans

nos résultats, ^{la nature des} _rayons ^en coefficients

d’absorption pour l’aluminium.

Dans un premier ^{article nous} décrirons les appareils

et la technique opératoire ; ^{en un} second article nous

résumerons les résultats obtenus, ^les comparerons

avec ceux des méthodes usuelles et terminerons par ^la

description d’une installation établie ^{sur ce} principe.

1.

INSTRUMENTATION.

Dans les appareils employés, ^{on amené} toujours ^a égalité ^{d’éclat deux ou} plusieurs plages ^{d’un écran}

lluorcscent, ^aussi peut-on ^les appeler ^{des radioluci-}

mètres et donner le nom d’analyse radiolucimétrique

à ce genre d’analyse.

Tout appareil ^se compose ^{de deux} parties : ^une pour la mesure de la qualité des rayons ^et destinée à ame- ner le tube dans un état donné, ^l’autre pour la ^me-

sure proprement ^dite.

Ces dispositifs peuvent ^être séparés ^{ou fixés sur le}

même instrument ; ^le dispositif signalé par ^M. Cour- rier 1 et auquel ^serait adjoint ^un instrument de me- sure constituerait le premier type. ^{Il est de} beaucoup préférable ^{d’avoir un} instrunlent unique.

Primitivement nous nous servions d’un appareil présentant trois fenêtres 1, 2, 5, ^{recouvert d’un écran}

l1uorescent (fig. 1) ; ^{en avant de 2} pouvait glisser ^l’un

sur l’autre deux prismes d’aluminium, afin d’obtenir

Fig. 1.

unc épaisseur ^{variable de ce iiiéial ; Cll arrière de 1}

et contre elle était disposé titi verre présentant, ^une absorption ^donnée puur les radiations élllises par l’écran : ^en avant de 5 se plaçait l’échantillon il ana-

lyser.

On amenait la masse d’aluminium a une valeur donnée et on reliait le tube au moyen de l’osmo, jusqu’à ^{cnalitc d’éclat entre} 1 et 2; ^{ceci lait on ame-}

nait à l’égalité ^{2 et 3 et on} vérifiait si le tube n’avait pas changé pendant ^{le court} laps ^du temps ^néces- saire à l’opération.

Lorsquïl : ^a égalité ^{entre 1 et 2 on a, en dési-} gnant par K le coefficient d’absorption de l’aluminium

I. Radium. juillet ^1904.

pour la ^nature des rayons à employer, par ^{x son} épais-

seur, par C et (1 le coefficieiit d absorption ^et l’épais-

seur du verre :

La première opération ^{consiste donc u} interposer ^x correspondant ^{à la valeur de K pour} laquelle ^{on fait}

les mesures.

En égalisant. ^{2 et 5} nous avons :

d’oii l’on tire K1 le coefficient de l’échantillon pour ^la

nature K des rayons.

Il est évident _{que l’on} peut prendre ^les rayons ^K que l’on ^veut mais une fois le choix effectué, ^{il est bon}

de s’y ^{tenir, car} pour l’analyse ^{on a construit une}

table donnant le coefficient d’absorption ^{de tous les}

corps usuels pour ^{un K} donné.

On voit toute l’importance qu’il y ^a de prendre,

pour déterminer la ^nature de3 rayons, ^un corps rigou-

reusement pur ^{ou toute} substance ayant ^une coniposi-

tion constante.

En prenant toujours ^{la même valeur} pour (1, ^{on a}

c’est-à-dire qu’il ^suffit de construirc la droite ayant

pour coefficient angulaire K d1 _{pour qu’on ait} immédiat- temenL K, ayant déterminé y.

Actuellement ^nous employons ^un dispositif ^rappe-

lant le photomètre ^{de Cornu} (iig. 2); ^deux fenêtres f, f’

sont recouvertes d’un écran

fluorcsccnt; devant f ^on place ^une épaisseur ^fixe d’aluminium; ^{deux lentilles} L, ^{L’ aussi} identiques ^que possible ^{viennent former}

les images ^des féiiètrés f, l’

sur un écran E.

En avant de L’ se fronce

un diaphragnle ^{de Cornu} (Hg. 3) qui limite la sur-

face de la lentille et fait par suite varier l’éclair c-

Fip. 2. Fig. 3.

ment de l’image qu’elle ^{iburuit ; on} peut ^donc

amener le.; deux plages de l’écran il égalité ^de

teinte.

A ce moment la lentille L’ laisse passer ^une frac-

tion 1 n des ^rayons qu’elle laisserait passer ^{sans dia-}

phragme,

^cette quantité q n _il ^{dt’ rayons est égale à la}

quantité ^{de rayons} lumineux fournis par la fenêtre f,

donc

qe-Kd = q n ^{ou, en} prenant ^les logarithmes,

aBec la relation n ⁼ s s’, ^{s ct s’ étant les} suri’aces actives des lentilles L et L’.

