Note sur le recul radioactif

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Submitted on 1 Jan 1910

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S. Russ

To cite this version:

S. Russ. Note sur le recul radioactif. Radium (Paris), 1910, 7 (3), pp.93-96. �10.1051/ra-

dium:019100070309301�. �jpa-00242403�

disperseur ^{étaient à une distance de i7 mm. de la} plaque ^{de verre. Le} ceindre ^du récipient ^{de re-}

cherche avait 70 mm. de profondeur.

Les métaux expérimentés ^{ont été le} laiton, ^le cuivre,

le zinc, ^le fer, l’aluminium. Le petit ^{morceau de}

Avec la même lumière.

Avec le même métal.

pechblende employé comme source des rayons 03B2 pe- sait 2,76 _gr.

La dispersion naturelle de l’électromètre en iiii- nutes. intervalle de temps ^entre deux observations successives, était sensiblement nulle.

Les valeurs moyennes qu*on obtient de ces mesures sont reproduites ^dans les tableaux ci-contre.

Les conclusions qui découlent des valeurs sus-

rapportées ^{sont les} suivantes :

1° Le courant de saturatioii déterminé _{par les}

rayons 3 provenant ^{de la} pechblende, ^se comporte ^à

peu près identiquemeiit pour les charges ^{des deux} signes ^{à lumière et métal} disperseur égau; ;

2° A métal disperseur égal, ^{le courant de satura-}

tion est plus intense dans le cas de la lumière colorée que dans le cas de la lumière blanche ;

5° A métal disperseur égal, dans les lumières rouge ^et bleue, ^le courant est un peu plus ^intense

dans la lumière _{rouge que} dans la bleue ;

4° A lumière égale, ^la dispersion ^{des métaux est}

différente sous l’action des _rayons ê; ^en particulier,

pour les métaux expérimentés (laiton, cuivre, zinc, fer, aluminium), l’ionisation atteint ^son minimum pour le ^{l’er et son} maximum pour le cuivre et le laiton.

[Manuscrit reçu le 20 Mars 1910.]

Note ^sur le recul radioactif

Par S. RUSS

[Laboratoire ^de Physique de l’Université de Manchester.]

Lorsquon condense de lémanationdu radium dans le fond d’un tube et qu’un fait le Nide, au-dessus, ^on

constate une projection ^de dépôt ^{actif vers} le haut du tube. On attribue ce phénomène ^au recul de l’atome

quand ^{il émet une} particule ^Y.

Si l’émanation est maintenue condensée un temps

suffisant pour obtenir 1 équilibre radioactif, ^{un doit}

s attendre a ce que le radium A et le radium B soient

projetés ^{daii, le tube en} quantités égales, comme ^con- séquence de l’émission de particules ^x pari l’émanation elle radium A. La transformation tltt radium B en

radium C est accompagnée seulement de l’émission de particules 03B2, pour lesquelles l’effet ilu recul est

beaucoup ^moins énergique que dans les ^cas précédents.

Dans certaines conditions, cependant, ^{on t mis en évi-}

denrc le recul du radium C, mais dans les expériences

actuelles, ^{on a} constaté que ^ce phénomène ^{était à} peine appréciable. ^Ln disque suspendu au-dessus de l’éma- nation condensée peut constituer le collecteur dl-

particules ^de dépôt ^actif qui ^{N adhèrent.} Après un exposition pendant ^un temps convenable, ni) peut

retirer le disque ^et déterminer la courbe de décrois-

sance de son activité au moyen d’un eleetrometre, ^en utilisant le rayonnement x émis par ce disque. Les

recherches présentes ^{ont été} entreprises dans te but de déterminer lt’· quantité, ^relatives de radium A, radium B et radium C projetées ^à partir de l’émana-

tion condensée; on a analysé à cet effet les courbes de

decroissance du dépôt ^{actif recueilli} sur le disque pour différentes durées d’exposition.

