Sur une méthode de compensation pour la comparaison de quantités de radium et sur quelques applications de cette méthode

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Submitted on 1 Jan 1912

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de quantités de radium et sur quelques applications de cette méthode

E. Rutherford, G. Chadwick

To cite this version:

E. Rutherford, G. Chadwick. Sur une méthode de compensation pour la comparaison de quantités de radium et sur quelques applications de cette méthode. Radium (Paris), 1912, 9 (5), pp.195-200.

�10.1051/radium:0191200905019501�. �jpa-00242548�

différant que par l’addition d’une toile de laiton des- tinée à préciser ^l’état électrique à l’intérieur du tube.

J’ai pris l’alliage liquide ^{Na K,} parce qu’cn ^{raison de}

sa fluidité on peut espérer ^{avoir une} surface mieux definie : si la surface contient des impuretés, ^on peut espérer faire varier leur effet par agitation. ^L’in-

térieur de la cellule contient beaucoup d’organes métalliques, ^{et l’on} peut difficilement le nettoyer ^de

son humidité et de ses gaz occlus aussi _{bien que} dans les cellules précédentes; ^{de fait,} la surface obtenue était moins nette. De plus, la nécessité d’employer ^de

la lumière pour faire les lectures paraît ^{un inconvé-}

nient ^assez _{grave :} cependant ^on peut ^{se rendre} compte, ^{en mesurant} 1"eflet de la lumière _rouge pen- dant quelque temps, que le fait de l’allumer quelques

secondes pour les mesures ne doit pas donner ^une correction appréciable. ^{Sur un des côtés de} l’appa-

reil était soudé ^un osmo-rébulatcur ^Villard permettant d’introduire de l’hydrogène. ^La décharge, lorsque l’électroscope ^est chargé positivement, ^{est faible et}

n’atteint qu’une fraction de division en 5 heures. Au contraire, quand ^la charge ^est positive, ^on peut ^noter

un abaissement de la feuille de trois divisions en

2 heures. Cette chnte s’est montrée assez constante

pendant ² jours, puis ^{clle a diminué} lentement. Au bout de 4 jours, ^{elle n’était} plus ^que de moitié. L’in- troduction d’hydrogène, ^{comme dans} l’expérience ^de

J.-J. Thomson, la régénère partiellement ^{et double}

environ la valeur dn courant. Ce dernier n’est plus appréciable ^en présence ^du champ magnétique ^d’un

aimant.

De ce qui précède il résulte que l’effet existe, ^mais

qu’il ^{est fort} petit, à l’extrême sensibilité de ce qu’on peut espérer percevoir.

On peut ^{se demauder comment} l’hydrogène peut a;ir pour modifier la valeur du courant; il intervint

peut-être ^en réagissant ^sur la surface. Dans ce cas, il est difficile d’affirmer que l’effet lui-même n’est pas dû à de petites ^traces d’hydrogène existant dans l’ap- pareil ^{au moment de sa} fermeture, ^{et dont il est} difficile de le purger ^en raison même de sa construc- tion. Le fait que le courant diminue avec le temps (Muller ^a également ^{noté une telle} diminution), pro- bablement sous l’influence d’une altération croissante de la surface, indiquerait qu’il s’agit d’un effet su-

perficiel, ^sans pénétration. ^Ceci complique beaucoup

la question ; ^{les effets} de surface ont toujours ^dérouté

les physiciens ^{et nous attendons} depuis plus ^d’un

demi-siècle pour savoir si l’effet Volta, qui ^{est un}

cffét de surface, doit être représenté par 1 ^ou par 1/100.

Ceci est peu encourageant pour assigner ^au phéno-

mène qui ^nous occupe ^un ordre de grandeur; ^les

mesures qui pourront ^{en être faites} dépendront ^de

l’état de la surface, ^{et l’on} peut s’attendre, par suite de cette circonstance, ^{a des} estimations assez variables.

