Quelques recherches en radioactivité artificielle

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Quelques recherches en radioactivité artificielle

M.E. Nahmias, R.J. Walen

To cite this version:

QUELQUES

RECHERCHES EN

RADIOACTIVITÉ

ARTIFICIELLE

Par MM. M. E. NAHMIAS et R. J.-WALEN. Institut du Radium, Paris.

Sommaire. 2014 Les auteurs signalent les radioactivités induites nouvelles suivantes : Lithium 0,7 sec (attribuée au _8Li). Bore environ 1 sec _(attribuée au 8Li _également) Sodium 8 sec _(attribuée au 20Fl). Etain environ 6 min (attribuée à 123Sn). Ils précisent les _périodes suivantes : 6He à partir du _{Béryllium, période} de 0,8 ± 0,04 sec; 20Fl à _partir du _{Fluor, période} 8,4 ± 0 1 sec; 12O à _partir du Fluor, période 31 ± 1 sec;

23Ne à partir du Sodium, période 33 ± 1 sec. Le même radioélément est obtenu avec le magnésium. Quelques recherches en vue de déceler le _{proton négatif} n’ont pas abouties

Les auteurs attirent l’attention sur la distribution des périodes électroniques suivant leurs fréquences.

Au _point de vue _{expérimental} on décrit les deux méthodes _{utilisées pour l’étude des périodes} courtes.

1.

Introduction.

Le domaine des radioactivités à courtes

_périodes

n’ayant

pas été

jusqu’ici systématiquement

étudié,

nous avons

_entrepris

une série de recherches en vue

de mettre en évidence si

_{possible quelques périodes}

courtes. L’étude de celles-ci

_présente

plusieurs

intérêts.

Ainsi des radioéléments de courte

_période

émettent

généralement

des

_{rayons 8}

assez

_pénétrants

et dont l’étude

_jusqu’ici

est assez

_incomplète.

Par

_exemple

les

rayons ~

les

_{plus pénétrants}

_{émis par les radioéléments} naturels sont ceux du Radium C

_{(2,5t MeV)}

tandis que en bombardant le Lithium avec des neutrons ou

des deutons on obtient un

_{spectre ~ qui}

s’étend

jusqu’à

10,5

MeV. Il est

_également

désirable de

_disposer

du

plus

grand

nombre

_{d’émetteurs ~}

afin d’étudier les différents

_aspects

des

_spectres,

les relations entre

l’énergie

maximum et le maximum d’intensité. Nous

nous sommes

_{plus particulièrement}

attachés aux

radioactivités induites dans les éléments

_légers,

dans

l’espoir

de trouver un _{corps à}

_période

_pas

_trop

_courte,

émettant _{des rayons de}

_grande

_énergie.

Le recul

₍₁₎

d’un _{tel noyau devant être} assez notable

_permettrait

de confirmer

_{l’hypothèse}

de l’existence du neutrino. Malheureusement les

_périodes

_trop

courtes du radiohé-lium ou du radiolithium rendraient ces recherches

assez difficiles.

Enfin l’existence de courbes de

_Sargent

_{pour les} radioéléments artificiels est encore une

_question

non

résolue et nécessite la connaissance

_précise

des

périodes

radioactives ainsi que des

spectres

correspon-dants.

Nous

_signalerons

encore un autre

_point

touchant la théorie des

_{radioactivités ~}

de Fermi telle

_qu’elle

a été

revue _{par Uhlenbeck et}

Konopinski. D’après

cette

théorie les rayons

(3,

seraient créés et émis lors des transitions

_{neutrons-protons}

à _{l’intérieur du noyau. Si} le neutron avant la

_{désintégration}

est _{à peu}

_près

dans le même état que le

proton

après

la

_{désintégration,}

c’est-à-dire s’il

_n’y

a _{pas de}

_changement

dans le

moment

_angulaire

total _{du noyau, l’élément de matrice} G

_qui

intervient dans ces formules sera _{à peu}

_{près égal}

à l’unité. S’il y a une très

_grande

différence entre les états du neutron et du

_proton,

G sera

_{plus petit}

_que

l’unité et même

_égal

à zéro. Dans ce cas on a une tran-(1) LEIPI1NSKI. Camb. Phil. Soc., 1936, 32, 301.

sition presque

interdite,

c’est _{à-dire peu}

_probable

com-parativement

aux transitions

_permises

L =

0,

ceci

impliquant

une _{vie moyenne très}

_longue.

_{Ainsi par}

exemple (2)

un

_{changement angulaire}

L = 3 suffit à

expliquer

la vie de 3. 101,~ sec du

_potassium.

Nous

revenons

_plus

loin sur ce

_sujet

et sur la distribution des

_périodes

radioactives dans la suite des intervalles de

_temps.

Dans ces recherches nous nous sommes limités à l’étude des radioélémenfs créés par bombardement de

neutrons. Les sources

_{principalement employées}

étaient des

_ampoules

contenant du Radon

_mélangé

à du

_béryllium

_pulvérisé.

L’intensité des sources étaient mesurées soit par le

rayonnement

y émis par

l’ampoule

(donné

en

_{millicuries),}

_{soit par la radioactivité}

provo-quée

par les neutrons dans une

_{plaque d’argent placée}

dans des conditions fixes.

