Recherches sur les constituants de l'activité induite de l'actinium

159

1 9 jours ^{de la} dernière accumulation par ^tout le sel dissous à 75°, ^et 2) ^{de ce} qui ^{a été accumulé} pendant

les 25,9 jours précédents par la partie ^{dissoute à 75°,}

mais non dissoute à la température ordinaire; ^en

faisant le calcul on arrive à un accord satisfaisant

avec le résultat de l’expérience ^directe qui ^{a donné le} dégagement ^{d = 2,20 à la même} température.

Le dégagement d’émanation par les solutions

considérées dans ^ce qui précède ^offre une ressem-

blance parfaite ^avec celui des sels radifères solides

que j’ai ^étudiés auparavant ^{1 ; il} n’est pas impossible

de traiter les deux phénomènes ^comme identiques ^en

leur _essence, en assimilant les sels en question ^{à des}

solutions solides. Je me propose de ^{revenir sur cette}

question ^{dans une autre note.}

[Manuscrit reçu le 20 juin 1910].

Recherches ^sur les constituants de l’activité induite de l’actinium

Par L. BLANQUIES

[Faculté des Sciences de Paris.

Laboratoire de Mme CURIE].

J’ai indiqué antérieurement _que les courbes de

Bragg ^{obtenues avec le} polonium ^{ou le radium C sont} superposables, tandis que l’activité induite de l’acti- nium donne une courbe de forme différente. Cette différence peut s’expliquer ^{si l’on} admet l’existence dans l’activité induite de l’actinium d’une nouvelle substance de vie très courte, donnant naissance ^à l’Ac B ou produite ^{par lui, et} capable d’émettre des rayons ayant ^un parcours dans l’air très peu diflé- rent de celui des raynns

de l’Ac B. Sur le conseil de 31me Curie, j’ai essayé par différentes méthodes ^de vérifier cette hypothèse. ^Pour la commodité du lan- gage, j’appellerai ^{dans ce} qui ^va suivre Ac B’ _{le pro-} duit supposé.

Électrolyse ^{et chaleur.}

J’ai d’abord repris ^les expériences qui ^{ont conduit}

Fig. 1.

à la découverte de 1’,ic B. On pouvait espérer, ^en effets,

que le produit ^cher-

ché accompagnant l’Ac B dans les sépa- rations, l’ionisation duc au mélange ^ne

diminuerait pas ^sui- vant une exponen- tielle simple.

10 Un fil de pla- tine ayant ^été exposé

durant plusieurs

heures à l’émana- tion de l’Ac sous

l’action d’un champ électrique ^était pla-

cé pendant quelques

minutes dans une

dissolution étendue et bouillante d’acide chlorhydrique, ^ce qui ^a pour effet

de dissoudre en partie ^le dépôt ^{actif’; la} dissolution était ensuite électrolysée ^avec des électrodes de Pt;

enfin l’activité de l’électrode négative ^{était étudiée}

par la méthode électrique. La courbe 1 représente ^la

décroissance en fonction du temps ^du log de l’ioni- sation ; ^{on voit} qu’elle ^se termine par ^une droite dont la pente correspond ^{à la} période ^{de l’AcA;} je ^n’ai jamais ^{réussi à éliminer} complètement rAcA. Pour tenir compte ^{de sa} présence, ^{on sait} qu’il suffit d’ex-

trapoler ^{la droite} finale; ^en prenant pour ^{une même va-} leur du temps ^la

différence entre l’ionisation totale

et l’ionisation indi-

quée par l’extrapo- lation, ^{on obtient} l’ionisation attri- buable à chaque ^in-

stant aux substances à décroissance ra-

pide ^{en excès au}

début de l’expé-

rience. On peut

ainsi construire une

nouvelle courbe

représentant ^{la dé-}

croissance de ces

substances. La courbe 2, ^déduite de la courbe _{1 par}

cc procédé, ^montre

que, pendant 1lll, -1 Ill,5 environ,la dé-

Fig. 2.

croissance s’opère plus vite que pour l’Ac B, ^ce qui

semble indiquer qu’il ^{existe dans} l’activité induite de

1. 1,e Radium, ⁴ (1907) 317; ⁶ (1909) ^321.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/radium:0191000706015901

160

l’Ac

produit ^{de vie} plus ^courte que l’Ac B. Il ^est vrai que la courbe 5 diffère peu d’une droite, ^{et l’on} peut ^se demander si la différence ^ne doit pas ^être attribuée

aux erreurs d’expérience. ^{Cela me} paraît ^{peu vrai-} semblable, ^car j’ai ^{obtenu le même résultat toutes}

les fois _que les premières ^{mesures ont} été faites assez

rapidement. ^La période ^de l’Ac B déduite de ces expé-

riences a pour valeur 2"B25.