Néanmoins, ^{étant donné} que j’ai opéré ^{sur un nombre}

de cellules assez grand (trois pour le potassium, ^deux

pour le rubidium, deux pour l’alliage NaK), ^{et en}

raison de la netteté apparente ^{de ces} surfaces, ^on peut ^admettre que, ^{tout en} considérant comme bien établie l’existence du phénomène ^{de J.-J. Thomson,}

les évaluations qui ^{ont été données} précédemment ^sur

son intensité sont d’un ordre de grandeur trop ^é!eBé.

Nous reviendrons sur l’interprétation ^{de ces résultats}

en les comparant ^{avec ceux} que ^nous fournira l’émis- sion des sels.

[15 ^mai 19i2].

Sur une méthode de compensation

pour ^la comparaison ^de quantités ^{de radium}

et sur quelques applications ^{de cette méthode}

Par E. RUTHERFORD et G. CHADWICK [Université de Manchester.

Laboratoire de Physique.]

Dans beaucoup ^{de mesures} radioactives il est main- tenant d’une grande importance ^de déterminer avec

précision ^les quantités ^{de radium ou} d’émanation du radium employées ^dans diverses recherches. Le Comité International désigné par ^le Congrès ^de Radiologie ^de Bruxelles, ^en ’1910, ^a actuellement préparé ^{un Etalon}

International du Radium, qui ^{contient un} poids ^connu

de sel de radium pur. Toutes les quantités ^{de radium}

seront ultérieurement exprimées ^en fonction de cet

Étalon International. Il est par conséquent ^très impor-

tant d’avoir des méthodes dignes de confiance pour comparer des quantités de radium avec précision ^en

fonction de l’étalon primaire. ^La méthode la plus

convenable dans ce but consiste à comparer les acti- vités des rayonnements y des deux échantillons. Si le radium est enferme dans un tube scellé, l’activité _y atteint pratiquement ^{un maximum au} bout de deux mois et l’intensité des _{rayons y} pénétrants qui ^sont

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/radium:0191200905019501

émis sert de mesure définie de la quantité ^{de radium} présent. ^La plus grande partie ^des rayons y ^est émise

non par le radium lui-même, ^mais par le radium C,

et de récentes recherches de Moseley ^{et Makower 1 ont}

montré que dans des conditions ordinaires environ

11,5 pour 100 de l’activité y totale du radium doit être attribuée ^au radium B. Les rayons y de ^ce der- nier produit ^{sont en} moyenne beaucoup ^moins péné-

trants que ^ceux du radium C, ^{et sont} complètement

absorbés par ^un écran de plomb ^{de 2 cm} d’épaisseur.

Quand ^{on fait une} comparaison, ^{il est} essentiel de connaître si le composé de radium contient seulement du radium et ses produits ^de désintégration ^et pas du tout de mésothorium ou de radiothorium. L’une et l’autre de ces dernières substances émettent des rayons y ayant ^a peu près ^{le même} pouvoir pénétrant

que ^ceux du radium, et, ^à moins d’un examen spécial,

il est difficile de dire s’il n’y ^a pas de produits ^{du tho-}

rium. Puisque ^le mésothorium et le radium sont tou-

jours séparés ^{ensemble et ont} des liaisons chimiques

étroites, ^{il est} impossible d’isoler des composés ^de

radium pur de ^{minéraux contenant à} la fois de l’ura- nium et du thorium. Heureusement les dépôts ^d’ura-

ninite de Joacliiiiistahl ne contiennent qu’une ^trace

de thorium, ^{de sorte} que le radium séparé ^{de ce}

minéral peut ^{être obtenu} pratiquement exempt ^de thorium.

L’activité _y de préparations ^{de radium a été habi-}

tuellement comparée par des méthodes électrosco-

piques. L’électroscope ^est constitué par ^une feuille de

plomb d’environ 5 mm d’épaisseur, ^{ou bien il est} complètement ^{entouré d’une} enveloppe ^de plomb ^de

cette même épaisseur. ^{Dans ces} conditions, les rayons ri primaires ^sont complètement ^arrêtés par le plomb ^et

l’ionisation à l’intérieur de l’électroscope ^{est due aux}

rayons y plus pénétrants ^{et à la radiation} B ^à laquelle

ils donnent naissance. La vitesse de chute de la feuille d’or de l’électroscope ^{entre deux} points déterminés de l’échelle du microscope d’observation est considérée

comme proportionnelle ^à l’intensité de la radiation _y.