II.

_Dispositifs.

Pendule horizontal. - Ce

dispositif

est constitué par un bras horizon tal mobile autour d’un axe vertical. Un

_cylindre

creux de celluloïd mince de 3 cm de

dia-mètre est

_{placé concentriquement}

à un autre

_cylindre

pareil de3,8

cm de diamètre. Entre ces deux

_cylindres

on

tasse la

_matière,

_{généralement}

sous forme de

_poudre,

que l’on désire étudier. Ce

cylindre

ayant

son axe

horizontal est attaché à l’extrémité du bras. Celui-ci dans son mouvement

_pendulaire

fait décrire au

_cylindre

un arc de cercle de

1600,

aux deux bouts

duquel

il vient alternativement entourer la source S de neutrons et le

_compteur

_{Geiger-Müller}

C. Entre le

_compteur

et

la source une

_quantité

convenable de

_plomb

absorbe le

_rayonncment

_y de la sources. On arrive facilement à un effet

_parasite

de un _{coup par minute pour}

_cinq

milli-curies de radon. Le _voyage

_{Source-Compteur}

dure en

moyenne

0,7

sec. On

_peut

donc déceler avec ce

dispo-sitif des

_périodes

de l’ordre de la seconde. Le

_cylindre

irradié

_pendant

_quelques

secondes est t amené sur le

compteur

et l’activité est

_{enregistrée pendant}

au moins

cinq

périodes présumées.

On

_répète

cette

_opération

200 à 300

fois,

les activités sont additionnées

convena-blement et

_portées

sur un

_graphique.

_{L’enregistrement}

peut

être fait de deux manières. Les

_impulsions

du

compteur,

après

amplification,

actionnent par l’entre-(2) BETHE et BACHER. Modern. avril 1936, p. 196.

154

mise d’un

_thyratron

un numérateur. On

_peut

donc,

soit

_{cinématographier}

ce numérateur

_placé

à côté d’un chronomètre en marche

_{(fig. 1),}

soit

_disposer

un

oscil-Fig, t .

lographe

dans le circuit et

_enregistrer

sur une bande

photographique

mouvante les

_impulsions

et un

_top

de

_temps

_{automatique (fig. 2). L’enregistrement}

durant la désactivation est divisé en tranches de

_temps

_égales

et les nombres

_{d’impulsions}

dans les tranches

corres-pondantes

sont

_{groupés pour tous}

les

_{enregistrements.}

,

Fig. 3.

. Point de la courbe

f

Nd i ;

x Point de la courbe _log

_J

_{N d t ;}

· Courbe _{corrigée pour} les vitesses du numérateur en

extrapolant la droite _{logarithmique;}

1 division = _0,235 sec T = _{3 divisions} = _0,71 sec.

Les corrections dues à l’ensemble

compteur-amplifica-teur-numérateur sont effectuées pour

chaque

tranche

₍₃₎

et on

_procède

à la sommation des

impulsions

en addi-tionnant les

_impulsions

de

_chaque

tranche à la somme

des tranches

précédentes.

On obtient ainsi une courbe

intégrale

comme celle de la

_figure

3. La

_tangente

à la (3) SCHIPF. _Phys. Rev., llq36, 50, 88.

-queue de cette courbe

représente

la droite

_intégrale

du

mouvement _{propre. Les différences entre} cette droite

et la courbe

_intégrale

_{représentent}

les activités

res-tantes en fonction du

_temps.

Ces différences

_donnent,

dans le cas d’une

_période

_unique,

une droite

loga-rithmique

---- ...,L --.

d’où l’on déduit la

_période

du radioélément.

Roue mobile. - Une roue de

_bicyclette,

entourée d’une «

jupe »

en carton de 50 cm de

_hauteur,

tourne

autour de son axe

_placé

verticalement sur le haut d’un fût

_rempli

de

_galène.

De

chaque

côté du

fût,

à la même hauteur et diamétralement

_opposés,

se trouvent

la source et le

_compteur.

Une bande double en

cello-phane

de 5 cm de

_hauteur,

à l’intérieur de

_laquelle

on

place

la substance à

_étudier,

encercle la

_jupe

de carton à la hauteur de la source.

1

:

Fig. 4.

-L

La rouia en tournant vient donc

_présenter

successi

vement la substance à l’irradiation par les neutrons e

au

_compteur

_{(fig. 4).}

On

_peut

réduire le

rayonnement

parasite

à un _{coup par minute par 10} mc. Avec des vitesses de 1000

_t/min

on

_peut

atteindre des

_période

de

_quelques

centièmes de seconde pourvu

quelle

soient intenses. En effet le

_principal

inconvénient de c

dispositif

réside dans la mauvaise utilisation du détec

teur radioactif lors de son activation et de la mesure de

son activité devant le

_compteur.

D’ailleurs la compa

raison avec le

_pendule

est. donnée

_plus

loin. A moin de

_disposer

de très fortes sources et de faire des statis

tiques

très

longues

sur des mesures alternées fré

quemment

avec la roue à l’arrêt et en mouvement cett

technique

est très insuffisante. Mais comme il n’a pa

d’étude pour des

périodes

inférieures à

_quelques

dixièmes de _sec, nous donnons ci

_après

le traitement

mathématique

de ce

_procédé.