2° Dans une autre série d’expériences, ^{un fil,}

activé comlne précédemment, ^{était chauffé au} rouge naissant pendant quelques ^{minutes au} moyen ^d’un

courant électrique afin de volatiliser ^en partie ^{l’Ac A;}

l’ionisation produite par le dépôt ^restant était ensuite mesurée. J’ai obtenu ainsi, ^{dans un} certain nombre de cas, les mêmes courbes que par l’électrolyse. ^Tou-

tefois les résultats sont moins réguliers, probablement

parce que, ^vu l’ilnperfection du mode de chauffage,

le fil n’a pas toujours ^{été chauffé à la même} tempéra-

ture.

Recul.

Lorsqu’une particule

ou B ^se détache de l’atome d’un corps radioactif, ^{le reste} de l’atome doit se trou-

ver projeté mécaniquement dans la direction opposée,

d’autant plus violemment _que la masse de la particule

détachée est plus grande. ^{C’est de cette} manière que l’on a expliqué l’activité acquise par ^une lame métal-

lique placée ^au voisinage ^{d’une autre lame recouverte}

d’activité induite par exemple. ^{La massc d’une} parti-

cule

étant environ 1000 fois plus grande que celle d’une particule B, lorsque, ^{sur une même lame se}

trouvent plusieurs substances actives dont les unes

émettent des rayons ^a, les autres des rayons B, ^le dépôt projeté doit, théoriquement, ^{être constitué en} majeure partie par les corps provenant de transfor- mations accompagnées ^de rayonnement

^{Par consé-} quent, ^si parmi ^les produits ^de désintégration ^de

l’Ac A, ^{l’act. B est le seul} qui ^émette des rayons

^on doit s’attendre à trouver dans le dépôt projeté par l’activité induite de l’Ac beaucoup ^{d’Ac C, avec très}

peu d’.1c B; ^{si au} contraire il existe deux produits

doués de rayonnement ^{’X, le second de ces} deux pro- duits doit se trouver projeté ^en quantité aussi notable que 1’-ic C.

J’ai étudié la décroissance du dépôt ^{actif obtenu}

par projection ^à partir de l’activité induite de l’Ac.

La courbe 5 représente ^le log de l’ionisation en fonc- tion du temps. ^On voit que, contrairement ^{à ce}

qu’on pouvait prévoir, ^{l’AcA se trouva} projeté; ^cet

cffct est analogue ^{à celui} qu’ont observé MM. Russ et

MakoBver dans leurs expériences ^sur le recul du radium C, effet attribué par ^{ces auteurs} à un entraî-

nement mécanique. ^J’ai déduit la courbe 4 de la courbe 5 en procédant ^{comme dans le cas de l’élec-} trolyse. On voit que la fin de la courbe 4 correspond

a la période ^de 1’,ic G, ^mais pendant les deux pre-

mières minutes la décroissance ^est plus rapide.

A priori ^cette baisse initiale n’indique ^nullement

l’existence d’un nouveau produit, ^{car on} peut ^l’atlri-

Fig. ^3.

buer à la présence ^{d’un excès d’Ac B} projeté ^{au mo-}

ment de la destruction de l’Ac A. Mais pour interpréter

la courbe avec précision, il m’a paru nécessaire de la comparer ^aux courbes théoriques que l’on peut ^obte- nir, ^{1° dans} l’hypothèse ^{ou l’Ac B} n’existe pas, 2° dans l’hypothèse contraire. J’ai donc calculé l’ioni- sation à chaque ^{instant dans ces deux} hypothèses ^et

construit des courbes représentant ^le log de l’ionisa- tion en fonction du temps. Pour faire ce calcul j’ai supposé ^{que le} pouvoir ^{ionisant des} rayons

^est

100 fois plus grand ^{que celui} des rayons B.

1° Soit T la durée de la projection.

L1 la ^{constante de l’Ac B.}

); la ^{constante de l’Ac C.}

11, le nombre d’atomes d’Ac B _reçus par la

plaque ^{étudiée en 1 seconde.}

kit le nombre d’atomes d’Ac C reçus par la

plaque ^{étudiée en 1 seconde.}

i l’ionisation ^au temps ^t.

161

Si l’on suppose k = 1000, l’ionisation diminue de

Fig. 4.

suite avec la pé-

riode de l’Ac C.

Pour k - 500,

on obtient une

courbe assez

semblablc au

premier ^abord

à la courbe 4,

mais la diminu- tion du début est

moins sensible,

et de plus, ^mê-

me après ^{10 mi-}

nutes, la pente correspond ^à

unedécroissancc de moitié en

4-,5 seulement,

au lieu de 5m.

