Caractéristique des rayons α et γ du Radium

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Submitted on 1 Jan 1906

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Caractéristique des rayons α et γ du Radium

Otto Wigger

To cite this version:

Otto Wigger. Caractéristique des rayons α et γ du Radium. Radium (Paris), 1906, 3 (2), pp.36-38.

�10.1051/radium:019060030203601�. �jpa-00242166�

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association qui ^ne peut ^être l’0153uvre du hasard. Il faut

ajouter que la radioactivité des métaux communs étant eIlBiron 10-12 fois plus faible que celle du radium, leur durée de vie doit être J 0-12 fois plus grande, ^et

qu’on ^ne peut par suite espérer ^{constater réellement}

la transmutation spontanée ^{des métaux.}

(Traduit de l’allemande et résumé par L. BLOCH)

Caractéristique

et 03B3

Par OTTO WIGGER

Travail de l’Institut de Physique de 1 Université de Göttingen.

1. Étude des _rayons x.

Malgré ^{les récents travaux de} Rutherford, Bragg,

J.-J. Thomson ^et autres, ^{on ne} peut ^considérer

comme entièrement résolue la question ^{de la nature}

des rayons ^x. D’anciennes expériences de Des Coudres et de Becquerel, ^{il ressort d’une manière indirecte}

que les rayons ^u du radium et du polonium ^{sont cons-}

titués par des particules chargées animées d’une très

grande ^{vitesse : la} charge ^des particules ^{x est} posi- tive, ^{car elles sont déviees en sens} inverse des rayons

cathodiques ^{aussi bien dans un} champ électrique que dans un champ magnétique. ^{Mais cette déviation est}

extrêmement faible, comparée ^à celle des rayons ^ca-

thodiques, ^{et les} expériences qui ^{la mettent en évi-}

dence sont nécessairement délicates.

Aussi l’idée était-elle naturelle de mettre ^en évi- dence d’une iitaîiière directe la charge positive ^des

rayons 7.1 par exemplc ^{en les recevant dans un} cylindre

de Faraday. ^C’est l’expérience qui ^{a été} faite par la- therford, ^{mais avec un} résultat entièrement négatif.

ltutherforâ, attribuant ce résultat à l’effet antago- niste des rayons secondaires, ^{cherche à éliminer ceux-} ci _par déviation magnétique : il arriva effectivement de la sorte â déceler la charge positive ^des rayons ^x.

Depuis ^{J.-J. Thomson a} fait voir _que le polonium (sur lequel opérait Itutherford) émet d’une manière intense des _rayons cathodiques ^{lents, et} que ^l’effet de

ces derniers est de _masquer ou même d inverseur celui des particules ^x.

Indépendamment de J.-J. Thomson et de Ruther- ford, M. Wigger ^{a institué une série} d’expériences qui ^viennent confirmer de la manière la plus ^heu-

reuse l’existence de rayons 03B2 ^{très lents émis par les}

substances radioactives. Sur un autre point, ^{très im-} portant également, ^ces expériences ^{viennent contre-}

dire l’idée généralement ^{reçue de la} déwiabilité des rayons ^x par ^un champ magnétique ^{intense : il existe}

des rayons ^{oc llon} déviables, ^et _pour comprendre

l’intérêt de ^ce fait _nouveau, il suffit de le rapprocher

de l’hypothèse ^{bien connue de} Soddy, d’après laquelle

les rayons ^x seraient constitués par des particules pri-

n1itÍvement nëu"ll’es, n’acquérant ^leur charge positive

qu’au ^cours des chocs qu’elles subissent, lorsque l’énergie ^{mise en} jeu ^{au moment du choc est} capable d’expulser ^{un électron} négatif ^du corpuscule ^03B1.