Soit r le rayon de la _{roue, o-),} la vitesse

angulaire,

~

_l’angle

qui

délimite la

région

efficace de la source

(figure 4),

0

_l’angle

entre la source et le

_compteur,

~ l’angle

d’utilisation du

_compteur.

Soit

IVo

la

_quantité

d’activité accumulée à saturation dans une tranche déterminée du détecteur

_passant

dans les limites d’action efficace de la source. La

quantité

d’activité accumulée durant un

_temps

/1 est :

Le détecteur

_parcourt

le

_trajet

_{source-compteur}

pen-dant un

_{temps t2 ;}

en arrivant en G’ l’activité restante

est :

Le

_compteur

mesure l’activité durant un

_{temps t}

et en

quittant

le

_compteur

il ne reste

_plus

_{que :}

d’où on _{tire pour le nombre}

d’atomes

_(N)

émis devant C:

Le nombre de tranches activées défilant _{par unité de}

temps

devant le

_compteur

est :

Dans le cas d’une bande circulaire on

_peut

_prendre

dx = 27t r et n ==

w/21t.

On a

_donc,

en

_remarquant

que :

Il faut maintenant tenir

_compte

de l’activité rémanente du détecteur

_{après chaque}

retour devant S. Une tranche

_quelconque

_après

un revient en

co

S avec une activité rémanente :

9--l’

On

_peut

_négliger

a devan t 2 z et au bout de K tours :

Pour les

_grandes

vitesses le terme entre

_parenthèses

se réduit

à À É

ce

_qui

donne enfin :

En

_développant

en série les

_{exponentielles}

de

_(I)

et en

tenant

_compte

de

_(II)

on a :

ou encore en _{faisant observer que 0} est voisin de x et

en

_posant

x = _{on a pour une} valeur donnée

quelconque

de X et en

_{régime permanent :}

à un facteur

_près,

évidemment.

Fig. 5. -

Courbe des intensités mesurées par un _compteur avec

le dispositif de la roue.

Faisons varier x de un

_(03=)~

_{c’est-à-dire que}

1 tour de la roue se fait durant 9

_{périodes ;}

_{pour les}

valeurs de x inférieures à l’unité il faudrait considérer les autres termes de la

_série)

à zéro

_(ú)

-

00).

On voit

sur _{la courbe 5 que pour x} =

_0,1

_{on atteint un}

équilibre

de d’intensité maximum.

Ainsi pour une

_période

de

_{1 /~}

sec le

_régime

d’intensité maximum est

_pratiquement

_{atteint pour 100}

_t~’m

et

pour sec avec 1 000

_t~’m

_{(voir fig. 5).}

III.

Résultats.

Béryllium. -

Nous avons

_repris

les

_expériences

de

_{Bjergen (~1)}

en vue de vérifier la sensibilité du

mon-tage

et de

_préciser

l’intensité de la radioactivité induite ainsi que la

période.

L’effet est très intense : la cible activée à saturation et amenée

_rapidement

autour du

compteur

donne dans La

_première

seconde un nombre

de coups

correspondant

à la vitesse maximum du numérateur. Les corrections usuelles

₍₃₎

_{pour le}

ren-dement étant

_faites,

ceci

_correspond

à un excès de 50 coups pour une décroissance

_complète

de

Be,

avec un

_temps

mort de

0,7

sec _{pour l’amenée de la cible. Une}

statistique

sur 40 décroissances

_{enregistrées}

à

l’oscillo-graphe

nous donne comme

_période

_0,8

±

_0,04

sec.

Nous avons

_vérifié,

en

_extrapolant

vers

_l’origine

la droite

_{logarithmique}

de la

décroissance,

que les

correc-tions

appliquées précédemment

étaient exactes. L’in-tensité initiale

produite

par le

Béryllium

activé à

156

ration

_est,

_pour une source de 330 mc.

_(diV/dt)

~ 3 000 coups minutes. Dans les mêmes conditions

géomé-triques

un

_cylindre

de sodium de 3 mm

_{d’épaisseur}

donne une intensité

initiale,

pour la

période

de 33 sec,

de 1000 coups : min. Ce

rapport

1/3 des intensités ne

correspond

évidemment pas au

_rapport

des nombres d’atomes actifs formés par unités de masse et de

_temps

dans les deux cas. On ne

_peut

obtenir ce

_rapport

qu’avec

des cibles très minces, de même masse

super-ficielle,

et avec un

_compteur

_{d’épaisseur négligeable ;}

mais ces conditions sont

_trop

défavorables au

_point

de

vue de l’intensité pour être

envisagées.

Une autre série de décroissance a été faite en entou-rant le

_compteur

_par un

_cylindre

de

_plomb

de

_0,5

_g/cm2.

L’intensité initiale est _{alors réduite à 5 pour 100.}

L’absorption

de moitié «

_apparente

» a lieu par

con-séquent

pour

0,115

g!cm’

Ph. Il est difficile de passer de cette donnée au coefficient

_{d’absorption}

vrai du

spectre

en

_question.

