Recherches sur la teneur en émanation du radium contenu dans divers sols et sur la radioactivité du gaz des marais et de certaines eaux

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Submitted on 1 Jan 1912

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Recherches sur la teneur en émanation du radium contenu dans divers sols et sur la radioactivité du gaz

des marais et de certaines eaux

J. Satterly

To cite this version:

J. Satterly. Recherches sur la teneur en émanation du radium contenu dans divers sols et sur la radioac-

tivité du gaz des marais et de certaines eaux. Radium (Paris), 1912, 9 (3), pp.101-103. �10.1051/ra-

dium:0191200903010101�. �jpa-00242526�

101

Les recherches ultérieures montreront si cette re-

marque ^{constitue un fait} général,.

10. Conclusions.

1° Pendant les mois de mai à décembre 1911 la pluie chargée d’électricité posi-

tive a été ^observée plus ^{souvent et en} plus grande quantité que la pliie chargée d’électricité négative.

2° Le rapport du nombre d’intervalles de 15 ^sec.

pendant lesquels ^la pluie ^{a été} positive ^{au nombre}

d’intervalles de temps ^{de 15,} pendant lesquels ^{elle a}

été négative ^est égal ^{à 2,86.}

5° Le rapport ^{de la} quantité ^de pluie chargée posi-

tivement à la quantité ^de pluie chargée négativement

est égal ^à 3,58.

40 Le rapport ^{de la} charge électrique positive ^totale apportée ^au sol par ^{cm2 à la} charge négative ^totale

par ^{cm2 est} égal ^{à 1,56 avec un excès} positif ^de

2,01, u.e.s par ^{em2 ou} 67.1011 coulombs.

5° Les forts courants électriques par ^cm2 pendant

des pluies ^{intenses sont} plus fréquemment positifs.

6° Les fortes charges par cme de précipitation pen- dant des pluies de faible intensité sont plus ^souvent négatives. ^La plus ^forte charge ^{observée a été :}

43,6 U .E. S, ^au bord d’un orage pendant ^une pluie ^dont

l’intensité ne dépassait pas 0mm,003 par minute.

’1° La charge électrique négative ^{de la} pluie par

cm3 est en moyenne plus grande que la charge posi-

tive (pour ^les pluies ^{d’une intensité} comprise ^entre

Oll1m,OOl ^et Omm,500).

8° Si on partage ^les pluies ^{en 5} catégories : pluies

non orageuses, orageuses ^et pluies ^de grain, ^{la fré-}

quence relative des pluies positives ^{est la} plus grande

pour les premières ^{avec une valeur de 5,54 et la} plus petite pour les dernières ^{avec une} valeur de 1,10. ^La

même remarque s’applique ^aux quantités respectives

de pluie, ^ainsi qu’aux charges électriques ^totales.

9° Le courant électrique moyen positif ^ou négatif correspondant ^aux pluics d’orage ^{ou de} grain ^{a une}

valeur comprise ^entre

3 et 5. 10-14 amp..

cm,

100 Les décharges atmosphériques (éclairs) ^sont accompagnées ^souvent d’une diminution momentanée de la charge ^{de la} pluie ^{ou même d’un} changement ^de signe ^{passager. Un} changement ^de signe plus durah’.c , accompagne ^aussi parfois les chutes de foudre.

Les observations qui précèdent ^{ont été faites sous} l’inspiration ^{de M.} A.-B. Chauveau du Bureau Central

Météorologique de France. Nous sommes heureux de lui adresser _pour ses encouragements ^{et ses conseils}

nos meilleurs remerciements.

[llanuscrit reçu le 7 mars 1911].

Recherches sur la teneur en émanation

du radium contenu dans divers sols

et sur la radioactivité du gaz des ^{marais et} de certaines eaux

Par J. ^SATTERLY

[Université ^de Cambridge.

Laboratoire de J. J. THOMSON.]

