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Submitted on 1 Jan 1906
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Dosage du radium dans les minerais au moyen des rayons γ
A.S. Eve
To cite this version:
A.S. Eve. Dosage du radium dans les minerais au moyen des rayonsγ. Radium (Paris), 1906, 3 (8), pp.225-227. �10.1051/radium:0190600308022500�. �jpa-00242191�
Dosage
du radium dans les mineraisau moyen des rayons 03B3
Par A. S. EVE,
(Laboratoire de physique. - Mc-Gill University).
Troisième Année. N° 8 Août 1906.
A méthode habituelle, pour déterminer la te-
L
neur d’un minerai en radium, consiste à lnesu- rer l’activité maxima de l’émanation produitepar une solution du minerai. De bons résultats ont été obtenus ainsi par M. Strutt et par M. Boltwood.
D’autre part, l’uranium est habituellenlent dosé par voile chimique; et on peut obtenir une évaluation de la quantité de matière active renferlnée dans un échan- tillon de pechblende en étudiant le rayonnement x d’une poudre fine représentant un échantillon n10J en du minerai.
Nous allons indiquer ici une nouvellc méthodc
capable de donner également des résultats exacts. Elle provient de cette idée du professeur Rutherford qu’il
serait intéressant de déterminer si le radiunl E émet- tait des rayons y. Il fallait s’attendre à ce qu’il en soit ainsi, car M. Rutherford avait déjà démontré que le radium E émettait des rayons fï, et, dans tous les cas
connus, ces derniers sont acconipagnés des rayons y dont ils sont probablement la cause directe.
Dans un échantillon de bromure de radium nouvel- lement préparé, les produits à évolution lente n’ont pas eu le temps nécessaire pour se former, de telle
sorte que l’on est en présence d’une quantité très
faible de radium E. Mais l’nraninitc qui n’émet qu’une
très faible fraction de son émanation doit nécessaire- ment renfermer du radium E ayant presque’ atteint
son état d’équilibre radioactif.
Les résultats de quelques expériences préliminaire
ont été publiés antérieurement 1. L’auteur a démontré que les radiations y du radium, du thorium et du radiothorium étaient pratiquement d’une espèce iden- tique, étant très pénétrants et également absorbés par le plomb. D’autre part, les rayons y de l’uhanium et de
l’actiniunl sont faibles et rapidement absorbés. Il est donc possible d’arrêter les rayons y émis par l’ura- nium ou par l’actinium dans une substance radioac-
tive, et de conserver alors une forte radiation y qui
traverse l’écran et qui provient du radiuln ou du tho- rium. Dans ces conditions, il est facile de nlesurer la quantité de radium ou de thorium que contient un minerai ou une solution et il est inutile de pulvériseur
la substance active, de la dissoudre ou de la retirer du I A.S. EVE. Le Radhium,t. III,p.136 et Phil.Mag., avril 1906.
récipient qui la renferme. Il suffit seulement de placer
la substance sous un écran de plomb épais d’environ
1 centimètre et d’observer la chute de la feuille d’or de l’électroscope. Ull dispose de la méme façon un
étalon de valeur connue, constitué par du radium ou
par du thorium, et on mesure la chute de potentiel pendant le lnèlne te111pS que précédemment. Les cou-
rants de saturation dans les deux cas sont proportion-
nels aux quantités de radium ou de thoriun1 en pré-
sence. Cette méthode n’cst applicable que pour les minerais qui ne renferment qu’un seul des éléments,
radium ou thoriuln. Si le minerai est constitué par
un mélange de ces deux corps, la méthode ne peut
servir qu’à déterminer leur somme. ABec ces restric- tions, la méthode peut donner des résultats exacts, mais, quand on utilise de grandes quantités de substance,
il faut faire une correction qui tienne compte de l’absorption des rayons par la substance qui les émet.
Des échantillons d’uraninite de Joachimstahl pesant
1 kilogramme ont été étudiés et il t’ut trouvé que le radium E, dont la présence était supposée, n’émettait
pas de rayons y, ou, plus probablement, qu’il émet-
tait des rayons y peu pénétrants comme ceux de l’u raniul11.
Le rayonnement très pénétrant de la pechblende peut donc ètre entièrement attribué à la présence du
radium C.
Au cours de ce travail, la quantité de radium con- tenue dans 1 kilogramlne d’uraninite fut trouvée égale
à celle que renferme un quart , de milligramme de
bromure de radium pur. Par conséquent, il était pos- sible d’estimer la teneur du minerai en uranium en
prenant comme base de calcul le résultat de Iuther- ford et Boltwood indiquant que 1 gramme d’urani11 contient 7,4 X 10-" grammes de radium. La quantité
d’uranium ainsi déterminée était étonnamment faible, et, dans ces conditions, une portion de la pechblendc
fut communiquée au Dr lloltwood à New Haven afin que l’on pût comparer les résultats des deux labora- toires et examiner à fond la divergence de ces résultats.
Le D’’ Boltwood a trouvé que la teneur en radium était environ 2 fois plus grande que celle trouvée par l’auteur à Montréal.