D’une

_part

les

_{rayons ~}

entrent

dans le

_compteur

en traversant l’absorbant sous tous

les

_{angles compris}

dans le cône circonscrit à la zone

efficace du

_compteur

_depuis

un

_point

de la

cible ;

d’autre

_part

la cible

_épaisse

_{fait que la radiation}

_qui

sort de celle-ci n’est

_plus

_{isotrope :}

l’intensité suivant les

_{angles obliques}

est

_{plus petite}

_{que suivant la}

verti-cale à la surface de la cible. Ces deux causes

_s’ajoutent

pour rendre le

spectre apparemment

plus

absorbable. Une étude

_complète

à ce

_sujet

sera

_publiée

ultérieu-rement. Nous évaluons

_{provisoirement l’absorption}

de moitié vraie à :

0,16

à

_0,20

_g/CM2

_Pb,

valeur

_qui

s’ac-corde mieux avec _{l’étude par}

_{Bjerge (5)}

du

_spectre

du radiohélium à la chambre

Wilson,

qu’avec

ses mesures

d’absorption

antérieures

_(~1).

La réaction est la sui-vante : -.

(énergie

max.

_3,5.

_Mev.).

Lithium. - Une

_première

série

_{d’expériences}

nous

ayant

donné des résultats

_négatifs

₍₆₎

à la roue et au

pendule,

nous les avons

_reprises

dans des conditions

expérimentales

meilleures. La matière à activer était

un

_cylindre

de lithium

_métallique

de 3 mm

d’épais-seur. L’ensemble

_{cylindre-source pouvait}

ètre entouré

par un

_cylindre

de

_paraffine

sans

_changer

la

_position

de la source, les dimensions étant

_indiquées

sur la

figure

6

_(*).

Deux séries

_{d’enregistrement,}

l’une de 400 décroissances avec

_paraffine,

l’autre de 200

décrois-(5) Nalure, ’l936, 138, 4t10. -

(6) C. R., 1936. 203, 176.

(*) Dans ce cas il faut tenir _compte du coefficient d’absorption assez élevé du Lithium pour les neutrons lents, dont il résulte

que les couches extérieures du cylindre interviennent pour la plus grande part de l’activité. En admettant le _spectre déter-miné par Crane, etc. _{(loc. cit.),} et en _extrapolant les données

connues sur les absorptions, nous _{évaluons que} 60 pour 10u des

électrons émis _{par la} couche extérieure sont enregistrés par le

compteur. Pour les couches _{intermédiaires, l’absorption} est

moins _grande. rendement moyen est par conséquent supé-rieur àbù pour 100 ( ~ 80 pour 100). Plus _loin, dans le _paragraphe consacré à l’efficacité du dispositif de la zone, non avons négligé ce facteur, étant donné la faible densité des sels de

lithium, et le degré d approximation des calculs.

Pour la comparaison avec l’argent, nous avons tenu compte

de ces corrections pour les deux métaux.

sances sans

_paraffine

nous fournirent les résultats

sui-vants :

Avec

_{para f fine :}

Activité induite de

_période

_0,7i

± 0,0 i

sec

_{(fig. 3).}

_{Intensité initiale : à peu}

_près

_1/8

de la

_période

de

2)4

min induite dans les mêmes condi-tions dans une cible de 2 mm

_{d’épaisseur}

en

_argent.

Sans On retrouve la même

_période.

L’intensité initiale

_rapportée

au Be est à peu

_près

de

_1/40.

L’effet

_paraffine

dans nos conditions est de 3 à 4 et

permet

de supposer la

capture

du neutron :

Le radiolithium a

_déjà

été

_suggéré

comme se

for-mant suivant

_{~1) :}

et la

_{désintégration}

de Be semble être _{confirmée par}

l’expérience

(g).

Toutefois la

_période

du _{radiolithium étant presque}

identique

à celle du

radiohélium,

il _{n’est pas exclu}

qu’une

partie

de l’activité soit due à la formation de ce

dernier par neutrons

_rapides

suivant :

- , .

c’est-à-dire en

_{adoptant l’énergie}

maximum trouvée par

Bierge :

Q ~ 0,8

-

0~ 2013

3,5

.- -

3,2

Me.

Efficacité du

_dispositif

de la roue. - Les

don-nées

_{précédentes}

nous

_permettent

de voir

_pourquoi

le

procédé

de la roue n’avait rien donné

_(6).

Dans cette

expérience

la roue tournait à 100

_t/mn.

La couche de

Li20

(5

mm

_{d’épaisseur)}

était d’une _{efficacité à peu}

près

moitié moindre par unité de surface que le

cylindre

de métal. La cible

_passait

devant l’ensemble

Source-paraffine

d’une dimension effective d’environ

15 cm

_(source

de 400 mc

_(Rn

₊

_Be)

_fi-

150 mc

_(RdAc

+

Be).

Pour une même source, l’intensité en neutrons lents

_(mesurée

_par

_l’argent)

était en _moyenne sur les

15 cm, 20 pour 100 de ce

_qu’elle

est dans le

_dispositif

du

_pendule

avec source centrale. Le _passage devant le

compteur

était aussi très

_{défavorable, quoique}

le

compteur

était aussi

_rapproché

que

possible.

