Sur les rayons émis par les sels des métaux de la famille du potassium

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du potassium

E. Henriot

To cite this version:

E. Henriot. Sur les rayons émis par les sels des métaux de la famille du potassium. Radium (Paris),

1910, 7 (2), pp.40-48. �10.1051/radium:019100070204001�. �jpa-00242392�

cuivre chauffés, de la potasse ^{et de} l’anhydride phos- jdtorique.

Le faible résidu ga£eux était recueilli t’t examiné par ^l’un de nous suivant sa méthode antérieurement utilisée _pour l’examen des _gaz dégagés par l’alctlllluln et le radlllm 1.

Ce résidu est de l’hélium sensiblement _pur, dont le spectre complet ^{était observée et} dont le volume a pu être mesuré. Ce volume était égal ^{à 1,3} sous ^la pression atmosphérique, l’accumulation ayant ^eu lieu pendant 100 jours. ^{Ce volume est très voisin de}

celui _que prévoit la théorie et qui ^est égal ^{à 1,6 mmJ.}

Le fait de la production d’hélium par ^le polonium ^se

trouve donc établi avec l’ordre de grandeur prévu,

nous nous proposons de faire ^une détermination aussi exacte que possible ^{de ce volume} jointe ^{u des} expé-

riences de numération des particules ^{y omises, de}

manière à obtenir la valeur du nombre de molécules

contenues dans une niolécule gramme.

Cette méthode dircctc scmhlc particulièrement

awntageuse quand ^{on utilise une} solution de polo-

ninm, ^les particules pouvant ^être en ce cas très com-

plètement absorbées par le liquide.

Au cours de ces expériences ^{un curieux effet des}

rayons ^a ét6 constaté. Le polonium ^étant conservé a

sec. dans une petite capsule ^de quarto ^{celle-ci s’est}

trouvée fendillée en un grand nombre d’endroits ^en face de la substance; ^la production ^{de ces fentes}

peut ^{être attribuée à des} décharges électriques.

In dégagement abondant d’ozone était générale-

ment constaté au voisinage de la substance.

[Reçu le 14 Février 1910.]

Sur les rayons ^émis par les sels

des métaux de la famille du potassium

Par E. HENRIOT

[Laboratoire ^de Physique ^{de l’École Normale} Supérieure ^de Paris].

N. Gampbell ^a signalé.le premier ^la propriété ^que possèdent les sels de potassium ^{d’émettre un} rayonne-

ment ionisant, ^{de tout} point analogue ^{à celui des}

substances radioactives ordinaires, quoique beaucoup plus faible. Il reconnut, ^{dès ses} premières plblications

sur la question, que ^ce rayonnement ^se présente

comme une propriété atomique ^du potassium, ^{en ce}

sens que ^son intensité se trouve être proportionnelle

à la teneur du métal dans les différents sels 2.

Il signala également que quelques essais de frac- tionnement effectués en vue due concentrer la propriété

radioactive dans ^une portion du sel lui avaient donné des résultats négatifs, ^{et en conclut} que le rayonne-

ment provient ^{bien du} potassium ^{lui-même et non}

d’une impureté radioactive ordinaire qui lui serait

mélangée.

Mf’ Lennan et Kennedy reprirent ^la question peu

après ^{et leurs} premiers résultats infirmèrent ^en par- tie ceux qu’avait annoncés N. Call1phell. Ils reconnais- saient qu’en ^{rait le, sels de} potassium émettent des rayons ionisants, mais que certains sels, ^en particu-

lier des _cyanures, donnent de, effets beaucoup plus

faibles qu’on ^ne pouBait s’y ^attendre étant donnée leur teneur en potassium. ^Ils concluaient, dan, ion

1. B. R 1903 ^et 1909.

2. N CAMPELLE f A. Woo Le Raduim 4 1907 199: P/wB Camb. Phil.S. 14 1907 13: Camb. Phil. Soc., i4

( 1907.

.1. C. B1, ^{t W.} T, KE F Nature. )Jai 1908.

Phys. ^{Leil. J. 1. M l . 5 1908 142.}

mémoire publié ^{dans ce} journal, ^{à la} non-atomicité de la propriété radioactive dans les sels de potassium.

La difficulté de l’étude de ces rayonnements peu intenses, ^et les résultats contradictoires de Calnpbell

et de Me Lennan brent que l’on ’accueillit ^avec

quelque ^{réserve les faits annoncés} par N. Campbell.

Il me sembla utile de refaire une étude détaillée de la question, qui ^est d’une certaine importance, puis- qu’elle permet ^{de faire un} premier pas ^vers 1 exten- sion des phénomènes radioactifs ^aux substances com-

munes1.

Mes résultats confirmèrent de tout point ^{ceux de}

N. Campbell. ^Le rayonnement du potassium ^{est bien}

une propriété atomique ^{de cet élément, et le saurait}

être attribué à un (;lénlen radioactif connu.