Avec un électroscope bien construit il est possible ^de

comparer ^des quantités approximativement égales ^de

radium avec une erreur probable ^ne dépassant pas i/2 ^ou 1/5 pour 100. Si, pourtant, ^les quantités ^de

radiurn sont en quantités ^très différentes

par

exemple, ^{dans le} rapport de 10 à 1

les courants d’ionisation dans l’électroscope pour ^une distance déterminée du ^{radium à} l’électroscope ^{diffèrent dans}

ce rapport ^{et la} comparaison ^ne peut ^{être faite avec la}

même précision que dans le ^cas de quantités à peu près égales. ^La précision de la méthode dépend ^évidemment

de la certitude d’avoir la saturation complète ^{du cou-}

rant d’ionisation dans l’électroscope pour les deux cas, ^et à moins qu’une expérience spéciale soit faite pour déterminer la variation du ^{courant avec} la diffé-

1. MOSELEY et MAKOWER, Phil. Mag., janvier ^1912.

rence de potentiel dans les conditions où l’on opéré,

il est difficile d’être sur que la saturation ^{a été} atteinte. Une méthode quelconque ^de comparaison ^de

l’intensité des rayons aj de deux préparations ^{par la}

mesure directe de l’ionisation qu’ils produisent ^est

soumise aux mêmes restrictions.

Dans le but d’éviter cette difficulté, ^les auteurs ont

décrit une méthode de compensation pour comparer d’une façon précise ^des quantités ^{de radium} par leurs effets du rayonnement ^{y. Le} principe général ^{de la}

mét,hode est clairement illustré par la figure ^{i .}

Les rayons y provenant ^{de la} préparation ^{de radium} placée ^{en R} pénètrent dans la chambre d’ionisation A.

Fig. ^1.

Le courant de saturation dans A est compensé par ^un courant d’ionisation égal ^{mais de sens} opposé, ^{dû à}

une préparation ^étalon d’oxyde ^d’uranium placée ^dans

la boite B. L’exactitude de la compensation ^{est assu-}

rée par ^un électromètre Dolezaleh. Pratiquement, ^le

courant d’ionisation dans B est maintenu constant et la préparation ^{étalon de radium est} déplacée jusqu’à

ce qu’on ^{ait obtenu la} compensation. ^{On enlève alors}

l’étalon et on recommence la compensation ^{avec une}

seconde préparation. Puisque l’intensité des rayons y d’une source ponctuelle ^{de radium décroit} à peu près

en raison inverse du carré de la distance, l’activité y

relative peut ^être déduite des distances du radium à la chambre A dans les deux cas.

La disposition de la chambre d’ionisation est repré-

sentée _par la fi,. ^{2. Cette} chambre consiste en un

Fig 2.

cylindre ^de plomb de 2 centimètres d’épaisseur,

10 centimètres de long ^et 15 centimètres de diamètre

intérieur. L’une des extrémités du cylindre ^est

t’erniée par ^une feuille de plomb de 2 centimètres

d’épaisseur, ^l’autre, par où les rayons ·; pénètrent, ^est

une feuille de plomb ^{dont on} peut faire varier l’épais-

seur entre 1 millimètre et 2 centimètres. I,e plateau

habituellement employée ^a 1 centimètre d’épaisseur.

L’électrode intérieure est constituée par ^un plateau

circulaire en aluminium de 1 millimètre d’épaisseur

et 12 centimètres de diamètre. Elle est isolée du

cylindre par ^un bouchon de soufre pourvu d’un

anneau de garde ^{suivant la} technique habituelle.