Pour k500,

la pente de l’Ac C

s’établit de plus

en plus ^lente-

ment, ^et la diffé-

rence avec la courbe expérimentale s’accentue.

2° Soit L’ la constante de l’ Ac B’, ^on a, ^{en conser-} vant les notations précédentes, ^{et en} négligeant la pro-

jeclion d’Ac B,

Dans cette hypothèse, la courbe expérimentale ^ne

peut s’expliquer que si l’on attribue à l’Ac B une

période extrêmement courte (moins ^de 10") ; ^la période de l’Ac C s’établit alors très rapidement,

mais la baisse initiale est beaucoup plus ^accusée;

cette différence diminue si l’on ^tient compte ^{de la}

projection ^{d’Ac B.}

Scintillations.

Des expériences ^{récentes ont montré} que chaque partieule ot ^est capable ^de produire ^{sur un écran de}

sulfure de Zn une scintillation visible, ^{à moins toute-}

fois que ^sa vitesse n’ait été réduite au-dessous d’une certaine valeur. Si la scintillation cessait brusque-

ment de se produire, ^{à une} certaine distance de la source, dans l’air à une pression ^{et à une} tempéra-

ture déterminées, le nombre de scintillations observée à l’intérieur d’un cône d’ouvcrture donnée, ^{a diffé-}

rentes distances d’un corps d’acti,ité pratiquement invariable, disposé ^en couche infiniment mince, ^et produisant ^{une seule} espèce ^de particules ^{x, se mon-}

1. RECELER, Radium, ⁷ (1910).

trerait d’abord constant, puis ^{nul. On} pourrait ^alors, d’après ^cc qui précède, s’attendre à voir, ^{dans le cas}

de l’activité induite de l’Ac, ^{le nombre} des scintilla- tions diminuer brusquement ^{de moitié avant de s’an-}

nuler.

J’ai donc été amenée à étudier la façon ^{dont les} scintillations disparaissent.

Pour augmenter la dilf’érence entre le _parcours des rayons

de l’Ac B, et celui des rasons oc ^de 1"Àc B’, j’ai opéré ^sous pression réduite, ^{et comme il}

était incommode de déplacer la substance active sans

ouvrir l’appareil, j’ai ^{laissé constante la} distance de la source à l’écran, ^et fait varier la pression. L’appa-

reil est représenté ^{sur la} figure ^{5. C’est un tube de}

verre long ^{de 60 cm. cniiron et muni d’un mano-}

mètre. La substance active était placée ^{en A; à}

48 cm. d’une petite ^{cuvette B} remplie ^{de sulfure}

de Zn bien tassé. Un diaphragme ^D perce ^{d’un trou}

de 2 mm. de diamètre laissait passer seulement ^une fraction du rayonnement. ^{Grâce à ces} dispositions

toutes les énumérations se trouvaient effectuées dans

un même cône bien défini.

J’ai d’abord employé ^{comme source, une} prépara-

tion de polonium infiniment mince. A mesure que la

pression augmente, ^{l’éclat des} scintillations diminue et il devient de plus ^en plus difficile de les comoter, De plus, le nombre des scintillations diminue gara- duellement, ^{et non} brusquement. ^{Ainsi, dans me,} expériences, les scintillations disparaissaient ^sous

une pression ^{de 60 mm. de mercure} environ mais leur nombre commençait déjà ^{à diminuer sous une} pression ^{de 46 mm. de mercure. Ce résultat est}

conforme aux conclusions contenues dans un mémoire de Geiger publié récemment 1.

En raison de cette diminution progressive ^du

nomLre des scintillations,

^ne peut espérer ^oh-

server une discontinuité bien nette avec l’Ac. J’ai néanmoins fait

certain nombre d’expériences ^aBcc

un disque ^de laiton activé par séjour dans l’ëmana-

1. Le fladitllll, 7 B1910,.

162

tion de l’Ac. Comme, ^{dans ce} cas, il faut tenir compte

de la diminution de l’activité du produit, ^les expé-

riences sont plus difficiles et moills précises qu’avec

le polonium. J’ai pu ^constater cependant ^{que la dimi-}

nution du nombre des scintillations, lorsque ^{la pres-}

sion augmente, ^{ne suit} pas la ^même loi avec les deux substances étudiées. Ainsi, pour ^une pression ^infé-

rieure de 1 cm de mercure à celle pour laquelle ^les

scintillations disparaissaient, ^le nombre des scintilla- tions par minute passait ^{de 55 à 25 dans le cas du} polonium, ^{de 55 à 10 dans le cas de} l’actinium.

Conclusion.

En résumé, ^si jusqu’ici ^aucune preuve irréfutable n’a été fournie de l’existence de l’Ac B’, ^cette hypo-

thèse reste à considérer.