Le

rende-ment

_{angulaire -}

déterminé

_{graphiquement}

en faisant

intervenir

_l’angle

_moyen sous

_lequel

on _{voit le}

comp-teur d’un

_point

de _{la cible ainsi que la hauteur de la} cible

_{(6 cm) -}

était dans ce cas _{10 pour 100 de celui}

d’un

_cylindre

emboîtant le

_compteur.

La vitesse de 100

_tjmin

_{correspondant}

_déjà

à peu

près

au

_régime

maximum

_{(fig. 5)}

nous _{pouvons faire le calcul pour} une vitesse infinie.

Dans l’activation par

cylindre

de Li

_métallique

l’in-tensité initiale

_{correspondant}

à 550 me serait de 310

coups minute. Avec la roue à

_grande

vitesse

l’activa-tion se fait en _moyenne

_pendant

15 cm sur x. 75 cm.

(7) CRANE, DELSASSO, FOWLER et LAURITSEN. _Phys. Rev., 1935,47, 97.

{3) W. B. W. E. BURCHAM et Y. CnANG. ivature, 1936,

En tenant

_compte

de tous les facteurs de réduction

cités,

l’effet sur le même

_compteur

serait alors : , ....

-Cet effet est de l’ordre des variations

_statistiques

observées lors de cette

_{expérience : 62,2}

±

_0,3

et

69,6

±

_0,3

à l’arrêt et en marche.

Une

_expérience

_pareille

a été _{faite par MM. Knol} et

Veldkamp

(9)

mais en

_disposant

deux

_compteurs

autour

d’une roue d’un mètre de

diamètre ;

la distance entre les deux

_compteurs

était de 80 cm. La cible constituée

par mais

plus

épaisse

(7 mm),

introduisait par

rapport

à notre

_expérience

un facteur de réduction

de

_3/5.

Enfin leur source était de 90 mc

_(Ra

₊

_Be)

c’est-à-dire en tenant

_compte

du

rayonnement

a du

Ra,

cinq

fois moins _{forte que la nôtre. Leur vitesse de} 48

_t/m,

_permet

de calculer enfin l’effet

_auquel

on doit s’attendre en considérant la décroissance du

_produit

avec une

_période

de

_0,75

sec entre les

_compteurs

Ci

et

Cs.

On _{trouve pour ceux-ci}

_séparément

comme

diffé-rence à l’arrêt et en marche

0,022

et

_0,016

c/m.

L’effet presque 100 fois

plus

fort

_(1,92

et

_1,~0)

_que ces auteurs ont trouvé nous

_paraît

difficilement

_explicable,

même par des conditions

géométriques

meilleures

qui

per-mettraient à la

_rigueur

_{de gagner} un facteur de 5 à 10.

Les auteurs

_{n’indiquent}

_{d’ailleurs pas}

_{explicitement}

si leurs mesures étaient assez

_fréquemment

_{alternées pour} éliminer l’effet d’une variation dans le

_temps

du mou

vement propre des

compteurs.

-Nous

_signalons

de

_plus

_{que de}

_l’oxyde

de

_beryllium

utilisé au lieu de

_l’oxyde

de lithium ne donnait à la

roue

_qu’un

effet à

_peine

_supérieur

aux erreurs

statis-tiques.

Bore. - Nous avons d’abord

_signalé

_CO)

ainsi que

l’ont fait MM.

Kikuchi,

Oaki et Husimi

_qu’un

_compteur

entouré de bore et _{bombardé par neutrons lents} et

rapides (Po

+

Be)

donne des coups

supplémentaires

par

rapport

à l’irradiation sans bore. Nous avions

observé en _{effet que l’activité mesurée par} un

comp-teur de zinc

₍₁

mm

_{d’épaisseur;}

le Zn n’est que très

peu

désintégrable

par neutrons

lents)

passait

de 100 + 1 à 109 ± 1

_{lorsqu’on interposait}

du bore _{Par compa}

raison,

dans les mêmes

conditions,

on a avec le cadmium

233

_coups/min.

Ces effets dus à un

_rayonnement

_(y

_{+ p)}

doivent être

_augmentés

de la diminution du mouvement

propre du

compteur

lors de

_{l’interposition}

de la cible de bore. Nous avons voulu voir la

_part

éventuelle d’une radioactivité induite de courte

_période

émettant des

électrons très

_{pénétrants (*).}

Les réactions

_possibles

... , Jl:!II Je. tJ ’V U fi ~ (9) Physica, La _Haye, 1936, 3, 145. (10) C R., 1936, t77.

(ia) C R,, 4936, 477.

(11) Nature, 1936. 137, î 45.

C-) Une mesure _{d’absorption} ne _pouvait être _envisagée vu la

faiblesse de l’effet,

La réaction

₍₁₎

existe

_{probablement puisqu’on}

a

également :

2tl

_1’E-

1H

5 ’

1 5 ’

i

signalée

par Crane

(13),

etc. La

_période

_{donnée par} ces

auteurs

_{(0,02 sec)}

est indécelable au

_pendule

et nous

avons vu

_qu’avec

le

_dispositif

de la roue il faut tourner

à une vitesse de l’ordre de 1000

_t/m,

ce

_qui

_{pour des}

raisons de

_rigidité

de notre

_{appareillage,}

_{n’a pu être} réalisée.