Le dispositif ^de la chambre à uranium B est repré-

senté sur la fig. ^{5. C’est un} cylindre ^{de laiton de}

4 centimètres de hauteur et de 4 centimètres de dia-

Fig. 3.

mètre. Sur le fond est placé ^un plateau métallique ^P

recouvert d’une pellicule ^uniforme d’oxyde ^d’ura-

nium préparée suivant la méthode de Mc Coy. ^Au-

dessus de ce plateau ^{on a} disposé ^un diaphragme ^à

iris du type ^{de ceux} qui ^sont employés ^{dans les mi-}

croscopes. On peut faire varier l’ouverture du dia-

phragnie ^au moyen d’un renvoi ^entre 0,5 centimètre

et 5 centimètres. De cette façon ^on peut ^{faire varier} l’ionisation dans B sur une éehelle étendue. La base de la chambre est vissée à un bloc d’ébonite fixé à un

plateau ^de plomb de 1 centimètre d’épaisseur. ^La

chambre est protégée ^{des rayons y} extérieurs par ^une

enveloppe cylindrique ^de plomb de 6 centimètres de hauteur et de 5 centimètres d’épaisseur. L’électrode intérieure E est un plateau circulaire en cuivre isolé par ^un boucllon de soufre muni d’un anneau de

garde. L’électrode de A (ng. 1) ^{est reliée à l’électuo-}

mètre par ^un fil passant ^suivant l’axe d’un tube de

plomb épais, ^{T, Nidé au} moyen d’une trompe ^{à eau à}

une pression d’environ 5 centimétres. De cette façon l’ionisation de l’air entourant le fil, ^{due à une source}

extérieur de rayons y, ^est rendue très faible. A était

chargé ^à

^{120 volts et B à -f- 200 volts.} L’aiguille

de l’électromètre était portée ^{a 200} volts par l’inter- médiaire d’un fil de suspension ^{en bronze} phosphoreux.

La préparation de radium était disposée ^{sur le}

chariot d’un banc photométrique, ^{de façon} svmé- trique par rapport ^à la face de la chambre d’ionisa-

tion, ^et pouvait ^être déplacée ^le long ^{de la} graduation

du banc jusqu’à ^ce qu’une conlpensation fût obtenue.

Soit _1’1 la distance du point ^de compensation ^à partir

de la surface frontale de l’air dans A, ^et r1+a ^la distance à partir ^de la surface du plateau ^arrière,

a étant la profondeur de la chambre d’ionisation.

L’intensité des rayons y provenant du radium à une

distance ^r de la source à l’intérieur de la chambre d’ionisation est proportionnelle à e-u1de-ur r2 ^{où u1 est}

le coefficient _moyen d’absorption ^des rayons y dans le

plateau ^de plomb d’épaisseur ^{d et} u l’absorption ^des

rayons ^y dans l’air. L’ionisation actuelle observée dans la chambre A provient ^très probablement ^surtout

des rayons B produits par les rayons ^{y sur les} faces de devant et d’arrière. Notre connaissance des _quan- tités et de la distrilution de ces rayons B secondaires

est actuellement trop insuffisante pour calculer ^avec certitude l’intensité de la radiation à chaque point ^de

la chambre d’ionisation. Si pourtant ^{la distance a}

est petite, ^en comparaison ^{avec r, on} peut penser que l’ionisation dans la chambre de profondeur cc ^sera

très approximativement proportionnelle ^à

1 r(r+a).

On verra plus tard que ^cette relation est confirmée par l’expérience. ^{En admettant cette formule, il est}

chose facile de comparer les activités y de deux quan- tités de radium ^en déterminant les distances _{r1, r2}

exigées par la compensation. Supposons que ^la prépa-

ration étalon contenant S milligrammes ^{de radium}

compense à ^une distance l"1 de la surface intérieure de la face de devant et que la préparation à essayer contenant R milligrammes produise ^la compensation

à une distance _r2. Puisque quand ^la compensation ^est obtenue, l’ionisation dans la chambre est égale pour les deux préparations, ^et que l’absorption par le

plomb ^{est la même dans les deux cas,}

ou

Pour une détermination précise, ^{il est} nécessaire de connaître l’absorption des rayons y par l’air. Ce tra- vail a été exécuté d’une façon ^aussi précise que pos- sible par l’un des auteurs et la description ^{de ces} expériences ^est jointe ^{à cette note.} Si les rayons y traversent 5 millimétres de plomb ^avant d’entrer dans la chambre d’ionisation, ^{la valeur} de u pour l’air, ^{à la} température ^{OIC et à la} pression ^{normale, est} égale

à u=0,0000624 cm-1 et u = 0.000059 cm-1 à la pression ^{normale et à 15° C.} Supposons, par exemple,

que la préparation Il compense à ^une distance de

1 mètre au delà de la préparation ^{étalon S, à une tem-}

pérature de 15° ^{C, on a e- u(r1 -r2) eO.0059 =1,0059.}

La correction relative à l’absorption ^{est ainsi de} 0,59 pour 100.

