Sur la diffusion du ThC"

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Submitted on 1 Jan 1934

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Sur la diffusion du ThC”

C. Chamié

To cite this version:

SUR LA DIFFUSION DU ThC" Par Mlle C.

CHAMIÉ.

Sommaire. 2014 Ce travail est une étude de la diffusion du ThC" _{rejeté par recul} a à partir du ThC et recueilli sur une _{plaque réceptrice} non _chargée. Les courbes obtenues montrent que la quantité de ThC"

qui diffuse dans l’air est faible et diminue très _rapidement avec la distance entre le _récepteur et la

source Les conditions de diffusion de ThC" s’écartent notablement de celles des émanations.

On

_{sait, depuis}

les travaux de C. Hahn et L. Meit-ner

_(1),

_{que le} ThC"

_peut

être

_séparé

du

_dépôt

actif du Th par la méthode du recul radioactif. Pour le

recueil-lir,

il suffit

_d’exposer

un

_{disque métallique, porté}

à un

potentiel négatif,

au-dessus du

_dépôt

actif du Th. Le but de ce travail était d’étudier la diffusion du ThC" dans l’air à

_pression

normale en le recueillant sur des surfaces

_réceptrices

non

_chargées.

f.

_Technique

des

_{expériences. -}

Le

_dépôt

actif du thorium

_occupait

une surface de 5 cm2 sur une

plaque

en or ou en verre bien

_polie

et

_plane.

Ces

sources de

dépôt

actif étaient

_{équivalentes}

en

rayonne-ment _y à des

_quantités

de Ra

_comprises

entre

0,2

mg et _{21 mg. Toutes les}

_expériences

ont été faites à la

tem-pérature

de 20° et les variations de

_température

ne

dé-passaient

pas ~°.

Des

_{expériences préliminaires}

ont montré

_qu’à

des distances diverses, la

_quantité

de substance accumulée par recul était

proportionnelle

à la durée de l’activation

quand

celle-ci variait entre 5 et 30 secondes.

Dans une série

_{d’expériences,}

_{l’exposition}

de la

plaque réceptrice

durait un

_temps

très

_court,

de 10 se-condes par

exemple.

Dans d’autres

_{expériences, chaque}

exposition

durait t0

_minutes,

et l’intervalle de

_temps

entre

deux

_expositions

était aussi de 10 minutes. La

_plaque

_qui

contenait le

_dépôt

actif se trouvait immobile sur une

_table,

la

_{plaque réceptrice qui}

avait 10 cm de diamètre se

_plaçait

au-dessus d’elle sur des cales

_{d’épaisseurs}

bien déterminées. En

_changeant

l’épaisseur

des

_cales,

on

_réalisait

des distances variables entre la source et le

_récepteur.

Ces distances variaient entre

_0,05

mm et 2 mm. On

_peut

_{supposer que dans la}

couche d’air

_comprise

entre ces deux

_plaques

horizon-tales très

_{rapprochées,}

les courants d’air n’intervien-nent

_pratiquement

_{pas. J’ai}

_vérifié,

en

_effet,

_{que les}

résultats restent les mêmes

_quand

les

_plaques

se

trou-vent

_{pendant l’expérience}

soit à l’air

libre,

soit au fond d’une boîte. Des

_expériences

de contrôle ont été faites en renversant les deux

_plaques

de manière à ce _{que la}

(1) 0. HkHx et L. MEIT-XER, Berichte der deijtschen

_Physik.

Gesell-scha ft,

1.909,1.1, p, 55.

source soit au-dessus de la

_{plaque réceptrice;}

dans ce

cas, les résultats sont moins

réguliers,

mais

_l’aspect

général

du

_phénomène

reste le même.

L’activité de la

_{plaque réceptrice qui}

recueillait le ThC" était mesurée à l’électromètre de

_grande

sensibi-lité de

_Pohl,

dont la chambre d’ionisation est fermée par un écran en aluminium au-dessous

_duquel

se met la

_préparation

à mesurer. En

traçant

la courbe dé la décroissance du courant d’ionisation

_produit

_{par le} ThC" en fonction du

_temps

on

_peut

_extrapoler

la quan-tité de ThC" au moment

_initial,

c’est-à dire au moment

de la fin de l’activation. C’est cette valeur

_{qui indiquait,}

dans

_{chaque expérience,}

la

_quantité

de ThC" recueillie et c’est elle

_qui

est

_portée

en ordonnées des courbes ci-dessus.

2.

_Expériences

et résultats. -

Chaque

expé-rience

_qui

donne la

_quantité

de ThC’~ accumulée sur le

_récepteur

en fonction de sa distance à la source, a été faite avec des durées d’activation

_{rigoureusement}

les

mêmes,

à

_pression

normale et à la

_température

de ~0°. La courbe de la

_{fig. 1}

a _{été obtenue pour des durées} d’activation de 10 secondes avec une source

_équivalente

à

0,~

mg de Ra

portée

par un

_disque

en verre. On

_peut

distinguer

sur cette courbe trois

_{régions :}

1° la

_région

du parcours des atomes de recul

jusqu’à

0,13

mm où la courbe est

_parallèle

à

_{l’abscisse,}

2° la

_région

de la décroissance de la courbe entre

_0,13

mm et

_0,5

mm en-viron et 3° la

_région

finale à

_partir

de

_0,5

mm où le ThC" arrive par diffusion. La

quantité

de ThC" re-cueillie à la distance de

_0,5

mm fait environ 19 pour 100 de la

_quantité

recueillie à des distances inférieures

au _{parcours. Avec des} sources

_plus

_fortes,

le début de la courbe est difficile à _{étudier parce que la} contami-nation par le ThC et _{même par le}

_ThB,

devient

_trop

grande quand

le

_récepteur

est très

_rapproché

d’une

source intense. Lawson

₍₁₎

a _{montré que l’émission des} atomes de recul a entraîne un arrachement

_{d’agrégats}

d’atomes du

_support

_{(« Aggregatruckstoss »).}

Ce

phé-nomène est d’autant

_{plus important}

que la source est

(1) R. w, JJ7ien. aer.,

1919, 128,

193 ; 1919,1.02, p. 465.