Je rappellerai ^{dans cette note, en} précisant ^davan- tage, quelcluesexpériences ^dont j’ai ^donné précédem-

ment une description rapide. Me LenrlanQ est d’ailleurs

revenu sur ses premières déductions avant même que les recherclles que j’avais entreprises ^{n aient} été pu- bliées et il est tombé d’accord ^avec N. Campbell, ^sauf

sur la question ^{du rubidium} auquel ^{il nc reconnut} pas de rayonnement appréciable.

Divers auteurs, en particulier ^{Levin et ltuer--,,}

1. E. HENRIOT. C. R. Avril 1909 ^,’1 E. HENRIOT et G. VAVON, C. R., 3 Juillet 1909.

2. J. C. Me LINVAN et ,y, T. KENNEDY. PA//. Mag., ^VI-16

1908 ;ïi:.

3. LEVIN, et R. Phys. Zeitschr.. 9 100R 248.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/radium:019100070204001

Strong1, Brichner2 reconnurent que les sels de po-

tassium et de rubidium donnent sur une plaque photographique des impressions qui ^les distinguent

nettement des sels d’autres métaux.

La figure 1 est ^la reproduction ^dune radiographie

Fig. ^1.

de sulfate de potassium que ,j’ai ^ohtenue, après

28 jours de pose, ^{sur une} plaque, violcttc Lumière

enveloppée dans deux feuilles de papier noir. Pour ohtenir des impressions ^{de ce} genrc, je dispose,

comme le montre la figure 2. les cristaux dr sel à ^étu-

Fig.2.

dicr sur la surface intérieure d’un demi-cylindre ^de

laiton A en les fixant par ^un peu (te gomme arabique.

Un autre demi-cylindre de laiton B identique, ^re-

couvert également de gomme arabique, ^{sert de témoin.}

La plaque, enveloppée ^de papier. ^est disposée au-dessus

et l’ensemble est enfermé dans ^une boite bien close.

La méthode photographique pour l’étude de tels

phénomènes comporte beaucoup ^{de causer d’erreurs}

et parait i nfinin1cn moins sûre que la méthode e’ee-

trométrique. ^{On sait. en} effet, que n’importe quel métal, ^{notamment le} /me, donne dc’, impressions photographiques, ^sma que la radioactivité ait ^a inter- venir. Pour l’étude des sels de potassium ^{et rubi-}

diulll. olt les effets bont relativemeut intenses. on

peut, ^{a la} rigueur, faire emploi ^delà plaque phuto- graphique. ^{Mais ...i l’on veut, un} jour ^{ou l’autre.}

étudier des phénomènes ^moins intenses, ^{il faudra}

dennitivement en rejeter l’emploi.

L étude electrométrique des rayons dont je ^{me suis} proposé ^{l’étude. se tait à l’aide} d’appareils ^analogues

,I ceux dont on ...(, sert pourt l’étude des phénomènes

radioactifs tll’ilill Seulement les rayonnements étant peu intenses (1 ₁₀₀₀ ^{des rayons 3 de}

1. STRONG. Pho 1909

2. B et Juin 1909.

noir d’urane à surface égales on est obligé pour ne

pas avoir de courants trop faibles de prendre des

surfaces azzez considerables de ^matière rayonnante

d’autre part, ^ces rayons sont relativement pénétrants,

on augmente leurs effets en les utilisant tir LU) plus long ^parcours, c’est-à-dire un prenant ^{une chambre}

dionisadon assez haute 20 ou 30 cm.)

La figure (3a représente par exemple un modèle

Fig.3.

qui donne de bons résultats. La chambre est en

zinc on c’1 laiton. On la porte ^{;t un} potentiel ^suf-

fisant pour avoir la saturation du courant. Le con-

ducteur qui reçoit les ions foriiiés est une mince tige métallique ^{T isolée à l’ambre et} protégée par ^{un anneau} de garde ^{relie au sol. Elle se trouve} mise extérieure- ment en relation ^{avec un} électroscope analogue ^{à l’élec-} troscope ^{Wilson inclin’, mais de} dimensions beau- coup plus petites 2cm, 3x2cm,3x3cm,8). ^Ul gagne

beaucoup ^de régularité ^{en réduisant} les dimensions d’un tel appareil. ^{Eu effet,} quand ^{il est au} voisinage

de sa sensibilité maxima, ^{la feuille se} déplace ^sou-

vent d’une façon appréciable, probablement ^{sous 1 in-}

fluence des mouvements de confection de l’air ii l’in- térieur de la botte : ces mouvements sont gènés ^dans

une butte très petite. ^et l’uniformité des températures

y ^k’·t plus ^grande; (luoi qu’il ^{en soit, knl} régularise beaucoup les ^mesures par ^cette modification. Il est vrai que l’on perd ^un peu de sensibilité. Neanmoins.

même pour des mesures de ce genre je n’étais pas obligé ^de régler 1 appareil ^{a sa} sensibilité maxima. ^ce

qui le rend un peu instable et je me contentais d’une

sensibilité de 30 divisions par volt ^{et mèllll’} moins.

Lorsque la chambre d’ionisation contient un sel depo-

tassium, la tige se charge à 1 volt en 43 sec, envi-

l’on sous l’influence dit curant de saturation.