Puisque l’absorption ^est certainement correcte à moins de 5 pour 100, ^{l’erreur maximum introduite}

par la correctiou dans le cas considéré ne dépasse pas 5 pour 10.000.

Si l’étalon et les préparations ^de comparaison ^sont

contenues dans des tubes deverre d’inégale épaisseur,

il est de plus nécessaire de faire une correction pour

l’absorption des rayons y dans le verre et, dans quel-

ques ^cas pour la préparation radioactives elle-même.

Cette dernière correction est en général ^{faible et}

peut aisément être appliquée ^{si le} poids ^{et la nature}

du Orodnit ^{sont connus.}

Oa ^a trouvé que, quand les rayons y ont traversé 1 cm de plomb, ^le coefficient d’absorption des rayons y dans le verre ordinaire est égale ^{à 0.117 cm-i. La}

correction a appliquer our 110 mm d’épaisseur supplé-

mentaire de paroi ^est par conséquent ^de 0,12 _pour

100 et pour ^une épaisseur supplémentaire ^{de 1 mm}

= 1,2 pour 100. Dans les étalons oonvenablement construits contenus dans des tubes de verre à paroi mince, la correction est en général ^d’une fraction de 1 pour 100.

11 est de plus nécessaire _que l’ionisation dans la

petite ^{chambre B, due aux} rayons y du radium, ^soit d’un3 valeur négligeable vis-à-vis de l’ionisation due à l’uranium. Ceci peut ^être obtenu facilement en

faisant le volume de B petit par rapport ^{à celui de A.}

Le rapport des volumes de B à A était 1 à 55. En outre, les rayons y devaient traverser 5 ^cm de plomb

avant de pénétrer ^{dans la} chambre d’ionisation B.

L’effet relatif des rayons y ^sur l’ionisation de B est

naturellement d’autant plus grand que la quantité ^de

radium à comparer ^est plus grande. ^{Dans nos} expé- riences, la distance la plus grande ^du point ^{de com-} pensation ^à partir ^{de A} était d’environ 5 mètres et la distance entre A et B était de 4 mètres. En considé- rant ces divers facteurs on peut ^{aisément calculer} que l’ionisation maximum due aux rayons y dans B n’est pas supérieure ^à 1 3000 de l’ionisation due à l’uranium

et peut ^être par conséquent négligée.

Vérification de la loi des distances.

Nous

avons vu que l’ionisation dans la chambre A devait varier approximativement ^{comme le} rapport e-ur r(r+a),

où r et a ont les désignations déjà ^{définies. L’exacti-}

tude de cette relation a été vérifiée expérimentalement

de la manière suivante : quatre petits ^{tubes de verre}

ont été chacun remplis ^{d’environ 20} millicuries d’éma- nation. Après que l’équilibre radioactif avait été

atteint, ^la compensation ^était obtenue pour chacun des quatre ^tubes séparément, puis ^{tous ensemble. On}

corrigeait de la décroissance de l’émanation et par

conséquent de l’activité _y pendant 1 intervalle des

mesures. Comme la durée des cinq observations était d’environ une heure, ^la correction relative à la décroissance de l’émanation était faible et pouvait

être faite avec précision. ^{Si r1, r 2’ etc., sont les}

distances correspondant ^{à la} compensation pour les quatre ^tubes séparément, ^{et r cette mème} grandeur

pour l’ensemble des quatre tubes, les valeurs Er1 (ri ⁺ a) ^éJ.1’t pour ^les quatre ^{tubes doivent être} égales ^à r (r -i- a) e:"’, ^{si la loi de la} distance admise est correcte.

L’accord entre les mesures est représenté ^{dans le}

tableau suivant pour ^un certain nombre d’expériences séparées. ^Dans quelques ^cas l’ionisation dans B était

modifiée; dans d’autres ^on la maintenait constante, mais la distance de la compensation ^à partir ^{de A}

devenait plus petite par suite de la décroissance de l’émanation avec le temps.