’

55

plus

forte.

Or,

ces

_paquets

d’atomes ne

_peuvent

monter

trop

haut. En

effet,

les courbes de décroissance du ThC" _{montrent que le}

_pourcentage

en ThC entraîné

Fig. L

dans la deuxième

_région,

est faible et diminue très vite

quand

la distance

augmente,

et que dans la troisième

région,

on ne le retrouve

_{pratiquement plus.}

L. Wertenstein

(1),

avait donné des courbes

_qui

re-présentent

les

_quantités

d’atomes de recul

_(RaB)

accu-mulées sur une surface

_réceptrice

en fonction de la distance à la source

_(RaA)

à la

_pression

de 1 mm dans l’air avec des sources de RaA

_{équivalentes}

à

0,0

1 mg

de Ra. Dans ces

_{expériences,}

la source était

_portée

au

potentiel négatif

et le

_{récepteur qui}

était mis au

poten-tiel

_positif

ne recevait les atomes de _{recul que par}

pro-jection

directe et

_repoussait

les atomes _{de recul} por-teurs de

_charge

_{positive qui}

avaient

_perdu

leur vitesse

après

la _{fin du parcours. Si l’on trace la courbe de}

L.Wertenstein, à

la même _{échelle que celle de la} fi-gure

1,

en _{traduisant par calcul} les _{valeurs à la} pres-sion

_{atmosphérique,}

on _{trouve que la courbe de} L. Wertenstein

_présente

une chute très

_brusque

et la troisième

_région

ne

_peut

_plus

être observée dans les conditions de ses

_{expériences.}

Il m’a semblé intéressant d’étudier

_plus

particuliè-rement cette dernière

_région

avec des sources

_plus

fortes à la

_{pression atmosphérique}

et avec des

récep-teurs non

chargés.

Les courbes de la

figure 2

tracées en

logarithmes

(2)

mettent en évidence _{le caractère} expo-nentiel du

_phénomène.

Soit IV le nombre d’atomes de ThC" accumulés pen-dant une durée d’activation de t secondes sur un

récep-teur dont la distance à la source est x. On trouve sur les courbes

_{qu’à partir}

de x =

0,5

_mm, on a

approxi-mativement,

Fig. 2. - Courbe 1 : Points obtenus

avec _{quatre expériences;} durée _{d’exposition :} 10 sec.

Courbe 2 : Durée d’exposition : -. 10 min; dépôt actif du Th _équivalent en rayons y à 9,7 mg Ra.

où k est un coefficient constant à

_pression

et

tempé-rature

fixes,

qui

a les dimensions d’un coefficient

d’ab-sorption.

Dans mes

_expériences

faites à la

_température

de ~(1° et à la

_pression

normale,

le nombre d’atomes de ThC" recueillis diminue de moitié

_quand

la distance

augmente

de

_0,065

cm, par

conséquent,

k= 10, î

cm-1.

Comparons

ces résultats à la diffusion des

émana,

(1) WERTE-NSTEI--,, de _Phys., 1914, i, 347.

56

tions,

par

exemple

à la diffusion de l’actinon

_(1).

Ce gaz a une

_{période 47,J}

fois

_plus

courte _que

celle du Th (’" et

_cependant

_{l’activité mesurées par}

son

_dépôt

actif formé sur une surface

_réceptrice,

diminue de moitié

_quand

la distance

augmente

de

0,55

cm..

Dans le cas ~le

_ThC",

au

_contraire

la

quantité

de

The"

_qui

diffuse a la distance de

0,03

cm ne

_dépasse

pas 20 pour 100 de la

quantité

rejetée

vers le haut et

la décroissance avec la distance est si

_{rapide qu’à}

un cm (lie la source la

quantité

tlp TlO"’ reetieillie serait absolument

_{négligeable.}

TABLBAU 1

_(courbe

de la

_fi,qure

_1).

1

TABLEAU Il

_(valeur

_{nioyenne de}

_quatre

_{e,xpériences).}

Ces _{résultats montrent que les conditions}

de

diffu-sion de s’écartent notablement de celles de

l’acti-non. Dans une note

_qui

suit ce

_travail,

_Langevin

montre que la raison en doit être cherchée dans une

réadsorption énergique

des atomes de ThC"

_qui,

_projectés

par

recul,

ont été arrêtés à une très

petite

distance de la

_plaque

émettrice. Ces atomes se

_comportent

comme un _gaz en ce

qui

concerne leur mouvement de

diffusion,

(1) A. Le 9U i, t. 4, p. 21:1,.

mais non en ce

_qui

concerne leur fixation sur une sur-face solide

_qui

les adsorbe dès

_qu’ils

viennent à son contact. Il en résulte _{que la}

_proportion

des atomes de ThC’’

_qui

retournent à la source croît

_rapidement

avec

la distance à celle-ci de la

_plaque

_réceptrice.

Ce travail a été fait à l’Institut du Radium au

Labo-ratoire de 3Ime P. Curie à

_qui

_j’exprime

ici toute ma reconnaissance pour la

possibilité

qu’elle

me donne de faire ces recherches.