Un terme correctif assez important provient de

l’ionisation spontanée de l’air dans la boîte C. Lorsque

sans faire agir de cause apparente d’ionisation, on

renouvelle l’air de id boîte, en l’ouvrant et en la refer-

mant simplement, ^on (lue ^{1.1 tige 1 ri 1!lIl des}

charges en quantité aprreciable puis rapidement, le

courant diminue: ^dU bllut d’un quart ^{d’heure en-}

viron, il varie d’une façon extrêmement lente, ^et tend à se fixer à une certaine valeur limite. Cette

première décroissance du courant provient de l’intro- duction de gros ^et petits ^ions préexistant ^{dans 1 air}

environnant. t,e courant subsistant dans la boite pro- vient probablement, ^en grande partie, de l’action de la radiation pénétrante ^{de Coolcc venue de} l’extérieur, ^et

des ravons secondaires qu elle ^{donne sur la face}

interne des parois métalliques ^{de la} boite. Cette deuxième partie ^{du courant subit une variation}

diurne qui ^a déjà ^été signalée par quelques ^auteurs’.

J’’en ai moi-même entrepris ^{l’étude avec l’aide de}

’L Heauvais. Ce courant subit dans une journée ^des

fluctuations de 15 pour 100 ^à 25 ponr 100, ^et passe d’une façon ^très régulière par ^un maximum à 11 heures du matin. Pour faire les mesures de radio- activité sur les sels de potassium, ^on peut donc pro- céder de la manière suivante :

1) Introduire le sel dans la chambre d’ionisation.

Attendre un quart ^{d’heure ou} vingt minutes. Effectuer

cinq ^mesures successives à cinq ^minutes d’intervalle et dont on ne gardera les résultats que s’ils ^{sont concor-} dants 1 environ.

50e

2) Retirer le sel de la chambre, ^{attendre un} quart d’heure ou vingt minutes. Effectuer comme précé-

demment cinq ^{mesures à} cinq minutes d’ïntervalle.

-

On trouve, ^en faisant la ^mesure de ce terme correctif de la manière régulière que je viens d’indi- quer, qu il ^est, suivant les circonstances de l’ordre de 1 4 ^{à 1} 8 ^{du courant} débité par le sulfate de po- tassium.

Sa valseur nu varie pas plus ^de 1 ^dans l’intervalle de temps nécessaire pour encadrer une mesure faite

avec le sel. Elle est généralement ^{constante au} 1 10e

près, ^{dans le cours d’iine série} d’expériences. ^{Si l’on} opère ^{de la} façon précédente, ^{en faisant sur un même}

sel de potassium plusieurs ^mesures que l’on croise

avec des mesures du terme correctif, ^on obtient, après

correction, ^{des résultats} concordant presque toujours

à 1 pour 100 pré-,.

Il est bien évident qu’une ^{telle façon de} procéder

n’es-t possible que dans ^un laboratoire clul ^{n’a subi}

aucune contamination par des produits ^fortement

radioactifs, et que les ^mesures faites par ^ce procédé

sont très longues.

J ai employé également, par exemple ^{dans les} expé-

riences que j’ai ^{faites sur} la déviation magnétique ^des

rayons des chambres d ionisation ferl1lées ^à la partie

intérieure par ^une feuille métallique mince d’alumi- nium ou d’étain. ^au travers de laquelle ^{on fera} agir

1. 1’!llhl-. Phil. Mag.. 6 1903 1x-’: WUIF.. Phys. Zeits.. ¹⁰

1989 132.

les rayons ^du sel placé extérieurement. On trite ainsi le renouvellement de l’air à chaque ^mesure. Cependant

si la feuille est très mince, ^en glissant ^{le sel sous la}

boite, ^{on n’évite} _lns totalement l’introduclion d’air frais, ^{si la feuille est} épaisse ^on s’interdit l’étude des rayonnements ^très peu pénétrants (fig. 3b).

On peut également, ^comme l’a fait Crowther dans

ses expériences ^{sur le} coefficient de diffusion des

rayons 8 ^de l’uranium, compenser le ^terme correctif dil à l’ionisation spontanée par ^{un courant} égal ^{et de} signe contraire. On prendra pour cela deux boites

identiques, portées ^{à des} potentiels égaux ^et opposés,

traversés toutes deux par la tige collectrice T, ^{et on} fera agirle rayonnement seulement surl’une des L oites.

On diminue ainsi beaucoup l’importance ^{du terme}

correctif, ^mais je ^me suis rendu compte qu’on ^ne

l’élimine pas complètement ^et qu’il ^{faut encore en}

tenir compte (fig. 5 c).

Quel que soit le procédé qu’on emploie, ^{on obtient,}

en portant ^{la boîte à des} potentiels croissants à partir

de 0, ^{des courants dont les} points représentatifs ^se placent ^{sur une} courbe de saturation. On recueille presque ^tous les ions à 500 volts, ^à 500 volts la saturation est totale. On obtient, par exemple, ^les

nombres suivants (fig. 4) ^{avec un sel de} potassium.

Fig.4.