A 45 cm de A la valeur correspondant ^à la seconde colonne était trouvée 0,4 pour 100 moindre que celle de la troisième. A cette distance, par ^consé- quent, ^{l’écart à} la formule devient appréciable. ^{A la}

condition que la compensation ^ne soit pas obtenue pour des distances inférieures à 60 ^cni, pour l’appa-

reil particulier employé, la formule est en accord

avec l’expérience ^{à 1} pour 400 près.

Une autre méthode simple de vérification de la loi de la distance est de comparer le rapport de l’activité _y de deux préparations ^{de radium} qui diffèrent dans ^un

grand rapport, 1 à 4 par exemple, pour différentes valeurs de l’ionisation dans B. Si la loi de la distance

est correcte, ^le rapport ^{des activités} y des deux prépa-

rations doit être le même, quelle que ^soit la distance de la compensation.

Avantages ^{de cette} mëthode. - La méthode de compensation pour ^la comparaison des activités y

a de nombreux avantages. ^En premier ^lieu, puisque

l’ionisation dans la chambre d’essai est constante

quand ^{on a} obtenu la compensation, ^il n’y ^a pas

d’erreur due à un manque possible de saturation. Il

nv ^a pas de correction à appliquer pour la fuite naturelle pourvu qu’elle ^ne subisse pas de changement pendant ^{la durée} de l’observation. Puisque ^les comparaisons ^{sont faites} lorsque ^{le radium est à une} grande distance de la chambre d’ionisation, ^{les dimen-} sions de la forme du tube contenant le radium ont peu

d’influence, ^{et la} correction pour la distribution est, dans la plupart ^{des cas,} négligeable.

-

En conséquence, 1 1activités _y de préparations ^de

radium contenues dans des récipients ^de grandeur ^et

de formes différentes peut ^être rapidement comparée.

Si on doit déterminer la quantité actuelle de radium dans le tube par rapport ^à l’étalon, ^{il faut faire une} correction pour l’absorption des rayons y ^dans les

parois ^du récipient ^{et dans} la matière radioactive elle-même.

La méthode est parfaite pour la comparaison ^de quantités ^de radium presque égales, ^telles que, par

exemple, ^celles qu’on emploie ^{dans la} comparaison

d’étalons secondaires avec l’étalon primaire. ^{Dans de}

telles conditions, ^la compensation ^{a lieu} pratiquement

pour les ^mêmes distances avec les deux préparations.

Des erreurs possibles ^{de la loi des distances ou dans}

la valeur de l’absorption des rayons y par l’air n’affectent pas d’une façon appréciable l’exactitude de la comparaison.

Si les deux étalons à comparer ^sont enfermés dans des tubes d’épaisseur égale ^et contiennent du radium à peu près ^{au même} degré ^de pureté, ^{il sera très} simple de déterminer la valeur relative des étalons ^à 1 pour /1000, ^{ou même avec une} approximation plus grande.

Nous avons vu que la loi des distances ne s’applique plus pour des distances inférieures ^{à 50 cm.} Si, pourtant, ^le dispositif ^{doit être utilisé} pour la déter- mination de petites quantités ^de radium, 1 10 ^{mgr, il}

sera nécessaire, soit de réduire l’ionisation dans B,

soit d’étalonner l’appareil pour ^des distances plus petites. ^Cet étalonnage peut ^{être fait en} observant la variation de la distance de compensation ^{pour un tube}

contenant de l’émanation lorsqu’elle ^{décroît en fonc-}

tion du temps. ^{En admettant} que la période ^{de désac-}

tivation de l’émanation est 5.85 jours, ^on peut ^obtenir

une courbe d’étalonnage parfaitement ^exacte.

