Comparaison du rayonnement des isotopes radioactifs des terres rares formés dans l'uranium et le thorium

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Comparaison du rayonnement des isotopes radioactifs

des terres rares formés dans l’uranium et le thorium

Irène Curie, Tsien San-Tsiang

To cite this version:

COMPARAISON DU RAYONNEMENT DES ISOTOPES RADIOACTIFS DES TERRES RARES

FORMÉS

DANS L’URANIUM ET LE THORIUM

Par IRÈNE CURIE et TSIEN SAN-TSIANG.

Institut du Radium de Paris.

Sommaire. 2014 On

fait, au _{moyen de l’appareil} à détente de Wilson, le _spectre de rayons 03B2 des

radio-éléments de _période 3,5 h semblables au lanthane, extraits de l’uranium ou du thorium irradié par les neutrons. Dans les limites d’erreurs expérimentales, ces _spectres sont _identiques, de sorte _qu’il s’agit probablement du _{même produit} de fission dans les deux cas. La limite _{supérieure d’énergie} est

au moins de 3,6 MeV, et atteint peut-être 4 MeV.

On _{sait que les noyaux d’uranium} et de thorium irradiés par les neutrons

_peuvent

subir une

_explosion

qui

les scinde en deux atomes radioactifs. Certains des corps formés ont les

_propriétés

des terres rares. Il

existe,

en

_particulier,

un radioélément de

période

3,5

h environ formé dans le thorium

_(1),

que l’on avait

pris

tout d’abord pour un

isotope

de

l’actinium,

mais

_qui

a été récemment reconnu semblable au lanthane

_(2).

Un radioélément de

période analogue, également

semblable au

lanthane,

a été extrait de l’uranium irradié

_(3).

On

_peut

_{supposer que} ces

_produits

de fission sont

identiques,

toutefois,

il n’est pas très facile de le prouver : on _{n’a pas pu}

_jusqu’ici

déterminer les

périodes

avec une très

_{grande précision;}

au

_point

de vue

_chimique,

on

_peut

aisément montrer _{que le}

radioélément

_{R;,,:, h}

se

_distingue

de

l’actinium,

car le coefficient de fractionnement des oxalates de La

et Ac est

_grand,

mais on ne

_peut

_{affirmer que}

est

_identique

à l’une ou l’autre des terres

_cériques,

celles-ci se

_séparant

difficilement les unes des

_autres,

même par fractionnement. Les

expériences

faites sur le

_mélange

de La ₊

_{R.;,j j,}

extrait soit de

_l’uranium,

soit du

thorium,

indiquent

tantôt un coefficient de fractionnement

nul,

tantôt une

_légère

concentration de en tête du

fractionnement,

mais ces diffé-rences sont dans les limites des erreurs

expérimen-tales.

Comme il est _{difficile de prouver que} le radio-élément extrait du thorium est

_isotope

de la même

terre rare _{que celui}

_qui

est extrait de

l’uranium,

il

est intéressant de _{comparer leur}

_rayonnement

_pour

savoir s’il est

_identique.

On a

_déjà

montré _que la

pénétration

du

_rayonnement

_~3,

assez

exception-nellement

élevée,

est

_analogue

dans les deux cas

_(2).

Nous avons voulu faire une

_{comparaison plus}

précise

au _{moyen de}

_l’appareil

Wilson. Le

rayon-nement de

_{R:3,:; h}

extrait de l’uranium a

_déjà

été étudié par cette méthode

_(~),

mais les conditions

géomé-triques

étant ici assez différentes nous avons

_préféré

(1) Irène _CURIE, H. v. HALBAN et P. _PREISWERK, J. _Phys.

et _{Rad., g35, 6, p. 3 6 1.}

(2) Irène CURIE et Paul SAVITCH, C. R. Acad. Sc., 1939, 208, p. 34?.

(3) Irène CURIE et Paul SAVITCH, G’. R. Acad. Sc., 1938,

206, p. ~643 et J. Phrds. et _{Rad., Ig3â, 9, p. 355.}

(4) Irène CURIE, Paul SAVITCH et A. DA SILVA, J. Phys.

Pt _{Rad., 1938,} 9, p. 440.

faire les deux

_spectres

dans les mêmes conditions. Nous avons

_employé

un

_appareil

Wilson à

_long

temps

d’efficacité

_(o,5

sec

_environ)

fait sur un modèle établi par Frédéric Joliot. On

_{photographiait}

avec un

_appareil

Kinamo Zeiss. Le

_{champ magnétique}

établi

_{par des}

bobines était de

₇₈₀

_{gauss. La} source était

_placée

dans un tube à fond de

_cellophane

de

_{q,6 mgjcm2,}

fixé dans le

_cylindre

de la chambre à détente et

_avançant

de 3 cm à l’intérieur de la chambre.

Rj;,

était

extrait,

avec du lanthane comme

entraîneur,

de 10 à 20 _{g d’uranium} ou de thorium irradiés par 5oo à i ooo millicuries de Rn _~- Be

pendant

15 h. La source _{était constituée par environ}

4o

mg de lanthane

disposés

dans une cuvette de i cm de diamètre et _{fermée par de la}

_cellophane

très

mince.

_{L’absorption}

du

_rayonnement

était donc faible.

Les

_spectres

de extrait du thorium ou de l’uranium sont

_{représentés}

sur les

_figures

i et 2.