Le courant est donc facile à saturer, ^ce qui ^{donne à}

penser que l’on n’a pas affaire à des rayons ^x.

L’épaisseur ^{du sel de} potassium ^{que l’on} emploie

n’intervient pas, ^a condition _yue 1 on emploie ^une

couche ^de sel assez épaisse. ^Si l’épaisseur ^{tombe au-}

dessous d’une certaine limite, ^{le courant mesuré est} plus ^faible.

Supposons que l’on ait affaire à un rayonnements

homogène, dont le coefficient d’absorption par le sel

lui-même est égal ^à 1, ^{et dont} l’unité de volume dé-

bite un rayonnement rt. 1 ne tranche infiniment mince.,

d’épaisseur d située d une protondeur dan, 1., ’1.1

donnera une quantité de rayonnement adr. Ces rayons

subiront avant d arriver à la surface une certaine

absorption ^et l’ionisation ’lui ^leur correspondra ^{à la}

sortie sera de - J 1 d.e.

Pour une couche de sel inimiment épaisse, ^{1 Ïoni-}

sation mesurée correspondra ^à

pour ^une épaisseur ^{(1, on} obtiendra seulement

on aura donc

Soit p ^le poids spécifique ^{du sel,} p le poids ^{du sel}

par ^unité de surface rayonnante, l’expression précé-

dente pourra s’écrire

ou

Le tableau suivant donne les résultats obtenus

avec le sulfate qui ^confient particulièrement pour ^ce genre d’expériences, n’étant pas déliquescent.

Les résultats sont représentes graphiquement ^dans

la figure i. Les nombres de la dernière colonne peu- vent être considère comme pratiquement constants, les écarts qu’ils présentent par rapport a ^la moyenne provenant plutôt de la difficulté qu’il y ^;i a obtenir

des couches minces et homogènes de sel, llue d’er-

reurs accidentelles dans la mesure du courant. Pour

Fig. 3.

obtenir de telles couches minces, ^on peut ^étendre

avec un tamis le sel finement pulvérisé. Lorsque ^les épaisseurs doivent être très petites, ^{il est} préférable

de projeter ^{avec un} vaporisateur ^{une solution du sel}

sur une plaque métallique ^chauffée.

On obtiendra le poids par centimètre carré ^en dis- solvant le sel employé, ^{en le} pesant après dessiccation

et en divisant le résultat obtenu par la surface ^totale.

La constance du rapport _p ^{montre que l’on a affaire}

à un rayonnement pratiquement homogène. ^{La valeur}

de ce rapport ^{est tout à fait du même ordre que celui}

que Crowther ^a obtenu dans ses recherches très éten- dues sur l’absorption ^des rayons B ^de l’uranium 1 . Il ressort, ^en effet, des expériences ^de cet auteur que le rapport - ^{pour les rayons B} de l’uranium est une

fonction atomique ^des éléments de 1 écran, ^ce _rap- port ^{variant entre} 4,:1 ^et 10 environ. Ce premier

résultat nous conduit donc à considérer les rasons du potassium ^{comme des} rayons B homogènes.

Étudions maintenant ce qui ^se passe lorsqu’on

essaie d’absorber 1,.ii- des feuilles d’étain. ^t’Il nombre variable, les rayons d’une couche épaisse de sel. Soit

1.J. i, LrBBTHn;. Phil. Mag.. ^{1906 379:} Le Raduim. 3

1906 T.

1, le courant débite _{par le} sel en l’absence d écran.

1p, ^{lu courant mesure} lorsque ^le poids ^deeran par cm2 est p. ^{Si les} rayons fo 11 partie ^d’un rayonnement;

(?it ^{doit avoir}

Le tableau placé ^{au bas de la} paie précédente ^ro-

Fig. (i.

présente les résultats obtenus pour ^un échantillon de sulfate et un de chlorure. (Voir ng. 6.)

De l’inspection ^{de ces nombres ressort} l’impossi-

bilité qu if y ^a de représenter les résultats par une formule exponentielle simple, Ip ⁼ Ioe-l o p, où ^o se-

rait une constante, les coefficients l- ^{calculés à} _partir

p

de cette formule subissant une variation systéll1a- tique ^{très nette} pour des épaisseurs variables de l’écran. Tout se passe ^comme si on avait des rayons de plus ^en plus pénétrants, ^{it mesure} qtie

l’épaisseur ^{de l’écran} augmente.

^Pour essayer de

préciser ^{les valeurs} relatives des différentes espèces

de rayons, ^nous pourrons raisonner de la manière suivante. Si on avait affaire a un rayonnement ^honlo- gène, ^en appelant l o’ ^son coefficient d’absorption par Fair, la fraction du rayonnement ^{contenu dans la} boite due hauteur li rapporté ^au rayonnement ^total serait :

m etant le poids d’utie colonne d’air de hauteur h.