Afin de faciliter les lectures, l’une des lames du

diaphragme porte ^un prolongement ^très léger ^{en alu-}

minium qui vient ^buter

contre un bras de levier constitue par une aiguille ^a (ng. 4) également ^{en alu-} minium, laquelle ^{se de-} place ^{sur un secteur} transparent, ^et gradue ^en

surface de lentille active;

ce secteur est vivement éclaire par ^une lampe,

ce qui permet ^{une mesure} rapide ^{et anec un} degré d’approximation plus que suffisant pour ^ce genre de

mesure.

Il importe également

que, pendant les diBerses

opérations, l’observateur

Fig. 4. n’ait pas ^{à se} déranger

pour relier ^{le tube.}

A cet effet, ^un petit ^chalumeau de Villard à manche isolant est porté par ^{un collier} près ^{de son extrémité}

et petit pivoter ^{autour d’un axe} horizontal; ^un sys- tème de levier, ^ou plus simplement ^une ficelle attachée à l’extrémité du chalumeau et passant ^{sous une} poulie

de renvoi fixée a la base du support portant ^{le tube,} permet de le faire pivoter ^entre deux butées qui ^limi-

tent sa course. Entre le chalumeau et le tuhe il e,t bon d’intercaler une feuille de mica qui ^{ne laisse}

passer que l’osmo. On L’Bitc ainsi (lue, par suite d’un courant d’air, la flamme ne vienne lécher le tube et le brise.

Avec ce dispositif ^{et aBec 11n aide} placant ^{les échan-} tillotis, nous sommes arrivés à faire jusqu’à plus ^de

40 analyses ^{à l’heure.}

La substance à analyser ^est placée, après avoir t’té finement pulvérisée, ^{dans des} petites ^{boites rii bois} d égale épaisseur: ^{il est} absolument nécessaire de se

rendre compte, au préalable, ^{(me le bois ne laisse}

aucune trace sur l’écran. Dans ces boites il faut couler

la substance sans la tasser, ou alors on obtient des ré- sultats différents. L’échantillon ainsi préparé est ^mis

à la place de la lame d’aluminium, ^{sur un}

petit support ^et appli- que ^contre la fenêtre

au moyen de ^ressorts

fixés à l’appareil (fig 3).

Avant déterminé le coefficient K’ du mé-

lange ^et connaissant, d’autre part, les coe1ti-

cients K1 ^et K2 ^des

composants, on a com-

Fig. 3.

me composition ^du mélange par unité de volume

l n=K’-K2 K1-K2; l p=K1-K’ K1-K2

respectivement pour les substances donl les coefficients

d’absorption sont K1 et K2.

On voit que la méthode n’est pas d’une généralité absolue; ^{elle ne} s’applique que pour ¹¹ mélange ^do

deux corps, mais telle que, elle peut rendre des ser-

vices dans des industries spéciales, lorsqu’on a toujours

la même impureté ^et qu’on ^a besoin de connaître rapi-

ment la teneur en produit ^utile.

L’un des corps peut ^{du reste être} simple, composé

on même constitué par ^un mélange, mais il faul natu- rellement déterminer le coefficient de ce mélange.

Nous ^avons fait de nombreux essais ^au point ^{(!t’ wt’}

des combustibles, des minerais, des agglomérés, des

analyses de caoutchoue, ^de vernis, etc., dont nous

rendrons compte ^dans l’expose des résultats.

Pour déterminer la ricliesse des solutions, ^on peut prendre ^{la même} méthode, ^{lllais nous} préférons agir

comme suit:

Nous préparons ^une solution ;1 10 pour 100 de

la substance à analyser, ^{et nous} placons ^{un égal}

volume de 1 a liqueur ^{;1 analyser et} de la solution à

10 pour 100 dans deux cuves à faces parallèles, con- stituées par des lames ^de verre très minces: nous

plaçons chacune de ces cuves devant les fenêtres f et f’

et ouvrons complètement le diaphragme de ^{manière ii}

avoir mème surface active de lentille des deux côtés, Nous amenons les deux images à l’égalité en ajoutant.

au moyen d’une burette graduée, un volume r du sol-

vant du côté de la plus grande capacité. Si on a mis

10 centimètres cubes de chaque solution dans les

cuves, on a. pour teneur en grammes par litre de la

solution à analyser :

Il est parfois intéressant d’étudier l’action du travail sur un métal; la methode basée sur l’opacité qu’il pré-

sente aux rayons X permet d’apprécier sa structure :

mais bien souvent l’écran n’est pas assez sensible et il faut alors recourir à un récepteur plus subtil.

La plaque photographiqne peut ^être employée ^et

c’est ce procède que nous avons pris pour étudier les différences de structure qu’amenaient ^les laminages

successifs a chaud et a froid qu’on ^{fait subir au ma-} gnalium.

L’emploi ^du radio-ionomètre pour déterminer des différences très faibles de transparence ^{donne une} grande sensibilité, mais les résultats acquis ^{ne sont}

pas ^assez nombreux pour que ^{nous en} causions actuel- lement.