Ils sont

semblables,

aussi bien en ce

_qui

concerne la limite

_supérieure

du

_spectre

_qu’en

ce

_qui

concerne la forme de celui-ci. Pour le corps extrait du

_thorium,

le

_spectre

s’arrête vers _3,3

_MeV,

mais il _y a un _rayon très

_long

et très net de

₄

MeV. Pour le _{corps extrait} de

l’uranium,

le

_spectre

s’étend

_jusqu’à

3,6 MeV. La limite

_supérieure

_d’énergie

_pourrait

donc être de

_3,6

à

₄

MeV dans les deux cas, nombre en excellent accord avec celui

_qui

a été _{obtenu par} la méthode

d’absorption

avec des

_compteurs

en coïncidence

_(3).

Le

_spectre

obtenu

_{précédemment}

à

_l’appareil

Wilson

_{(4) indiquait}

une limite

_supérieure

de 3,3 MeV

496

un _peu

_plus

_faible,

mais le nombre de rayons mesurés

était moins

_grand.

Par contre, le maximum du

spectre

était vers o,8 à

_o;g

MeV,

alors

_qu’ici

il est

Fig. 2.

voisin de o,6 MeV. Cette différence n’est _pas

surpre-nante. Dans les anciennes

_{expériences,}

où la source était

_placée

à l’extérieur de

_l’appareil

contre une fenêtre

mince,

on devait

_perdre

une

_proportion

relativement

_grande

de rayons de faible

_énergie

recourbés

_près

de la

_paroi;

de

_plus,

l’écran d’alu-minium dé

_{I’ I Oe}

de millimètre à travers

_lequel

les rayons entraient dans la chambre devait

_déjà

absorber très notablement les _rayons

_d’énergie

inférieure à I MeV et

l’absorption

de la

préparation

active était aussi un _peu

_plus

_grande.

De toute

_façon,

on ne

_peut

_pas

_espérer

avoir une forme correcte des

_spectres

sans

_employer

des

préparations beaucoup

plus

minces et il est seulement intéressant de constater

_l’analogie

de la forme des

courbes obtenues entre le radioélément extrait du

thorium et celui

_qui

est extrait de l’uranium

_quand

on

_opère

dans les mêmes conditions.

D’ailleurs,

les _rayons

_p

émis _par la source ne sont

pas exclusivement dus à

R.:,,,511.

Il y a, aussi bien

dans le cas de _{l’uranium que} dans celui du

_thorium,

des radioéléments à vie

_plus

_longue,

à

_rayonnement

plus

absorbable,

présentant

les

_propriétés

des terres

rares. La

_proportion

_{du nombre de rayons émis par} ces _corps ne devait _pas excéder 1 o à 20 _pour 100 du

rayonnement

total au moment où l’on utilisait les

sources; ils

doivent, toutefois,

influencer un _peu la forme du

_spectre.

Nous avons fait une série de

photo-graphies

avec la source dé

R..,, , 1,

extrait de

l’uranium,

un

_jour

_après

la

_{préparation.}

La

_figure

3 montre

que les rayons résiduels ont une

_{énergie plus}

faible que celle des

rayons

de

_{R;,, i,.}

Un certain nombre de

_trajectoires

ne

_proviennent

pas de la source et sont attribuables à _{des rayons} y.

Elles sont

_mélangées

d’un nombre _presque

_égal

de

trajectoires

observables en l’absence de source

provenant

des contaminations radioactives du labo-ratoire. Avec

_R.~.-.ii

extrait du

thorium,

la

_majeure

partie

des

_trajectoires

attribuables aux _{rayons y}

ont une

_énergie

inférieure à 2,1

MeV,

quelques-unes

ont une

_{énergie comprise}

entre _2,3 et

_3,6

MeV.

Avec extrait de

_l’uranium,

_l’énergie

attei-gnait

2,8

MeV.

Fig. 3.

On a observé un

_petit

nombre de rayons non déviés dans le

_{champ magnétique}

et

_paraissant

issus

de la source. Il est

_possible

_que ce soit

_simplement

quelques

rayons

cosmiques

horizontaux nassant

par hasard par la source, car on observe aussi un assez

_grand

nombre _{de tels rayons venant de} direc-tions

_quelconques

dans

_{l’appareil.}

Si ces _rayons, dont

_l’énergie

serait très

_supérieure

à 5

MeV,

prove-naient réellement de la source, leur

_origine

serait

difficile à

_expliquer.

Ainsi que dans les

_expériences

antérieures

_(4),

on a observé un certain nombre de

_positons

_provenant

de la source. La

_proportion

de ces _{rayons par}

_rapport

à celui des électrons

_négatifs,

_analogue

_pour

R;

h extrait de l’uranium ou du

_thorium,

est de _{3 pour} 100

environ. On

_{peut prendre}

_{pour des}

_positons

des électrons

_{négatifs originaires}

de la

_paroi

et

abou-tissant par hasard dans la

_préparation

active.

L’examen de cette

_possibilité

d’erreur ne laisse _pas

de doute sur l’existence des

_positons,

mais on

constate que la détermination de leur limite

supé-rieure

_d’énergie

est très incertaine

(i

à _r,5

_MeV).

Dans les clichés obtenus avec la

_{préparation après}

un

_jour

de

décroissance,

il semble _{y avoir} encore

quelques positons,

mais on ne

_peut

avoir de

certi-tude à ce

_{suj et.}

On voit _{que, dans la limite} des erreurs

expéri-mentales,

le

_rayonnement

_{émis par} extrait