Pour avoir la quantité totale de rayons émis, il

faudrait multiplier ^la quantité mesurée par

Si le rayonnement ^est complexe ^{et si son} absorption

se représente par ^une formule de la forme

l’absorption par l’étain, ^mesuré

dans une chambre dionisation

d’épaisseur ^{infinie, serait} expri-

mée par ^la formulc

Or les résultats observes sont

représentés ^très fidèlement par

une formule à deux termes :

Le tableau suivant montre l’ac- cord entre les valeurs mesurées et les valeurs calculées à partir de la formule (5).

Ce qu’on ^observe correspondrait ^{à la} superposition

de deux rayonnements ^dont l’un serait, mesuré par les fo-0 ^{du courant en 1 absence} d’écran, ^et qui ^serait

du même ordre de pénétration (l1=14) BPi ^{que les}

rayons B ordinaires, ^{le deuxième} intervenant seule- ment au taux de 21 _pour 100 et très peu pénétrant

90 Ce rayonnement facilement absorbable est certaine- ment contenu en entier dans la chambre d’ionisation.

Il n’en est pas de ^même des _rayons plus pénétrants.

Il s’ensuit que la proportion de rayons ^mous parait plus élévée qu’elle ^{ne l’est en} réalité. Il faudrait pour

connaître l’importance ^{des termes} intervenant dans la

formule (2) , avoir ^une évaluation du rapport ^l’1 pour

p ¹ l’air. Ce rapport - ^{se présente en général, pour les}

rayons B, ^{comme une} quantité très peu variable ^avec la nature de 1 écran.

D après ^les résultats de Crowtber relatifs aux

rayons B de l’uranium, ^on aurait pour l’air l=4,5.

pour SO1k2 l=6,4, pour l’étain l= 9,5. ^{Nous trou-}

p p

vons avec les rayons 3 ^du potassium l=11,3 pour

SO4K2 et l=14 pour l’étain ^t. Ici , ^{comme dans le cas de}

p

l’uranium, ^le coefficient semble ^une fonction légère-

ment croissante du poids atomique. Il semble donc bien que nous aurons une limite supérieure ^{du coef-}

l1cient d’absorption ^des rayons B ^du potassium par l’air en prenant l1=11,3

p’ ¹

Nous verrons plus loin que des mesures directes conduisent à un résultat voisin. Du reste LI frac-

1

tion change peu pour des variations assez

1

e - yl’1 p’1

notables de l1, qui ^n’a donc pas besoin d’être ^connu

r 1

très exactement. Ln adoptant pour l’air l’1

p ¹

on trouve, ^en substituant dans l’équation (5).

Ce qui fait que le rayonnement, ^très absorbable en-

lrerait seulement dans le rayonnement ^{total au taux}

maximum de 10 pour 100.

rai des raisons de croire que ^{cm écarts} à la loi

exponentielle pour les petites épaisseurs ^{de l’écran}

d’étain proviennent ^d’une perturbation systématique apportée par la feuill ^detain elle-même, ^et que l’existence du rayonnement ^{très mou n’est} qu’appa-

rente. Voici pourquoi supposons que ^nous prenions

nue couche épaisse ^{dl’ sel,} le rayonnement ^tacite-

ment absorbable devrait provenir d’une couette très mince à 1 a surface. le rayonnement pénétrant

d’une conche plus épaisse. ^{Si dOllt’ 0:1} fait décroître

l’épaisseur du ^{sel, le courant} diminuera. mailla

diminution ne portera que sur les rayons pénétrants

et le rayonnement semblera enrichi en rayons très

absorbables. En disposant donc une feuille d’étain sur

1. cette

valeur 1 0- ^{1 4 III semble} k beaucoup plus ^,B

^t.-

que la valetur l p= 16 que j’avais donnée à la suite de mes pre-

mières expériences.

la surface, on aurait, P)U r des couches minces de sel.

une diminution plus importante que pour les ^cou- che; épaisses. ^{Le calcul} permettrait ^de prévoir pour les expériences ^{suivantes une} variation de 60 à 7 1 pour K (K étant le rapport ^{des courants mesures avec}

la feuille d’étain et sans cette dernière). ^{On trouve :}

li ne subit pas, dl’ variation ^nette et l’existence réelle d’un rayonnement très absorbable me paraît peu pro- hable. La fellille d’étain peut agir, par exemple par la production ^d’un rayonnement secondaire. Civii- ther 1 a trouvé dlBS perturbations d t1 même genre ^et dans le même sens U étudiant l’absorption ^des

rayons r, ^de l’uranium par l’utuin.

Ici nous avons des rayons B certainement moins

rapides clue ^ceux cle l’uranium. Or Becquerel ^a

montre que quand la vitesse d’un rayonnement B dinlinue, ^la proportion de rayons secondaires qu’il

donne sur un ohstacle augmente. Nous devons donc

nous attendre a trouver U la loi exponentielle ^ders

écarts encore plus marqués que ^ceux que signalait

Crom ther pour l’uranium. Il ^Ine selllhlc bien probable

due c*est de ^cette manière que doivent s’interpréter

les résultats observé.