Ou condensait dans le fond d’un tube de verre, au

moyen de lair liquide, l’émanation provenant ^de quel-

ques milligrammes de radium. (hl attendait trois heures, afin d obtenir l’équilibre de 1 émanation avec ses produits successifs, Ra A, Ra B, ^{Ra C; on} suspen- dait alors un disque ^{à environ} 7 centimètre au-

dessus de l’émanation vide

dans l’appareil jusqu’à obtenu 1 100 de millimètre. Après une d’exposition

on retirait le disque ^{et on} étudiait la dé- de son activité à l’aide d’un électromètre.

Les temps d’exposition ^du disque à l’émanation ont

été dans ces ^dtB minutes, quarante

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/radium:019100070309301

minutes et trois heures, ^mais _pour l’analyse ^du phé-

iioiiiène actuel, ^{on a examiné} particulièrement ^les

cas d’exposition ^{de dix minutes et de trois heures, à}

cause de la simplicité relative des expressions analy- tiques ^{dans ces} conditions, ^sans préjudice ^{de détail}

essentiel du phénomène.

La courhe de décroissance _pour ^une exposition ^de

dix minutes est représentée par la courbe 1 de la

figure ^{1 et on} put voir, ^{en la} comparant ^{à la courbe}

Fig. l.

1 a qui ^{est la} courbe bien connue d’activité induite pour ^une exposition ^{de dix minutes,} qu’une quantité importante de radium B était projetée ^{sur le} disque

en même temps que lc radium A, ^résultat qui pouvait

être prévu.

La courbe II représente la courl)e de décroissance pour ^une exposition de trois heures et l’écart de cette courbe à la courbe ordinaire IIa ^{est encore} plus marclué que pour ^{une courte} exposition.

La première question qui ^se pose ^est de déterminer daus quelles proportions ^{le Ha A et le Ra B existent}

sur le disque?

Supposons que le Ra B présent ^{sur le} disque pro- vient de la désintégration ^{du radium A.}

Si n est le nombre des particules ^{de Ra A au lond}

du tube, ^{on a :}

Qt représente le nombre des particules de Ra L pro- duites au bout d’un temps ^{t -} )"1 ^et 03BB2 désignent ^res- pectivement ^les constantes radioactives du Ra A et du Ra B, ^{et on} _{suppose n} ^constant pendant l’exposition.

Le nombre des particules ^{de Ila B} qui ^sont proje-

tées sur le disque ^{sera une} fraction de cette quantité

(il, dépendant ^de l’angle solide sous-tendu par le disque

et qu’on considérera plus ^loin.

Un temps ^T quelconque après ^la suppression ^de

l’émanation, la quantité Qi ^{devient :}

Des que le radium B est arrive sur le disque, ^il

commence immédiatement à former du Ra C dont la loi de production ^{est la suivante:}

expression ^dans laquelle

Pour une durée d’exposition ^{connue, la} quantité ^en-

tre crochets est déterminée et peut ^être représentée

par ³¹ d’où :

Les courbes de décroissance ayant ^été déterminées par les rayons ^{oc, on a} besoin de connaître la quantité

de radium C présente ^{sur le} disque à ^un temps ^T quel-

conque ^u partir de l’instant où on a retiré le disque.

Cette quantité de radium C se compose:

1° du Ra C actuellement sur le disque ^{au moment}

où on éloigne l’émanation; ^cette quantité ^devient

après ^un temps ^T

2° du Ha C provenant ^{du lla D} présent ^{sur le} disque

au moment de la suppression.

Soit R’ à ^un temps ^{T la} quantité ^{de Ra C se} rap-

portant à ^{2°; on a} par analogie ^{aBec le cas} traite par Ru lherford 1 :

un temps ^’l’ quelconque, après ^{avoir retiré le dis-}

que à l’action de l’émanation, ^la quantité ^{Rt+R’ de}

Ra C provient ^{donc du radium B} projeté par ^{le Ra A}

présent ^{au fond du tube.}

Il _y aura aussi une quantités ^{de Ra C} provenant ^du

Ha A projeté par l’émanation elle-mème ^{et cette} quan- tité peut ^être calculée ; la variation de l’activité avec

le temps, ^{due à} l’ensemble Ra A et Ra C peut ^{être lue}

1. Radioactivity. p. 331.

sur la courbe ordinaire de décroissance pour la durée

d exposition particulière.