Des expériences préliminaires ^ont été effectuées avec

l’air provenant ^{du sol du} jardin ^du Laboratoire, ^le

tube étant excavé à une profondeur ^{de 1 ni, 20;}

l’étude, après quelques modifications du dispositif expérimental, ^se poursuivit pendant plus ^{d’un mois.}

Il fut décidé d’entreprendre ^deux nouvelles séries

d’expériences : ^{dans l’une, on} étudierait l’air extrait de différents sols à la même profondeur; ^dans l’autre,

on placerait ^{dans un} récipient des échantillons des divers sols, ^{et on} étudierait l’émanation qui s’y

accu111ulerai t.

Dispositifs expérimentaux. - Les tubes étaient dut, tubes métalliques ^{de 3 111111 de diamètre, et de}

6 mètres de long: ^{une extrémité se} trouvait fisée a

un tube métallique ^{de Ik CID} de diamètre et de

8 cm de haut; ^{le tout} s’introduisait dans un trou foré dans le sol à une profondeur déterminée. Le trou était rempli pour la première ^{moitié de la mème}

terre, ^et pour l’autre moitié de boue épaisse, ^ce qui

avait l’avantage ^de produire ^{un très bon mode de fer-}

meture. Qn fora trois trous à 1 m, 50 du mur du laboratoire à des profondeurs ^{de 76, 152 et 229 cen-}

timètres. Le condensateur de recherches étant vidé à la trompe, ^{on le} reliait par ^un tuhe desséchant i un

des tubes plongeant ^{dans le sol, et on le} remplissait

ainsi d’air provenant du sol. Pour adapter ^ce dispo-

sitif à l’étude des différents sols, ^{le tube} plongé ^dans

le sol était réuni a un t1acon rempli ^d’eau, jouant ^lé

rùle d’aspirateur, lu ga£ était introduit dans le condensateur de mesure au nmnent de l’étudier.

I,e deuxième dispositif ^{a été} réalisé de lei façon ^sui-

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/radium:0191200903010101

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vante : on remplissait ^{de craie,} par exemple, ^{un flacon}

en verre de plusieurs litres de capacité terminé par deux tubulures, ^{l’une en} haut, l’autre dans le bas, munies de robinets; ^{le flacon} était vidé à la trompc, puis ^on y laissait ^rentrer de l’air. L’émanation ayant

été laissée s accumuler un certain temps, le condensa- teur d’étude était vidé d’air lui aussi; ^{on le} réunissait

au flacon, ^{une certaine} quantité d’émanation entrait dans le condensateur ; la communication avec ce der- nier était fermée, ^on laissait alors rentrer de l’air dans le flacon, puis ^{on remettait en} communication

avec le condensateur, ^{et ainsi de suite} jusqu’à y

ramener la pression à la valeur de la pression ^atmos- phérique.

Méthodes de mesure. - Le condensateur était relié à un électrométre qui donnait 90 cn1 pour ^un

volt; ^{les mesures sont} indiquées par ^les déviations en une minute, c’est-à-dire _que, par exemple, ^{une mesure}

donnant 25 indique ^un déplacement ^du spot ^de 2J divisions par minute. Sachant qu’une quan- tité d’ él11anation, correspondant ^{à celle} qui ^{serait en} équilibre ^avec 13 X 10- 12 _gr de radium, produitune

déviation sur la règle ^{de 1 cm.} par minute, ^{il est}

facile de trouver la teneur en radium correspondante.

Résultats. A) ^Premier dispositif.

^Les quan- tités les plus grandes d’émanation ont toujours ^été

obtenues sauf dans un cas, ^avec le tube le plus pro-

fond, ^{et les} plus ^{faibles avec le moins} profond; ^{il est} remarquable que c’est ^ce dernier qui ^{donnait la} plus grande quantité d’émanation de thorium. Un intervalle de 1,5 à 2 heures s’écoulait entre les divers remplissages. ^Les lettrcs a b c indiquent

l’ordre dans lequel ^le remplissage ^{s’est fait.}

Une aspiration continue, ^{effectuée sur le tube} plongé

le plus profondément pendant ^un laps ^de temps ^con- sidérable, ^a rnontré que, bien que le ^courant mesuré à l’électromètre ^ne soit pas ^aussi grand qu’il ^l’est après

un jour de repos, ^on obtient une quantité ^d’éma-

nation considérable, tendant vers une valeur cons- tante.