Les rayuns x étudiés par ^M. Wigger ^{sont ceux}

que fournissent le radiotellure (pulunium) ^{et le radio-} plomb (radium D), précipités ^{l’un sur un} petit cylindre ^{de cuivre, l’autre sur une lame} d*argent. ^Les

deux échantillons se sont toujours comportes ^d’une

manière semblable ^et les courbes obtenues avec l’un étaient très sensiblement identiques ^{à celle} qu’on

obtenait avec l’autre.

Il ^a été possible tout d’abord, ^{en étudiant} l’absorp-

tion des rayons x dans l’air, de mettre en évidence leur caractère matériel. S’ils ^se comportaient ^{en effet,}

comme une simple perturbation ^{de l’éther, leur} absorption ^{devrait être} indépendante ^de l’épaisseur

traversée, c’est-à-dire _{que leur} coefficient d’absorption

devrait être constant, ^cumme celui d’une onde lumi-

neuse monochromatique. ^Bien plus, ^{au cas où la} per- turbation serait hétérogène, c’est-à-dire résulterait de la superposition d’ondes de dill’érentes vitesse, ^le coelficient d’absorption devrait diminuer avec l’upais-

seur, les ondes les plus pénétranles subsistant seules

au delà d’une certaine distance. Au lieu de cela, ^si les rayons 03B1 ^sont constitués _par des particules matérielles, ils doivent, ^{même s’ils sont}

homogènes (d’égale vitesse) ^au début, devenir hétérogènes par l’effet des chocs ; les visses allant en diminuant sans cesse,

le coefficient d’absorption ^doit

croître avec l’épaisseur.

(Test ce dernier point qui ^a à l’électroscope

été vérifié au moyen ^du dispo-

à

lélectroscope

sitif de la figure ^{1 . Le} pla- ^{Fig. 1.}

teau T relié a l’électroscope

chargé ^{et la toile} métallique ^{N reliée au sol forment}

les deux armatures d’un condensateur entre lesquelles

on ionise l’air au moyen des rayons 03B1 de la ^substance radioactive placée ^{à une} hauteur h variable au-dessus de la toile. Le courant de saturation ^se détermine par la chute des feuilles d’or de l’électroscope.

1. Jahrb d. Radioak. ^u. Elehtr., t. II, ^1905.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/radium:019060030203601

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Si l’on pose : ^{i = i e-} kh

K est le coefficient d’absorption ^vrai correspondant ^à

la distance lr. Los lectures fournissent la valeur de

en désignant par K’ ^un coefficient d’absorption appa- rent. Les figures ^{2a et 2b, dont la} première ^{est rela-}

tive au radiotellure, ^{la seconde au} radioplomb, repré-

sentent d’une part la variation de i ^en fonction de h

(courbe I), ^d’autre part la variation en fonction de h du coefficient d’absorption apparent (courbe 11). ^On

voit que ^ce coefficient augmente ^tnés rapidement

avec la (li.3tance, ^mais sans aucune proportionnalité

avec elle. On s’est d’ailleurs assure par des expé-

Fig.2a. Fig. 2b.

riences spéciales qu’il ’,n’intervenait ^{dnas ces obser-}

vations aucun effet perturbateur ^{dà à} la diffusion.

Le caractère corpusculaire ^des rayons ^{x étant} démontré par ^les expériences qui précédente ^{il était} important de chercher à déceler leur charge électrique.

A cet effet on a cru nécessaire d’opérer dans le vide absolu. L’appareil ^{dont on} s’est servi est celui de la

Fig. 3.

figure ^{5. Il se} compose d’un condensateur cylindrique

dont l’armature interne fi, formée de la baguette ^à radiotellure, ^est chargée ^{et reliée à} l’électroscope, ^l’ar-

mature extérieure étant formée d’un tube de laiton relié au sol. On pouvait aussi intervertir les connexions.