Pour les deux autres

_équations

on trouve :

Q1

de l’ordre de -16 â --17

_Mev,

réaction donc

_impossible.

En utilisant pour calculer

Q2

la réaction

et en

_prenant

le

_spectre

de 8Li avec E max =

_{10,5 Mev}

(Crane,

etc.

_{(1) :}

Q2

= -

_~,7

MeV. La réaction

₍₃₎

_est

donc la seule

_possible

ici.

Avec un

_cylindre

de

bore,

nous avons étudié au

pen-dule et avec

_{l’oscillographe}

210

_{décroissances,}

en irra-diant avec une source de 400 mc. Nous avons trouvé

une faible activité. Pour les 210

_{décroissances,}

nous ob-tenons un _{excédent de 300 coups par}

_rapport

au

mou-vement propre,

pendant

le même

_temps.

La

_période

obtenue sur la courbe

_intégrale

est de l’ordre de la

se-conde

_(1,0

±

_0,25).

_{L’activité n’est que de 2 pour 100} de celle de

Be,

dans des conditions

_identiques.

Le bore

employé

était très

_{impur (80}

_pour

₁₀₀₎

avec comme

principales

impuretés Mg,

Si et Cu. L’effet des

impu-retés _{n’est évidemment pas à}

_éliminer,

bien

qu’au-cune d’elles ne

_présente

de

_période

de cet ordre de

grandeur.

L’emploi

de

_{B203, avantageux}

_pour sa

_pureté,

réduirait à cause de son

_pourcentage

de bore l’intensité à 40 pour 100 et

_{l’expérience}

ne serait donc

_possible

qu’avec

des sources

_plus

intenses de

_neutrons,

_par

exemple :

+

2 lH -+-

12 6C

+

on 1

ou bien

_{9 4Be}

₊

_{10B 5}

- ort. 1

Résultats

_négatifs.

-

Avec la méthode du pen-dule nous avons

_essayé

les éléments suivants :

C, N,

0,

Mg,

Al, Si,

Cl,

K,

Ca, Sc,

Ti, V,

Cr, Mn, Fe, Co, Ni,

Cu,

Zn,

As, Se,

Br, Sr, Yt,

Zr, Nb, Mo,

Rh, Pd,

Ag,

Cd,

Sn,

Sb, Te, I, Cs, Ba, La,

Ce,

Pr,

Nd, Sm, Gd, Yb,

Ta,

W, Pt,

Au, Hg,

Tl,

Pb,

Bi. Aucun de ces éléments

ne

_présente

une activité de l’ordre de celle du Be dans le domaine des courtes

_périodes.

Les éléments en

caractères gras ont été examinés

_{par Bjerge (1)}

avec un

résultat

_identique.

IV. Périodes

relativement

_longues.

Azote. - Plusieurs auteurs

_ayant

émis

_{l’hypothèse}

que le carbone i4 était radioactif avec une

_période

assez

_longue,

nous avons cherché à mettre en évidence la réaction :

_14N

u

n

14C +

i iH,

De l’azote

_liquide,

contenu dans un vase Dewar

spécial,

était irradié par une source de 400 mc

158

geant

dans un tube central.

_Après

une heure

d’irra-diation,

la source était

_remplacée

par une résistance

clauffante,

et l’azote

_{qui se}

_dégageait

par une tubulure

était

dirigé

dans un barboteur contenant de l’eau de

baryte.

Le gaz était

préalablement

mélangé

avec de l’air ozonisé contenant une faible

_proportion

d’an.

hydride

carbonique.

Un vide

_partiel

dans le barboteur

permettait

l’aspiration

facile de ce _{gaz. Le carbone actif}

éventuellement formé aurait dû être

_oxydé

_{par l’ozone} et

_précipité

en même

_temps

_{que le}

C02.

En

_fait,

le

pré-cipité

obtenu

après

filtrage

rapide

et amené autour

d’un

_compteur

à

_parois

de

0,0~~

mm

_{d’aluminium,}

ne

présentait

aucune activité

_{appréciable.}

Des

_expériences

récentes de Burcham et Goldhaber

(’3)

semblent d’ailleurs

_indiquer

la stabilité de HC : le bilan

_exothermique

de

_0,~~

eV _{trouvé par} ces auteurs pour la réaction

(1), joint

au _{fait que la} masse du

neu-tron excède celle du

_proton

d’environ

_{0,8 NIeV,}

ne laisse

pas au 14C une masse suffisante pour être radioactif.

Fluor. - Le fluor a été utilisé sous forme de FLi avec le

_dispositif

du

_pendule

_(source

de 400 me

comp-teur d’aluminium de

0,~

mm

_{d’épaisseur,}

enregistre-ment à

_{l’oscillographe).}

1 ./ ./ /" , , , , , f.

Fig. 6.