Au Cherryhieston ^{Fit, la} contenance en émanation a

été remarquablement régulière ^de la fin de Mars à cellt- de Juin, ^{les mesures} variaient de 2l à 18, les résul- tats n’ont pas lnontré de relation entre les éléments

météorologiques ^{et la} quantité d émanation recueillie.

Le sol où le tube était plongé ^{consiste en craie recou-}

verte de végétation.

A l’observatoire les résultats n’ont pas ^{montré de} relation entre le temps ^{et la} quantité d’émanation recueillie. Il fallut prendre ^des précautions spéciales,

car même à 84 cm on atteignait le niveau des eaux ; le trou fut alors rempli ^{sur 6 cm environ de} graviers

et le tube inserré ensuite.

Des mesures ont été effectuées également, ^{à l’aide}

d’un tube inserré jusqu’à ^{106 cm dans une} pelouse

située dans la ville de Cambridge ; ^comme pour les deux autres cas ci-dessus, ^{il n’a} pas ^été permis ^de

trouver une corrélation entre les facteurs du temps

et la quantité d’émanation recueillie, ^et cela par des

expériences poursuivies ^{de mars à octobre.}

Les mesures effectuées dans la cour du laboratoire Cavendish, ^{ont été} meilleures sur ce point. Jusqu’au

24 avril les ^mesures ont été f aites avec le tube de 152 _cm, puis ^{avec celui de 229; on a} pu recueillir

quelques indications sur une relation entre les fac-

teurs du temps ^{et la} quantité d’émanation recueillie : le temps ^chaud augmente ^{la teneur en} émanation, la

pluie la diminue. Les expériences ^{des 10 mars, 16 et}

29 mai, 5 juillet ^{montrent le} premier point, ^{celles du}

27 mars, 19 et 24 juin, ²⁰ septembre illustrent le

second. Voici les chiffres tirés des tableaux les plus

complet.

103

b) ^Deuxième dispositif.

^Les premières expé-

riences ont porté ^{sur la craie} provenant ^{du même} endroit, ^{oil les} expériences ^{exécutées sur l’air extrait}

du sol du Cherryhieston Pit avaient ^eu lieu. L’émana- tion a été laissée s’accumuler pendant ^des périodes

allant entre 1 et 70 jours; ^{les mesures faites avec la}

craie humide ont été plus fortes, que celles faites avec

la craie sèche.

Les résultats indiquent que pour la craie sèche on trouve une teneur par ^gramme de substance de 0,019 X ^10-11 gr. de radium et pour la ^craie humide de 0,051 X 10-12 _gr. de radium. D’après ^{les travaux}

de Strutt ^ceci correspond ^{à une} quantité d’émanation

du 1 8 ^{ou du 112} de l’émanation totale du radium con-

tenu dans la substance.

Des expériences effectuées sur la terre et le gravier

de la cour du laboratoire Cavendish ont montré qu’on

obtenait également plus d’émanation, quand ^l’échan-

tillon examiné était plutôt ^humide que ^sec. La quantité

d’émanation recueillie correspond ^à l’accumulation

journalière produite ^par 0,15.10-12 _gr, ^de _{radium par} gramme de substance.

Des mesures ont été faites également ^{sur du} gault, argile imperméable ^à l’eau, de couleur gris ^de plomb.

L’élanation recueillie correspond ^{à 0, 18 X} 10-12 gr.

de radium par gramme de gault ^{humide, et à} 0,05 X 10-12 gr. de radium par gramme de gault

sec, ^ce qui correspond respectivement au 11 ^et au 1 20

de l’émanation totale issue du radium contenu par le

gault.