On a adopté ^{dans ce travail des} expositions ^{due 10}

minutes et 5 heures.

Soit )i le nombre des particules ^{de lia A} présenles ^au

fond du tube. Le nombre de ces particules ^{reçues suer}

le disque sera, après ^un temps ^t, proportionnel ^à

n (1-e-03BB1t). ^{Le facteur de} proportionnalité dépend

de l’angle solide sous-tendu _{par le} disque ^{et ’Taisenl-}

blablement aussi de la nature de la surface sur la-

quelle l’émanation est condensée, puisqu’on ^{a montré} qu’il n’y ^{a environ} que la ^onzième partie ^des particules qui ^se détruisent par seconde, qui quille la surface.

Puisque ^le premier ^{facteur dont} dépend ^{ce coeffi-}

cient de proportionnalité ^{est le même} pour le Ha A

ct le Ila B et qu’il ^{en est} vraisemblablement de même pour ^le second facteur, ^on peut prendre, pour sim-

plilier, ^ce coefficient égal ^{ti l’unité.} Après ^une expo- sition de 10 minutcs, le nombre des particules ^de

Ha A présentes ^{sur le} disque ^{sera 0,9 n et celui relalil’}

au Ra C, 0,13 ^n. Au moment où l’on retire le disque,

l’activité initiale du rayonnement x ^scra respective-

ment le produit ^{de chacune de ces} quantités par la constante radioactive 03BB1, 03BB3 correspondante, ^{du radium}

A et du radium C.

Un a montré précédemment qu’a ^{l’instant de} l’éloignement ^de l’émanation, l’activité due au ra-

dium C provenant directement du Ra B projeté ^{sur le} disque ^est représentée par ^Il.

L’évaluation numérique ^{de celle} expression ^montre

que le nombre des particules ^{de Ra C} présentes ^{sur le} disque ^{a l’instant} initial, aprés ^une exposition ^de

10 lninutes, ^a pour iiilciir 0,34 n ^et l’activité x cor-

respondante O,5’i n 03BB3.

On a alors à l’instant ou on retire le disque, après

une exposition ^de 10 minutes :

1° Une activité de rayonnement ^{x, due a la radia-}

tion du Iia .1, ^donnée par 0,9n 03BB1 particules ^{de lla -1 et} 0,13 n 03BB3 particules ^{de Ha C} qui ^{se brisent} par ^seconde.

La variation de cette activité aBec le temps peut ^être

étudiée sur la courbe correspondante :

2° Une activité de rayonnement x ^{due a la radia-}

tion du RaB et donnée par 0,34n 03BB3 particules ^{de Ra C} qui ^su brident par seconde. ^{t hl} peut ^{calculer la varia-}

tion de cette activité avec le temps ^{à l’aide de l’ex-} pression ^{11 + 11’ .}

Si le Ha A et le Ra B sont projetée ^en quantités

égales, (Ill obtiendra la courbe de décroissance du

dépôt ^{actif sur le} disque ^en ajoutant les activités ( 1 et (2) ^{dans leur} proportion ^relatiBc représentée par:

On a fait cette opération; les ^{résultats sont inscrits}

dans le tableau 1 et reproduits graphiquement par ^la

Tableau ¹

courbe en trait plein ^{de la figure 2. Un voit} que les

points expérimentaux représentes par des petits ^cercles

ne sc trouvent pas exactement sur la courbe, En ad- mettant qu’il ^soit possible que le Ha .1 et le Ha B ne

soient pas projetés ^en quantités ^{égales, on} peut ^trouver

avec quelle approximation l’égalité supposée ^{a lieu; il}

suffit de faire varier la proportion ^suivant laquelle

les quantités (1) ^et (2) ^sont ajoutées.