Dans l’emploi ^{de la} plaque photographique, ^{il faut,}

comme dans la méthode u l’écran, opérer ^{avec des}

rayons X détermines ; ^{mais de} plus, pour que les ré- siiltats obtenus dans diverses opérations ^soient con1pa-

rables, ^{il faut mesurer la} quantité des rayons produits

à chaque décharge, le nombre de décharges par ^se- conde et la durée d’action.

L’interprétation des résultats par ^cette méthode est très délicat, ^car les opacités ^{obtenues sont loin}

d’être proportionnelles ^aux quantités ^{de rayons}

reçus.

Nous devons attirer l’attention ^sur la méthode em-

ployée ^{par ,11.} Talherg, qui consiste faire usage de substances radioactives.

Il est certain que l’on possède ^{de la sorte un} rayon-

nement constant ^en qualité ^{et en} quantité, mais la dé- licatesse de l’interprétation ^subsiste toujours.

Tout ce que nous avons précédemment ^dit s’applique

à t-elle méthode. Les résultats qu’elle ^{donne ne sont} comparables que pour des échantillons de même nature renfermant les mêmes impuretés, ^{car deux}

combustibles de même teneur en carbone donnent des

opacités différentes pour des ^natures diverses d’im-

puretés.

Henri du BOISTESSELIN,

Directeur de l’Institut Radiotechnique.

Actions physiologiques ^de quelques ^radiations

Fs actions intenses qu’exercent ^{sur les} orga-

L nis111es les plus ^divers les rayons de Rontgen ^et

ceux de Becquerel ^{devaient ramener} l’attention des physiologistes ^{sur les} phénomènes biologiques

dus aux radiations semblables aux rayons ^lumineux

et qui ^{ne diffèrent entre elles} que par leur longueur

d’onde plus ^{ou moins} grande. Je résumerai aujour-

d ’hui les travaux récentes qui ^ont paru ^sur les actions

physiologiques ^{de ces} radiations.

On sait que le ^savant danois Finscn a employé ^de- puis plusieurs ^années les rayons fournis par l’arc

électrique ^au traitement du lupus tuberculeux. Les rayons émis par des ^arcs puissants (60 ampères) ^sont

concentrés sur le point ^{de la} peau ^sur lequel ^{on veut}

les faire agir ^au moyen d’un appareil compose ^{de len-}

tilles de quartz ^entre lesquelles ^{circule un courant}

d’eau et qu’on applique ^{fortement sur le} point ^à

traiter. Cet appareil ^sert ainsi à la fois à concentrer les rayons, à rendre leur pénétration plus profonde

en anémiant par les ^tissus superficiels ^et

enfin à refroidir la région traitée de la peau qu’échauf-

ferait d’une manière excessive la concentration en ce

point ^des rayons calorifiques.

e(, traitement a donne de remarquables ^résultats

tant dans l’Institut Finsen crée depuis ^environ sept

ans à Copenhague que dans les établissements analo- gues ^ouverts depuis dans ^un grand nombre de villes.

Lhllb la pensée de ^{Finsen l’t} dans celle de la plupart

de ceux qui emploient ^son procède, ^{ce sont} les rayons

de la partie ^la plus réfrangible ^du spectre qui agis-

sent. Les rayons ultra-violets ^{seraient même} plus ^actifs

encore que les rayons ^{violets ct c’est} pour cela que ^les milieux réfringents ^de l’appareil de concentration ont été construits en quartz ^et non en verre qui ^arrèterait

l’ultra-violet. Cependant, ^{on constate} que ^{les arcs}

électriques ^{riches en} rayons ultraviolets tels _{que les}

arcs a élcctrodcs dc fer sont moins actifs dans le trai- tement du lupus ^{que les arcs à} électrodes de charbon.

Schoitz (de Konigsherg) ^{a récemmcnt soutenu} que

ce sont ^cn réalité les rayons peu réfrangibles ^du spectre, les rayons chauds qui ^{sont actifs et} qu’ils agissent, précisé1ent ^{en vertu} de l’élévation de température qu’ils produisent. Ces rayons tendent à élever la tem-

pérature, ^{là où ils sont absorbés,} c’est-à-dire dans les

téguments. L’al)sorption ^et par suite l’élévation de

température ^devrait diminuer de la surface vers la

profondeur, ^si n’intervenait à la surface le refroidis- sement énergique produit par la circulation d’eau dans l’appareil compresseur. Il ^{se trouve} alors qu’il n’y ^a élévation notable de température qu’à ^{une faible} profondeur ^sous la peau, que ^cette profondeur peut

être réglée ^{de façon} u utrc celle où siègent les nodules tuberculeux et que l’élévation de température peut ^ètre

suffisante pour stériliser ^ces points.

L’auteur illustre ^cette théorie d’expériences ^intéres-

santes : il expose à l’action de la lumière, ^{et dans les}

mêmes conditions que la peau des malades, des con-

ches de gélatine ^ou des couches de gélose ^ensemencée