Les

_périodes

trouvées sont :

_8,4

±

_0,1

sec et

31 i±i 1 sec. Celles

_qui

étaient

jusqu’ici

admises étaient

respectivement :

1~ et 40 sec. Le

_rapport

des intensités à saturation de la

_petite

à la

_{longue période}

est de 8 dans l’air et de ~~ lors de l’irradiation dans la

paraf-fine

_{(fig. 6).}

Les réactions

_possibles

sont :.

Le radiofluor de

_{( 1 )}

étant

_également

formé suivant :

1 ÛF

+ :2 H 2°F

+

_{1 H}

avecunepériodevoisinedei2sec.

(Crane,

etc.,

loc.

_cit.).

On

_peut

_{donc admettre que la} réaction

_{( 1 )}

est

_responsable

de la

_{petite période.}

Nous

avons d’ailleurs mis en évidence un effet

_paraffine

de (13) Gamb. Phil. Soc., ’1936, 32, 632.

l’ordre de 2

_qui

confirme la

_capture

du neutron. Nous

avons en outre _{observé que lors de} l’irradiation du fluor

dans la

_paraffine

la

période

déduite était un _peu

_plus

grande :

8,9

~

_0,1

sec. Ceci

_{pourrait s’interpréter}

_par l’existence de deux

périodes

voisines difficile à

_séparer

dont

_l’une,

la

_plus

courte,

ne _{serait pas sensible à l’effet}

paraffine,

probablement

issue

_d’après

la réaction

_(3),

l’autre

₍₁₎

étant une réaction de

_capture

sensible à

l’effet

_paraffine.

La

_période

de 3l sec serait alors due à la réaction

₍₂₎

_{qui, d’après}

les études de

désintégra-tion à la chambre

Wilson,

est moins

_fréquente

que

(3).

Sodium. -- Nous _avons

employé

comme cible un

cylindre

de Na

_métallique.

Les conditions

_{expérimentales}

étaient l mêmes

qu’avec

le fluor. Nous avons trouvé les

_périodes

sui-vantes : 8 ± 1 sec, et :3;; + 1 sec. Le

rapport

des in-tensités à saturation de la

_petile

à la

_grande

_période

est Aucune des deux

_périodes

n’est sensible à l’effet

_paraffine.

Les réactions

_présumées

sont :

Magnésium. -

On retrouve avec le

_Mg

la

_période

de 33 sec obtenue avec Na. La réaction est :

Nous n’avons pas étudié les

périodes plus

longues.

Etain. - La radioactivité de l’étain est tellement faible que seul un

_compteur

construit avec cette

ma-tière et _{irradié par des} neutrons

_présente

une activité

appréciable.

L’effet

_paraftine

est de l’ordre de trois. La réaction

_probable

est :

avec une

_période

de l’ordre de 6 min.

L’isotope

122

de Sn existe en faible

_{proportion (5}

_pour

₁₀₀₎

et

expli-querait

le faible rendement de cette émission. L’in-tensité très faible et le fonctionnement peu

satisfai-sant d’uu

_compteur

en Sn ont _{pour effet de donner}

des courbes de décroissance d’une allure très

irrégu-liére. Les

_périodes

déduites vont de 6 à 12 min. A

l’époque

de ces

_expériences

₍₁₄₎

les tables d’Aston ne

présentaient

pour les

isotopes

de l’étain et de ses voi-sins

_qu’une

seule

_{possibilité,}

la réaction

_(1).

Il était

donc peu

probable

que ce fusse le

_mélange

de deux

pé-riodes

_qui

était encore une cause de la défectuosité des

~ courbes. Naidu

(15)

pourtant

décela une seconde

période

de 18 min. Aston

_{(is) publia quelques,}

semaines

après

des valeurs

_corrigées

sur la

_fréquence

de certains

j

isotopes;

l’étain 121

n’y figurait plus.

On

pouvait

dès

lors attribuer une des

_périodes

à :

1 Travaillant avec des deutons

Livingood (17)

trouve s

l

plusieurs périodes

et entre autres celles de 121 Sn et

~ (14) C. R., Février 1936, 202, 1050. ( 1 b) 1936, 137, 5 î 6.

159

1~3 Sn : 12 et 45 min et avec des neutrons

(communica-tion

_privée)

retrouve la

_période

d’environ 6 min et une

autre d’environ 6 h.

V. _{Essais pour déterminer l’existence} du

_proton

_négatif.

Nous avons cherché si dans des réactions par

bom-bardement par neutrons il

_pouvait

_{y avoir formation} de

_{protons négatifs}

_(-i~~.

Ceux-ci

_pourraient

se

pro-duire suivant :

Nous avons donc cherché les cas où

_z;Yétait

radio-actif. Il fallait que les radioéléments fussent

_déjà

connus et si

_possible

isolables

_{chimiquement.}

Ces cas

correspondent

aux radioactivités _{induites par}

_exemple

par bombardement de

protons

suivant :

nr . ’11’. .