Les recherches de J. A. Gray ^ont montré que les rayons y ^sont excités par le passage des rayons B ^au

travers de la matière. La source de rayons B ^{dans ses} expériences ^{était le radium D +} radium E. Les au- teurs ont trouvé, par la méthode de compensation,

que les rayons B ^{du radium, en tombant sur la} matière,

donnent aussi naissance à des rayons y, mais en quan- tité faible _par rapport ^aux rayons y primaires prove- nant de la matière active elle-même. Puisque l’épais-

seur des tubes de verre qui contiennent la préparation 1. GRAY, Proc. Roy. Soc., 85 (1911) 131.

de radium n’est pas ^en général suffisante pour ahfior- her tous les rayons B, ^les rayons B qui s’échappent produisent, sans ancun doute, quelques rayons y dans l’air environnant. Cette erreur possible ^{dans les}

mesures peut ^être corrigée ^{En entourant} le tube de radium d’une épaisseur suffisante d’une substance de faible densité, ^{comme le verre ou} l’aluminium, ^afin d’absorber tous les _rayons B. Gray ^a montré que l’excitation des rayons y ^est petite pour les substances

légères ^{et est} approximativement proportionnelle ^au poids atomique de la substance.

Détermination des quantités d’émanation.

-

La quantité d’émanation en équilibre ^{avec un}

gramme de radium est appelée ^{curie; celle} pour 1 milligramme, millicurie. Il est souvent nécessaire de déterminer par elle-même la quantité d’émanation enfermée dans un tube. On peut ^{le faire} simplement

en comparant l’activité _y du tuhe d’émanation avec

celle due à une quantité ^étalon de radium. Connais-

sant la période ^de désactivation de l’émanation, ^{on en} peut déduire la quantité d’émanation à un temps

quelconque.

Dans les comparaisons ^{de cette nature, il est néces-}

saire de faire une correction. Les rayons y ^ne pro- viennent pas ^de l’émanation elle-même, ^{mais de ses} produits ^de destruction, ^{radium B et radium C.} Cinq

ou six heures après l’introduction de l’émanation dans ^un tube, ^{un état} d’équilibre ^de transformation existe entre l’émanation et ses produits, ^{et l’activité}

y décroît alors suivant la mêmc loi que l’émanation.

Il est clair cependant, d’après des considérations

générales, que la quantité ^{de radium B ou de radium C} présente ^{à une} époque quelconque ^doit toujours ^être plus grande ^{que celle} qui correspond ^à l’équilibre

vrai avec l’émanation. On peut aisément déterminer les corrections théoriques. ^Soient h1, h2, h3, h4, ^les

constantes radioactives de l’émanation du radium A, B et C respectivement. ^Si Po ^atomes d’émanation sont

initialement présents, ^la quantité ^{S de radium C} après

un temps ^{t est} donnée par

expression ^dans laquelle

etc.

Puisque les valeurs de )B2 h3 )’4 pour le radium ^A. B et C sont grandes relativement à h1, après cinq ^{ou six}

heures les termes en e - 1 f, e-i3t, ^e-i4t deB-iennent de plus ^en plus petites etS=c1e-i1t.

1. BATEMAN. Proc. Cambridue. Phil. Soc, 15 1910j ^425.

A l’instant la quantité 80 ^{de radium C} qui ^serait

en équilibre ^{avec la} quantité ^P d’émanation, ^main-

tenue constante par l’apport ^{dû au radium, est donnée}

par S0=h1P0e-h1t

Par conséquent

quand ^les périodes ^de désactivation de 1°émanation du radium A, ^{B et C sont} prises respectis-ement égales

à 3,85 jours, 5 minutes, 26,8 minutcs, 19,5 ^minutes.

Ceci montre que la quantité ^{de radium C est tou-} jours ^0,89 pour 100 plus grande que éelle qui ^corres- pond ^à l’équilibre permanent ^{avec une} quantité égale

d’émanation.

Après ^{que le} rayonnement y ^a traversé 2 cm. de

plomb, les rayons y appartiennent ^{en totalité au ra-}

dium C. Si les rayons y du tube d’émanation ^sont

comparés ^{avec le} ra3onnement y d’un étalon de ra-

dium qui ^{a traversé 2 cm de} plomb, ^la quantité ^d’éma-

nation dans le tube est 0,89 _pour 100 moindre _que celle déduite d’une comparaison ^{directe avec l’en’et}

du rayonnement ^y de l’étalon du radium.