Comparaison ^des deux méthodes. - Pour la terre de la cour du laboratoire Cavendish, ^les expé-

riences faites avec le tube de 5 pieds donnent 60 pour la valeur correspondant ^{à la terre non} desséchée de la

bouteille ; ^{dans les} mêmes conditions avec la bouteille

on aurait colnme résultat 90, ^ce qui ^{est du même}

ordre de grandeur.

Dans le cas de la craie les deux méthodes donnent

respectivement ^{20 et 16.}

Considérations générales. - ^{Seul le tube} ploii-

geant ^{dans la terre} du laboratoire Cavendish ^a donné, pendant ^{les six mois} qu’ont ^{duré les} expériences, ^des

résultats variant anec les éléments météorologiques.

On pouvait s’attendre u une variations en cc sens, ^car

il semblait que si le sol était imbibé complètement

d’humidité l’émanation serait emprisonnée ^{dans un}

revêtement d’eau ; ^{mais au} contraire le sol humide donne plus d’émanation que quand ^{il est sec. Si le}

sol est sec il se produit des fissures facilitant le

départ ^de l’émanation.

Il _y ^a moins d’émanation dans l’air, quand la pres- sion barométrique ^{décroît, la} pluie accompagnant géné- ralement, ^en Angleterre, ^une dépression barométrique,

tandis que par beau temps ^{les fissures facilitent} l’échappement ^de l’émanation. Les nombres troués concordent avec ceux de Joly ^{et Sn1ith.}

Gaz des marais.

On rencontre dans les envi-

rons de Cambridge ^un grand ^{nombre de} flaques ^d’eau croupissantes ^et marécageuses, ^{au mois d’août le} dégagement de gaz des marais ^est extrêmement intense. Des échantillons de ce gaz ^ont été recueillis,

a l’aide d’une bouteille pleine ^{d’eau munie d’un}

entonnoir, que l’on plongeait ^{dans la} flaque ^{d’eau; on}

remuait avec un bâton la boue en dessous. _{Le gaz} était emporté ^au laboratoire et étudié. Au champ ^de

tir de l’Université le _gaz était très peu radioactif.

Huit échantillons ont élé pris ^{et ont donné des nombres}

oscillant entre 59 et 85, ^{soit une} moyenne de 65, ^ce qui correspond ^{à une} activité de 3.10-10 _gr. de ra-

dium par litre de gaz.

Eaux de diverses provenances. - Conformé-

ment aux premières ^{mesures, l’eau de la} rivière Cam

est peu active, ^{elle contient de 5 à 7} X 10-12 gr. de radium par litre. L’eau ^des conduites municipales ^a

une teneur de 150 a i55x 10-12 _gr. de radiuni _par litre, celle de la Brasserie Dale de 196 X 10-l- et celle des Nine Wells de 150x10-".

Des échantillons d’eau de ^mer provenant ^de Douvres,

Hanstanton et Weymouth ^{ont été étudiés;} la moyenne

est de 1,0 X 10-12 gr. de radium par litre, ^ce qui ^est

d’accord avec les mesures de Eve et en désaccord avec ceux de Joly.

Suivant le conseil de Joly, ^{il est bon} d’ajouter ^un

peu de talc; ^d’autre part, ^{on a} trouvé que l’adjonc-

tion d’un _peu d’acide chlorhydrique f’acilitait le déga- gement ^de l’émanation; l’activité de ces corps ^a été étudiée. Un mélange ^{de i5} gr. de talc, ^{50 cc.} 11 Cl

et 1 litre 11q0 distillée a donné une teneur de

4,8 ^X i0-’’ par ge.; Il CI avait trop pcu d’activité pour pouvoir ^{être décelée.}

Une solution de sucre et un échantillun d incrubta- tion de chaudières, ^ont montré de, teneurs respec- iives de 0,09x10-12 par gr. de ^{sucre et} de

’2, i ¹ 10-14 par gr. d’incrustation.

Manuscrit rcçu le 12 Mars 1912.]

(Traduit de l’anglais par E. SALLIS.)