Pour déterminer le coeliicient d’absorption l p

pour l’air, on peut ^se sel’!ll’ d’une chambre d’ionisa.

tion a doubles parois que l’on portera ^{à des} tempéra-

tures connues au moyen d’huile chaude illtroduite

entre les deux parois. ^Le sel lui-même sera placé

dans la boite et se trouvera porté a la mémo tempé-

rature qu’elle.

Si r est le rayonnement apparent, li le rayonne- ment total a to, un a vu plu, haul que le rapport

l’entre ces deux quantités ^est

m étant le poids à to d’une colonne d’air égale à la

hauteur de la boite. - A to, ^{ou aura:}

d’où

-1 on admet que R- H ^ce qui ^{revient ;’1 admettre}

que le rayonnement fil i>i il ,’,1 !Il-1, pendant ^{d,’ l.1 It,lil-}

1. J. _. 1t11I lir;. i,> . il.

pérature). ^{un a}

T et T étant les températures absolues. De la mesure

de-, du calcul de T: et ’;"CI, ^on pourra déduire ^une

r

estimation de l. 0n ^trouve _{par exemple} ^en _prenant

P

1 = 1 iD et en faisant varier la température t’ entre

134° et 14°

Le courant diminue donc lorsque ^la température s’élève, ^ainsi qu’on ^{devait le} prévoir. ^On peut ^substi-

tuer diverses valeurs de- dans l’équation (a). ^En

p

substituant l= 7,3, ^{on trouve pour la quantité}

p

qui ^{doit rtre} égale ^à 1 unité pour la valeur cherchée de

l 0,95, 0,94, 1,08, 1,02, 1,07.

p

En substituant d’autres valeurs de l ^on obtient P

des séries de nombres dont l’écart moyen ^avec l’unité est plus grand. Lavaleur l p=7,3 semble donc la meilleure. Cette méthode doit donner seulement un ré- su tat assez grossièrement approché pour

^{La fraction}

varie très peu pour ^de notables variations de t, si bien que la valeur du coefficient d’absorption

tirée de l’équation (a) ^est mal déterminée.

Si l’on admettait pour l’air la valeur l=11.3

trouvée plus haut pour SO4k2, ^on aurait seulement en

substituant dans (a) ^{un écart moyen de} 10 pour 100 de R’ R avec l’unité. Nous vovons donc que le rayon-

1 10 ^près de la température entre 14 et 140 . 1 Ceci rend peu probable l’existence d’une émanation. Je

me suis d’ailleurs assure qu’en faisant passer ^un

courant d air. de _gaz d’éclairage ^{ou d’acide} carbonique

sur le sel séparé ^{de la chambre} d’ionisation par ^une feuille mince d’aluminium (Omm, 1) ^{on ne} change ^rien

au courant d’ionisation mesure.

Rien ne nous allto- rise donc il admettre l’existence d’une émanation.

Les rayons a ^du potassium ^sont susceptibles ^de

donner des rayons secondaires. Je m’en suis rendu compte ^en appliquant, ^{h la} partie supérieure ^{de la}

chambre d’ionisation, c’est-à-dire à 20 cm du sel rayonnant, ^une feuille de plomb qui, indépendamment

des rayons qu’ellc ^émet spontanén1ent, ^{donne sous}

l’influence d’un sel de potassium ^une quantité ^des

rayons secondaires atteignant 10 pour 100 des rayons

primaires. L’étain dans les mémes conditions donne 2 _pour 100. L’aluminium, ^lc papier ^)1e donnent rien de mesurable.

Je ^me suis posé ^la question de savoir si le courant est absolument bipolaire ^ou partiellement unipolaire,

c’est-à-dire si un renversement du potentiel de charge

de la chambre d’ionisation change ^{la valeur absolue}

du courant mesuré. Cette valeur absolue reste la même â 2 pour 100 près. ^{On ne} peut apprécier

nlieux parce qu’on ^est obligé ^de changer également ^le signe ^du potentiel ^de charge ^de l’électroscope ^{et ce} changement ^de signe ^alnéne toujours ^de petites ^varia-

tions de sensibilité.

Si l’on admet qu’un électron dont la vitesse est tombé au-dessous de la vitesse nécessaire pour ioni-

ser le gaz ^est recueilli ^au méme titre qu’un ^{ion ordi-} naire, ^cette expérience ^{fournit une limite inférieure}

du nombre d’ions de chaque signc que ^{fournit un} électron B. D’après ^{le résultat} précédent, chaque ^élec-

tron donnerait au moins 50 ions. Du reste nous ver- rons qu’avec ^{le rubidium,} dont les électrons ont une

vitesse moindre, ^cette bipolarité ^{subsiste encore.}

Les expériences précédentes ^{tendent à faire conce-}

voir les rayons du potassium ^comme des rayons B.

Conlme confirmations de ce fait, ^on peut ^{citer les} expériences ^{de N.} Campbell qui ^trouva que ^ces rayons

sont déviés d’une manière appréciable par ^un champ électrique.