Si les rayons y traversent 5 ^mm de plomb, Moseley

et Makower ^ont montré qu’environ ^11,5 pour 100 du

rayonnement y proviennent du radium B et 88,5 pour 100 ^du radium C. La correction, ^{dans ce} cas, est en quelque ^sorte plus ^{faible, mais on} peut ^facile-

ment montrer qu’elle ^{est de 0,85} pour 100.

La quantité ^{de radium C} présente ^{dans un} récipient après qu’on y ^a enlevé l’émanation est souvent déter- minée par comparaison de l’effet de son rayonnement

y après ^un intervalle défini ^avec celui dû à un étalon de radium. Il faut faire dans ce cas une correction relativement aux rayons y émis par le radium B, ^à moins _que ces rayons y du radium B iie soient _sup-

primés par l’emploi ^{d’un écran de} plomb ^{de 2 cm.}

d’épaisseur. ^{Des nombres montrant la} décroissance

avec le temps ^du rayonnement ^{y du} dépôt ^{actif de}

radium ont été donnés dans un cas important par

Moseley ^{et Makower (loc.} cit.).

Expériences ^{avec la} méthode de compensa- tion.

La décroissance de l’activité _y d’une grande quantité d’émanation a été suivie pendant plusieurs

semaines par la méthode de compensation. ^{On a}

trouvé que la décroissance était exponentielle ^avec

une période de désactivatïon de 3,854 jours. ^{Ce résul-}

tat est en excellent accord avec ceux de Mme Curie

et Rutherford, qui ^{ont trouvé} respectivement ^les

valeurs 5,846 ^et 5,85 jours.

On a fait aussi quelques expériences dans le but de déterminer expérimentalement ^le temps ^nécessaire pour que l’activité ^y d’un tube rcmpli d’émanation ait atteint son maximum,. On notait le temps ^{exact au}

moment où l’émanation était introduite dans un petit

tube de verre, fermé ensuite. L’activité _y était mesu-

rée exactement à intervalles de 2 heures, puis ^de

6 heures.

L’activité augmentait rapidement ^{d’abord et était à}

moins de 1,5 pour 100 du maximum après ^trois

heures. Quatre déterminations séparées ^{ont été faites}

et le maximum, ^{à travers un écran de} plomb ^de

5mm. d’épaisseur, ^a été trouvé se produire ^{à 255,}

254, ^{256 et 257 minutes} respectivement après ^le remplissage ^{du tube. Dans ce cas, environ 11,5}

pour 100 des rayons y étaient apportés par le radium B. En tenant compte ^{de ce} fuit, ^{on a} calculé que le maximum se produisait ^{à 255} minutes, ^{résultat en} bon accord avec la valeur moyenne expérimentale.

Utilisant cette méthode de compensation, ^des expé-

riences ont été faites pour savoir si l’émission de rayons y était affectée ^en plaçant ^{un tube contenant}

de l’émanation entre les pièces polaires ^d’un puissant

éleetro-ainlant. Aucun ell’et mesurable n’a été observé.

[Traduit ^de l’anglais par G. Dannc.]

[Manuscrit reçu le 15 mai 1912.]

Absorption des rayons ^03B3 par les gaz ^et les substances légères

Par G. CHADWICK

[Université de Manchester.

Laboratoire de Physique.]

A l’heure actuelle, ^{tout ce} qu’on ^{sait sur} l’absorp-

tion des rayons y par les _gaz est connu d’une façon indirecte, puisque ^les coefficients d’absorption ^sont

obtentis soit en admettant la loi de densité, ^{soit en} partant ^des coefficients d’absorption des gaz observés pour les rayons B. Les valeurs obtenues de cette manière sont assez vagues ^et varient entre elles d’en-

viron 50 pour 100. Par exemple, ^les expériences ^des

Russell et Soddy indiquent ^un coefficient d’absorp-

tion pour l’air d’environ 0,000056 cm-i, tandis que Eve 1, d’après l’aLsorption ^des rayons B ^{dans l’air,}

obtient la valeur 0,000032 ^cm-i.

Comme la connaissance parfaitement précise ^du

1. EVE, Phil. ?tlag., ^{Juillet 1911.}