Il est

_également

nécessaire de

_prendre

les cas où le

pourcentage

de mX _par

_rapport

aux autres

isotopes

est

notable. En outre les neutrons ne doivent pas induire

dans ces

_isotopes

d’autres radioactivités de

_périodes

voisines. Les cas favorables sont _{peu nombreux} et nous

avons retenu les réactions

_{hypothétiques}

suivantes:

Dans le cas

₍₁₎

la

_période

étant assez

_longue

nous avons

_essayé

de faire une concentration

_chimique.

Un

cylindre

contenant _{200 g de bore}

_amorphe

en

_poudre

très fine

_(grains

due - i

_[1.)

_{était irradié par} une source

centrale de 900 mc. Un courant d’air contenant une

faible

_proportion

de

_C01

_(air

_{atmosphérique)}

parcou-rait,

sous une

_pression

de 5mm

_Hg,

te

_récipient

de bot c,

après

avoir été desséché et _{ozonisé par effluves. Le} carbone actif formé devait être très

_oxydable

et _par

suite se transformer en

CO2

aclif.

_{L’anhydride}

carbo-nique

aurait dû être

_empoué,

au moins en

_partie,

_par

le courant _gazeux et à la sortie du

cylindre

de bore se

condenser dans un

_piège

à air

_liquide

_{constitué par} un

capillaire

à

_parois

minces.

_Après

une heure de marche le

_capillaire

scellé et amené devant un

_compteur

de

1/100

de mm

_{d’épaisseur (Al)}

ne manifestait aucune

activité. D’autres essais ontétéfaits

_{enprécipitant}

le

C02

dans l’eau de

_baryte

et en mesurant l’activité du

car-bonate

_précipité.

Comme des

_poudres

retiennent assez

facilement _{des traces de gaz,} nous avons enfin

_opéré

de la

façon

suivante : ’t30 g

d’anhydrique

borique

étaient irradié

_pendant

1 h

_1/2

_par une source

cen-trale de 1 25V Le B201 étaient ensuite

_rapidement

dissout dans un ballon contenant _{700 g d’eau} et du chromate de

_potassium

comme

_oxydant

du carbone éventuellement formé. La solution était amené à ébul-lition sous

_pression

réduite en même

_temps

_qu’un

cou-rant d’air avec traces de Col barbotait dans le hallon.

(17)Phys. /peu., 1936, 50, 437.

Les gaz et vapeurs sortant du ballon barbotait dans de l’eau de

_baryte,

dans

_laquelle

on

_ajoutait

aussi les

eaux de condensation. Le

_précipité,

filtré et séché

rapi-dement,

ne

_présentait

aucune activité.

Dans le cas du

_magnésium,

la

_{période trop}

courte de l’aluminium ne

_permet

aucune

_{opération chimique.}

Nous avons donc irradié avec 700 mc un

_cylindre

de

magnésium

que nous amenions

_ensuite,

en 6 sec, autour du

_compteur.

Une

_statistique

de 100

décrois-sances _{montre que s’il existe} une

_période

courte, l’in-tensité de celle-ci est _{inférieure à 5 pour 100 de}

l’inten-sité de la

_période

de 33 sec.

Ces

_expériences

ont été faites avec neutrons

_rapides

seulement. Même si le

_proton

_négatif

éventuel avait

une masse

_égale

à celle du

_proton

les réactions

envi-sagées

ici seraient

_{endothermiques.}

VI. Courbe de

_fréquence

des

_périodes

_{électroniques.}

Nous avons

_{déjà signalé}

₍₆₎

l’allure

_{quasigaussienne}

de la courbe de

_fréquence

des radioéléments en

fonction du

_logarithme

cles

_périodes

_{électroniques}

(e_

-~-

e+, naturelles ou

_{provoquées). Depuis}

lors de

nombreuses

_périodes

ont été découvertes dans les domaines

_compris

entre 10w et 101 sec. Nous en

connaissons actuellement 145 sûres et la courbe de la

_figure

7 est cette fois franchement

_{gnu8f’ienne.}

Le maximum se trouve il e.t vrai dans tes limites des

temps

les

_plus

faciles à

_observsr,

mais néanmoins les observations sont tifs faciles entre uzre et sec,

ainsi

_qu’entre

105 et sec et

_pourtant

les nombres de

_périodes

connues

_{correspondant}

à ces intervalle se

_placent

bien sur la courbe de Gauss. Il est curieux

également

de noter _que sur 23

_périodes

de _corps émet-teurs

_alpha

connus allant de 10-’1 à t017 sec, ti>ize sont

groupées

entre une et 107 sec.

Fig. î. - Nombre de

pfrindPs (o) comprises _

entre IOX eL sec

Il y a là un

_phénomène

sur

_lequel

on ne peu t encore s’étendre avant d’avoir

poussé

les

_{investigations}

sur

toutesles

_périodes

_{possibles, pari iculièrement}

avec des

sources très intenses de

_{particules :}

neutrons,

protons,

deutons, rayons

alpha.

Au cours de ces recherches effectuées à l’Institut du Radium nous avons eu, en dehors des sources de

(Rn

+

Be),

à utiliser des sources de

_(Po

+

Be)

et de

(Rd.4C

+

Be).Noas

somruesredevablesàMme 1. Joliot-Curie pour la

préparation

de ces sources ainsi que

pour l’iniérèt bienveillant

qu’elle

a

_témoigné

à notre