Tout le système ^{est isolé à l’ambre et} mastiqué ^dans

un cylindre ^{de verre tenant lc vije.}

Il ressort nettement des observations que, soit

qu’on ^{relie à} l’électroscope ^le cylindre ^{intérieur ou le}

le tube extérieur, c’est toujours l’armature positive rhll ^se décharge plus rapidement que l’arlllature néga-

tive. La différence peut dépasser ^{celle du} simple ^au

douhle. Elle n’existe _pas lorsqu’on sépai e ^{l’électro-}

scope de l’appareil ^et qu’on ^{étudie sa} déperdition spontanée.

Il faut conclure delà qu’outre les rayons x (supposcs chargés d’électricité positive) ^le radiotellure et le

radioplomb ^éntettent égalenieiii rles rayons catho-

diques, ^en quantité suffisante pour que leur charge dépasse sensiblement celle des rayons B1.. A la pression

ordinaire ces rayons ^sont immédiatement absorbés.

Ils sont identiques ^{aux nouveaux} rayons a signalés

par J. J. Thomson dans le ^cas du polonium.

Les mêmes résultats ont été observés a très faible

voltage. Il suffit de remplacer l’électroscope par ^un électromètre sensible.

Il est d’ailleurs facile de vérifier le caractère très déviable des nouveaux rayons 03B2 ^{en les} soumettant à

un champ magnétique. ^{On constate} alors que les vi- tesses de déperdition de l’électricité positive ^{et de}

l’électricité négative ^{tendent à devenir} égales, ^une grande partie des rayons cathodiques ^étant re,jetés ^en

arrière par l’aimant. Les champs employés n’ont pas été assez intenses pour rendre le rapport ^{des vitesse} de déperdition inférieur à l’unité.

Pour essayer ^{de mettre en} évidence la charge posi-

tive des _rayons x employés, ^{on a fait} appel ^{à une mé-}

thode photographique. ^La plaque ^{P a été} placée ^dans

un récipient conique (où

l’on a fait le vide) (fig. 4)

à une petite ^distance (2 ^centim. 6) de la fente S ^au fond de laquelle ^se

trouve le radiotellure. Un

champ magnétique ^de

7000 unités environ est

appliqué ^{sur tout- le} trajet

des rayons. ^{On faisait} deux poses successives

Fig. ^4.

d’une heure et demie chacune ^en inversant durant la seconde le sens du champ. ^{De cette façon on} espérait

obtenir ^sur la plaque photographique ^une image élargie ^{de la fente, la} largeur ^de l’image représentant

le double de la déviation magnétique des rayons.

Cette prévision ^ne s’est pas trouvée confirmée. En mesurant la largeur ^des images ^{a la} machine a divi- ser, ^on n’a jamais ^trouvé, par rapport ^à l’image ^non déviée, d’élargissement supérieur ^à 0,010 centimètre,

c’est-à-dire a l’ordre de grandeur ^{des erreurs} expéri-

nientales. Si l’on admet pour les rayons du radio-

plomb ^et du radiotellure les valeurs de v et de e qui

ont été trouvées pour les rayons ^oc du radium

( v ⁼ 1,65.109, e/m=6,4.103), _m ^6,4. 103), ^{le le calcul calcul montremontre}

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que dans le dispositif employé ^la largeur ^de l’image

deviée aurait du être de 1,951 millimètres, c’est-à-dire

parfaitement ^{visible à l’oeil nu. Au lieu de cela il a}

été impossible ^{de déceler une} déviation, si faible soit- elle.

La conséquence ^{de ce} qui précède ^est que les rayons ^a très absorbables du radioplomb ^{et du radio-}

tellure ne peuvent ^être identiques ^au rayons ^{03B1 du} radium.