J’ai moi-même obtenu ^uiie déviation de ces rayons

au moyen $ d’un champ magnétique ^{dans le sens} que l’on prévoit ^en supposant ^une électrisation négative

des rayons. Après quelques essais infructueux j’ai

trouvé que l’appareil représenté ^{dans la} figure ⁷

donne des résultats positifs, ^Z représente ^les pièces polaires d’un électro-aimant entre lesquelles ^ou place ^{le sel S, E (...,t une} chambre d’ionisation fermée par ^iiiie feuille d ctain F que devront traverser les rayons. J’ai indiqué ^auB points A, H, C, ^{n la} répar-

lilillll du champ qui donne lm meilleurs relull-

tats. L’effet obtenu par renversement du champ ^ne

dépasse pas 1) pour 100 ^ct il est dans le sens prévu.

Fig. ^7.

Les rayons du potassium ^{’sont donc} des rayons B.

La question ^se pose de savoir si ce rayonnement

n’est pas du ^{à une} petite quantité ^d’un corps fortc- ment radioactif. Dans cette dernière hypothèse, quelle

que soit 1°origine ^{du sel, cette} impureté ^{se trouverai}

exister dans les sels de potassium ^en quantité propor- tionnelle u la teneur du métal. D’autre part parmi

tous lcs corps radioactifs ^ne possédant pas de rayon- iiement u (Ur X, ^Ha B, ^Ac A, ^{Ac C, Th} A), ^aucun

n’a ^une vie moyenne supérieure ^{a un mois. Or}

l’activité de vieux éullantillols de sels de potassium

est identique ^à celle d’échantillons récemment pré- parés. ^{Il faudrait} donc admettre _que cette impureté

radioactive n’est identi(!ue ^{à aucun} produit ^connu.

La propriété radioactive semble bien ne pas pou- voir se séparer ^du potassium. ^{Pour établir ce fait,} j’ai entrepris ^au laboratoire de M. Lespieau ^{et avec le}

concours dévoué de M. G. Yavon une longue ^{série de}

fractionnements pour essayer de concentrer la pro-

priété radioactive dans une portion du fractionnement.

Les résultats ont été toujours négatifs ^{et les} portions

de tête t’t de queue dus fractionnement ont donné des rayonnements égaux ^{à 1} pour ¹⁰⁰ prés. ^{Nous aBons}

mis en 0153uvre les procédés de fractionnement suivants.

1° cristallisation fractionnée dll chlorure.

d" Précipitation répétée du chlorure en solution concentrée par l’acide chlorhydrique

3, Précipitations répétées de sulfate de baryum ^au sein d’une solution dt’ sulfate de potassium.

f" chauffage des sels à des températures variables.

A la suite et ces résultats sur les sels ^de potas- stuin, ^il

tait naturel d’entreprendre ^{l’étude corres-} pondante pour les sels de rubidium et d-- c.eiuni.

Les sels de rubidium donnent des résultats ana-

logues. ^{J’en ai} poursuiBi ^{l’étude sur deux échantil-}

lons d’alun ^{1 et} un échantillon de sulfate pur.

Comme précédemment. l’ionisation est facile a saturer. Lu courant débite par le sulfate, ^{en fonction} de l’épaisseur ^{du sel, est} indiqué par les nombres du tableau suivant :

Les courants, dans l’ensemble, ^sont environ dix fois moins pénétrants ^et beaucoup ^moim homogènes.

Les expériences ^sont beaucoup plus délicates par suite de la nécessité ou l’on est de faire des couches de sel extrêmement minces et couvrant bien.

Le courant mesure est plus ^{fort avec} le sulfate de rubidium qu’avec le sulfate de potassium. ^Le rayon-

nement total du sulfate de rubidium doit être environ deux f’ois plus fort que le rayonnement ^{tolal du} sulfate de potassium.

L’absorption par les feuilles d’etam donne les résul- tats suivants :

C’est-à-dire, ^comme précédemment, ^un rayonnement

environ dix fois moins pénétrant tlue celui du potas- sium.

De même que dans le cas du potassium le courant

est bipolaire, c’est-à-dire que quoique la vitesse des électrons soit probablement ^moindre, chaque ^électron

doit fournir an moins une cinquantaine ^d’ions.

Les sels de (.Lium ne donnent absolument rien de mesurable. Je me suis servi de 100 grammes de sul- fate de caesium pur ^et n’ai pu ^{mettre aucun effet en} évidence, dans aucun des deux ^sens du champ.

Quoique ^mttEk différence de propriétés ^entre te caesium

et le rubidium soit très surprenante, etant ^donné leur prociir parenté ^au pumt ^{de vue} chimique ^{elle ne} doit pas faire mettre en doute les résultats relatifs

au potassium et au rubidium.

Il est en effet difficile d i r! 1 ! 1 . l’ d, :.1 B , ï , ’B ! l’ 1 iÎ

plus ressemblants _que le radium >1>vii,ii ,>ii l

l,"", ,1 J’I!, ",,1 f.: i,, ,

Il!

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>1 ,ln l, d ." r LtÍ’ 1: .t

1 .i i i t i Il t’

point ^{de vue} chimique, ^et cependant j’ai pu m’assurer que le baryum n’émet pas de rayonnement ^excédant

2 pour ^{J 00} de celui du potassium, ^{autrement dit le} barvum posséderait ^au plus 1 50 de la radioactivité du

potassium.