Elle explique d’une manière simple ^{la forme} parti-

culière de la courbe de Bragg ^{obtenue avec l’activité}

induite de l’actinium, ainsi que la différence ^entre la loi de disparition des scintillations dans la fin du parcours pour le polonium ^et pour l’activité induite de l’actiniul11.

La baisse observée au début des courbes de décrois-

sance de l’Ac B rend cette hypothèse ^{assez vraisem-}

blable.

Les expériences ^de projection s’interprètent ^aussi

bien, que l’on suppose ^{ou non} l’existence de l’Ac n’ ; elles prouvent que si ^ce produit ^{existe, il} doit suivre l’Ac B et posséder ^une période de désactivation extrc- mement courte (quelques secondes).

Un argument d’une certaine valeur en faveur de

l’hypothèse ^{de l’Ac B’} peut ^être déduit de l’examen de nombres contenus dans un mémoire de MM. Gei- ger ^et Marsden1, ^{relatif à une autre} queslion. ^Ces

physiciens ^{ont mesuré la} proportion des scintillations doubles obtenues ^avec différentes substances, ^en par- ticulier avec le polonium (0,8 pour 100), ^{avec l’acti-}

vitré induite de l’actinium (10 pour 100). Le fait que

ce dernier nombre est notablerrient plus grand que l’autre est peut-être attribuable à l’existence _{d’un pro-} duit de courte vie dans l’activité induite de l’actinium.

On peut observer que la série du thorium renferme

un produit analogue ^{à l’Ac B’, et} dont l’existence ne

s’est révélée jusqu’ici que par la forme de la courbe de Bragg. ^Dans l’hypothèse de l’Ac B’, le parallélisme

entre la série du thorium et celle de l’actinium, déjà

très remarquable, ^{devient encore} plus complet.

A partir du radiothorium et du radioactinium, ^les constituants des deux séries se correspondent ^exac-

tement. D’autre part, ^{à diverses} reprises, ^le rapport

entre l’intensité du rayonnements

de l’émanation et celui de l’activité induite, ^a été mesuré pour le ^tho- r:um et pour l’actinium. Ce rapport ^est égal ^{à 2 dans}

les deux cas, ^ce qui ^{a conduit à} penser que chaque

atome d’émanation se détruisait en donnant 4 parti-

cules

dans le cas de thorium, ^{2 dans le cas de l’ac-}

tinium. Dans l’hypothèse ^{de l’Ac B’, les deux émana-}

tions se comporteraient ^{de la même façon en donnant}

toutes deux 4 particules x par ^Jton1e d’emanation détruit. L’hypothèse ^n’est évidemment pas, de ^ce fait, ^rendue plus probable, l’analogie étant néan- moins intéressante à noter.

Ces expériences ^ont été effectuées au laboratoire de Mme Curie. J’adresse mes meilleurs remerciements à Mme Curie et à M. Debierne qui ^m’ont beaucoup

aidée, ^{au cours de ce} travail, par leurs encourage- ments et leurs bons conseils.

[)Ianuscrit reçu le 20 Juin 1910].

Sur les mesures quantitatives de l’émanation du radium

Par W. DUANE et Albert LABORDE [Faculté des Sciences de Paris.

Laboratoire de Mme CURIE].

L’un de nous a étudié en 1905

les lois qui ^ré- gissent l’ionisation produite dans l’air par les rayons de l’émanation du radium qu’il ^{renferme, a} la pres- sion atmosphérique ^{et vers 15° C.}

Une partie ^{de ces} recherches a consisté dans l’étude de l’influence des parois ^d’un condensateur cylin- drique, ^sur la valeur des courants électriques ^{de sa-}

turation qui peuvent ^{le traverser sous} l’effet d’une

quantité donnée d’émanation du radium. Ces parois,

en effet, ^{absorbent une} partie ^du rayonnemcnt, ^celui-

1. Sur le nombre des particules émises par les émanations du thorium et de l’actinium, Phys. ^{Zeitsch., 11} (1909) ^7-11.

2. W. DrasE, C. R., 27 l’évrier (190» p. 561. Journal de

Physique, ⁴ (1905), ^{4e Série.} p. 603.

ci n’est donc pas totalement ulilisé pour l’ionisa lion de l’air du condensateur.

La conclusion de ce travail ^a été que dans diffé- rents condensateurs cylindriques, ^{dont les dimen-}

sions respectives ^étaient grossièrement proportion-

nelles (dans ^ces expériences ^la longueur ^des cylindres

était environ le double de leur diamètre), ^{la valeur} 10 ^{du courant} initial de saturation dû à la présence,

dans le condensateur, ^d’une quantité ^{donnée d’éma-}

nation dépendait ^de la surface intérieure S et du

volume V de ce condensateurs suivant la loi sinlplc :