II. Absorption ^des rayons du ^radium.

La question ^de l’absorption des rayons y du radium est fondamentale _pour permettre ^de décider si ces

rayons ^se rapprochent, ^{comme on le croit} d’ordinaire, des rayons Rüntgen, ^{ou si, comme on le} soutient encore

Fjg. ^5.

parfois, ^{ils ne sont autre chose} que des rayons cathodidues ^{dont la vi-}

tesse serait extrcmement voisine de celle la lumière. Dans ce dernier _cas, des considérations analogues ^{à celles} qui ^{ont été} exposées plus ^{haut laisse-}

raient prévoir ^un coefficient d’absorp-

tion augmentant ^avec l’épaisseur

traversée. Au contraire le coefficient

d’absorption ^{doit être constant, et} proportionnel ^{à la densité, si les}

rayons ^{’Y sont} du même genre que les rayons Röntgen ^les plus pénétrants

émis par ^un tube très dur.

Le dispositif employé ^{est celui de la} fig. ^{5. Le radium est} placé ^{en R, au-}

dessus d’un condensateur cylindrique

fermé supérieurement par ^une lame de plomb de 3 millimètres environ.

Le condensateur est clos, ^{et la} tige

centrale reliée à l’électroscope. ^Les substances dont

on étudie l’absorption ^sont placées ^{sur la lame de} plomb. ^{Celle-ci est assez} épaisse pour ^ne laisser péné-

trer à l’intérieur du cylindre que les rayons y.

Les courbes de la figure 6 représentent la variation de l’ionisation (courbe I) ^et du coefficient d’absorption apparent (courbe II) ^en fonction de l’épaisseur ^de plomb ^traversée par les rayons y du radium. On voit

qu’il suffit d’une épaisseur ^de plomb ^{de 1 centim. 6}

environ pour rendre le faisceau des rayons y parfai-

tenient homogène. Le coefficient d’absorption ^devient

alors rigoureusement ^{constant, en d’autres termes les}

rayons y les plus pénétrants ^se comportent, ^{non comme} des _rayons cathodiques, ^{mais comme} des rayons

Rontgen

Le dispositif précédent permet d’éliminer les effets du rayonnement secondaire. On sait que ^les rayons

Rôntgen ^(et les rayons y), lorsqu’ils rencontrent un

obstacle quelconque, donnent lieu à une émission

secondaire qui peut être très intense. Dans le cas pré-

sent l’émission secondaire aura son siège ^{à la face}

inférieure de la lame de plomh qui ^{ferme le} cylindrc.

Mais comme cette lame reste invariable, ^et qu’on ^su

Fig.6.

contente de placer au-dessus d’elle les substances absorbantes, ^l’effet secondaire variera peu, ^{et on} pourra l’éliminer par différencc. ^{Au lieu} de cela, ^si

on enlevait cette lame et si on la remplaçait chaque

fois par ^une lame de la substance étudiée, ^{ce chan-} gement pourrait donner lieu à une modification con-

sidérable du rayonnement secondaire, ^et par suite des courbes obtenues.

C’est ce qui ^ressort

clairement de la

figure 7, où, ^au

lieu de la courbe normale III, ^{on ob-}

tient la courbe II

en remplaçant ^le plomb par l’alumi-

nium. La courbe 1 Fig. 7.

est celle qu’on

troue en laissant la lame de plomb de 5 millimètre

et en se contentant de la surmonter par des épaisseurs

d’aluminium.

Enfin M. Wigger ^{a déterminé} la variation du coeffi- cient d’absorption ^{avec le} poids spécifique, toujours

avec des rayons X ^rendus parfaitement homogène après ^{traversée de la lame de} plomb ^{de 5} millimètres

et ^en éliminant par l’interposition ^{de cette} lame l’action secondaire des différents métaux. Il a troué que dans

ces conditions, conformément aux résultats de Ruther- ford et Ilc Clelland, ^le coef ficient d’absorption ^est

exactement proportionnel à la densité. Ce résultat

plaide, ^{lui aussi,} pour l’identité ^des rayons y les plus pénétrants ^et des rayons Rôntgen ^{issus d’un tube dur.}

(T1’adllit de l’alle1nand et 1’ésll1né par L. BLOCH) ^1.

1 . Jahrb. d. nadioak. ii. Elektronik, ^{t. il.}