La courbe pointillée ^{de la} figure ^’2 représente ^la

courbe de décroissance _{(lue l’on} obtiendrait s’il y aBait deux fois plus ^{de Ra B} projeté que de Ha À. L’exa-

men du diagramme ^montre que les points expérimen-

taux se trouvent dans les limites définies _par ^ces denB courbes. 11 résulte donc de l’analyse ^{relative à une} exposition de 10 minutes qu’on ^{est autorisé} a penser que le Ha A ^et le Ra B sont projetés ^à l’intérieur du tube l’ll quantité presque égales.

l,l’ cas d une exposition de trois heures est d’une

analyse relativement simple, ^{car dans ce cas, Hutlter-}

iord a montré qu’il ^{y a 1111 état} d’équilibre ^{entre les}

différents produits ^{a courte vie} obtenus a partir ^de

l’émanation.

En ^«’ concerne la projection directe de Ha A. on a,

au moment Oll l’on retire le disque, ^{le même nombre}

de particules ^{de Ra C} qui ^se détruisent par seconde que de particules ^{de Ra} 1, Si le Ha ^B L’,;;;t projeté

dans le tube t’ll quantité ^{égale au Ha A.} il y ^a. l’al’

ce t’ait. 1111 même nombre dt, particules ^{de Ha t.} qui

se détruisent _par seconde sur le disque, au ^moment

de l’éloignement de l’émanation, de la ^même manière tIUL’ lorsqu’il s’agit Ilu na B,

Il l’Il résulte l’activité initiale x duc:1 la pre-

mière de u correspon-

dant a la La variation Je l’activité du

rayonnement x ^du disque provenant ^{de la} projection

du na 1 sur ce disque correspond ^{à la conrbe connue}

de décroissance pour ^une exposition ^{de trois heures.}

Fig. 2.

Cette variation estinscrite dans le tableau Il, ^{colonne 2.}

La variation de l’activité du rayonnement x ^relative

au Ra B qui ^{a été} projeté ^{sur le} disque ^{a été calculée}

à l’aide de l’expression ^{Rt+ fa’, dans} laquelle,

et

où

Ces nombres sont inscrits dans la colonne 5, ^{et la}

Tableau II

somme des nombres des colonnes 2 et J est repré-

sentée par la courbe en trait plein ^{de la} figure ^{5. On}

voit que les points expérimentaux indiqués par de

petits ^{cercles ne se trouvent} pas exactement sur la courbe.

En appliquant ^{la même méthode} que dans le cas

d’une courte exposition, ^{et en supposant} qu’il y ^a deux fois plus ^{de Ra B} projeté que de ^Ra A, ^{on ob-} tient la courbe pointillée ^{de la} figure ^5.

L’examen de ces courbes montre que les poiiiis expérimentaux ^{se trouvent a} l’intérieur de l’espace

que limitent ^ces deux courbes. Ce résultat confirrne

l’impression déjà ^obtcnne que les nombres des parti-

cules de Ra A et Ra B projetés ^{dans le tube ne sont}

pas ^très différents.

On n’a pas jugé nécessaire, dans cette analyse, ^de

Fig.

tenir compte de la dillérencc de l’ionisation produite

par ^les particules ^{x du Ra A et du Ha C.}

Conclusions.

On a montre que les résultats expérimentaux ^ob-

tenus peuvent ^être expliqués ^en supposant ^{que les}

particules ^{de Ra A et de Ra B soiit} projetés ^en quan- tités presque égales par l’éiiianaiion du radium,

condensée au fond d’un tube et au-dessus de laquelle

on a fait le vide.

Si le Iia C était projeté ^{dans la même} proportion,

les courbes expérimentales de décroissance seraient manifestement différentes. Quelques expériences ^de

Makower et de l’auteur ont montré que le nombre des

particules ^{de Tia C} qui ^ont effectivement un effet de recul, ^{résultant de} l’émission de particules 03B2 par le radium B, ^{est une faible} fraction du nombre des par- ticules de Ra A ^et llafi résultant respectivement ^de

l’émission de particules ^x par l’émanation et le Ha A.

[Traduit ^de l’anglais par Gaston DANNE].