Le sodium et le lithium ne donnent rien de net.

Le thallium. qui par ^ses propriétés chimiques ^se rapproche des métaux alcalins, m’a ^donné également des résultats négatifs. J’ai étudié par la ^même méthode les sels d’un certain nombre d’éléments communs, ^au

point ^{de vue de leur} radioactivité. Bucun ne donne de rayonnement comparable ^{à celui du} potassium ^et

du rubidium.

Devons-nous attribuer les phénomènes précédents

à une propriété radioactive analogue ^{à celle du radium}

et n’en différant que par ^une intensité beaucoup

moindre ’?

L’étude des corps radioactifs ordinaires ^{nous a habi-} tués à l’idée _que la lourdeur du poids atomique, plutôt (me la structure de l’atome, intervient _pour déterminer le processus radioactif.

Dans la série du potassium, ^c’est plutôt ^l’inverse (lui ^a lieu, ^le caesium étant complètement ^inactif.

Peut-être le mécanisme de cette radioactivité est-il

tout ditlérent d’une désintégration atomique. ^{En tout}

cas, les rayonnements ^ne proviennent pas d’une trans-

formation de la radiatioii pénétrante ^{de Cookc. Cette}

dernière subit, en effet, dans l’intervalle d’une jour- née, des nuctuations de 10 a 20 pour 100. Je n’ai

jamais rien observé de semblable _pour le potassium,

et il ne me semble _pas qu’il y ait lien de chercher

une relation de cause à effet entre les deux phéno-

mènes. Peut-être pourrait-on ^{penser à une transfor-}

matioii constante par le sel de la radiation calorifique

du corps noir que constitue la boite, ii la température

de l’expérience. Or j’ai opéré ^{entre J4" et} 140°. Entre

ces limites la radiation calorifique ^eu équilibre, ^cal-

culée par la loi de Stefan, passe de 1 à ’2. Le rayon-

nement du potassium, ^{nous l’avons Nu, ne} change pas d’une façon appréciable.

La propriété ^{subsiste en} solution ; ^{le courant débite}

ne change pas quand ^{on fait tomber sur le sel la}

lumière du jour ^ou celle d’une lampe à incandescence.

Il ne s’agit ^donc pas d’un ^effet photo-électrique ^crée

par des ^traces de lumière qui entreraient accidentel- lement dans l’appareil. ^{Dans tous les cas le} phéno-

mène se comporte ^d’une façon remarquablement régulière.

Je ferai remarquer ^enfin qu’il a bien moins de

disproportion ^{entre le} rayonnement ^du potassium ^et

celui de t’uranium, (m’entre ^le rayonnement ^{de l’ura-}

nium et celui du radium. Autrement dit, ^comme énergie rayonnée, ^le potassium ^et le rubidium sont

mille fois plus près de l’uranium _que l’uranium du radium.

Je tiens en terminant, ^à exprimer ^{toute ma recon-}

naissance à M. Abraham, ^directeur du laboratoire de

Physique de l’Ecole Normale, _{pour les} ^conseils qu’il

m’a donnes et l’obligeance ^avec laquelle ^{il a mis à nia} disposition ^les ressources de son laboratoire.

[Reçu lu ’2 Février 1910.]

Recherches ^sur l’ionisation

dans les diélectriques ^{solides et} liquides

Par Tcheslas BIALOBJESKI [Collège ^de France. Laboratoire de physique].

PREMIERE PARTIE Introduction.

1. Les phénomènes d’ionisation dans les gaz ^Ullt été depuis quatorze ^ans l’objet de recherches nom-

breuses et variées. Si le sujet ^est loin d’être épuise,

nous saisissons déjà ^{dans ses} grandes lignes ^{le méea-}

nismr général dn passade de l’électricité à ^trlners la matière a J’étal _gazeux.

Mais. sous 1 action des radiations nouvelles. 1 a cun-

ductibilité des autres diélectriques, ^{solide: et} liquides.

s’aceroit aussi bien que celle des gaz. On a prèté

cependant jusqu’ici peu d’attention à ces diélectri-

ques. Il semblait que les de conductibi- Lilité dans CL’ux-ci fussent extraordinairement com-

plidués ^{et même} capricieux. ^Cette opinion, peut-être,

n’est _pas tout à fait *ustifiée, j’espère ^{au moins le}

montrer. D’autre part, ^{l’étude de} la conductibilité

acquise par les isolants solides et liquides permettra peut-être d’obtenir des indications sur le mécanisme de la conductibilité et sur la cause des différences _pro- fondes entre les conducteurs et les isolants.

La conductibilité des gaz d’après ^{la théorie généra-}

lement admise s’explique parla production ^{de centres}

électrisés, ^d’ions de signes contraires. En nous pla-

çant ^ait point ^{de vue} de la théorie des ions, nous par- lerons de l’ionisation dan, les diélectriques ^autres que les gaz, quoique le mécanisme de leur conductibilité suit encore très peu ^connu.

Je donnerai d’abord une revue rapide ^{des travaux}