Comme lc D’ Boltwood et moi-même étions assurés
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/radium:0190600308022500
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de la précision de nos mesures et comme les deux mc- thodes employées étaient au-dessus de toute suspicion,
les étalons dont dépendaient les mesures furent exa-
iiiiiiés.
Il est, par conséquent, nécessaire de donner
quelques renseignements sur les solutions-étalons utilisées par le D’’ Boltwood. En mars 1905, un cris-
tal de bromure de radium fut prélevé dans une pré- paration de radium qui dégageait, d’après le profes-
seul Ruthcrford, une quantité de chaleur égale à
110 petites calories par gramme et par heure; ce bromure de radium pouvait donc ètre considéré
comme pur. Ce cristal fut comparé par le professeur Rutherford, au moy en de mesures des rayonnements
y, avec une quantité connue, plus grande de bromure
de radium, et il fut également pesé avec soin par l’auteur de ces lignes.
Les résultats ont concordé d’une façon très satisfai-
sante, et le poids ainsi déterminé était de 95 milli- grammes .
Le cristal fut placé dans 95 centimètres cubes d’eau distillée et des portions de la solution furent séparées
et additionnées d’eau de telle façon que trois récipients
de verre contiennent des solutions debromurc de radium renfermant respectivement 10-2, 10-4, 10-6 milli- grammes de sel par centimètre cube d’eau.
Des portions de ces solutions furent évaporées à sec
dans de petits bacs de zinc, les activités furent mesu-
rées et leurs rapports concordèrent d’une façon satis-
faisante avec les rapports des quantités de sel utili-
sées.
Ces étalons furent scellés et destinés à un usage
permanent.
Malheureusement aucun acide ne fut ajouté à la solution, et, à la lumière des événements qui sui- virent, cette omission était grave, bien que, à cette
époque, cette précaution ne parût pas nécessaire.
Un peu plus tard, le professeur Rutherford lit par- venir une portion de la solution moyenne (10-4 milli-
grammes par centimètre cube) au Dr Boltwood et
c’est de cette solution que dépendait la concordance de leurs résultats. L’avantage d’utiliser cette solution était évident, car cela devait faire concorder les résultats obtenus à Ilontréal et u New Haven.
En janvier 190ô, quand. on découvrit la contradic-
tion ci-dessus mentionnée, au sujet de la teneur de
l’uraninite en radium, l’auteur de ces lignes a étudié les
solutions étalon qui avaient été préparécs 10 mois
auparavant.
En prélevant la moitié de la solution la plus forte
et en la mettant dans un flacon propre scellé, puis,
en mesurant son activité quand l’équilibre radioactif
fut atteint, on trouva que l’activité de la solution
placée dans cette nouvelle bouteille représentait seule-
ment la moitié de l’activité de la solution qui était
restée dans l’ancien flacon.
Cela prouvait sans aucun doute possible que la
quantité totale de radium introduite dans le flacon était exactement connu, mais que le radium n’était pas entièrement en solution, l’eau contenant seule-
ment 50 pour 100 du radium total.
Dès qu’il fut démontré que les étalons n’étaient pas
davantage corrects, le Dl’ Levin et l’auteur de ce tra- vail ont pesé sur différentes balances et avec différents
poids 5,69 milligrammes de bromure de radium pro-
venant de la réserve du professeur Rutherford et
dégageant 110 petites calories par heure et par gramme. Les résultats des deux pesées furent très
concordants et les cristaux furent alors scellés à l’état solide dans un tube à essai, devant servir d’étalon pour des expériences postérieures. Un plus petit cris-
tal fut aussi scellé dans une fiole et comparé avec le
nouvel étalon par l’étude des rayons y. L’activité aug- menta lentement pendant le mois suivant et atteignit
finalement une valeur attribuable à 0,27 miiligrammes
de bromure de radium.
Ceci fut vérifié avec différents électroscopes et dans
différentes conditions au point de vue des écrans et
des distances. Il était maintenant possible de déter-
miner à nouveau la quantité de radium que renferme 1 kilogramme de pechblende et la valeur correcte
était équivalente à 0,52 milligrammes de bromure de radium pur par kilogramme d’uraninite.
Au reçu du petit cristal, le D’’ Boltwood trouva que
sa solution originale n’était que de 1 pour 100 trop faible, et, en déterminant à nouveau la quantité de
radium contenue dans la pechblende par la méthode de l’émanation, il trouva 0,51 milligrammes de bro-
mure de radium par kilobramme de l’échantillon d’uraninite étudié.
Les résultats obtenus par ces deux procédés sont
ainsi en concordance satisfaisante.
Du commencement à la fin, les méthodcs employées
et les mesures de tous les expérimentateurs semblaient
correctes, mais des erreurs se produisirent parce que le bromure de radium dans les solutions ori-
ginales était en quelque sorte déposé sur les parois
et au fond des récipients qui renfermaient les solu- tions.
Cette précipitation aurait probablement été évitée
si on avait ajouté un peu d’acide chlorhydrique dès le
début.
La préparation des étalons est une opération diffi-
cile.
Le radium est précicux , on ne peut disposer que de petites quantités de ce corps ; il est difficile d’être certain de sa pureté et la pesée des très faibles quan- tités est peu précise. Il semble désirable de posséder
deux étalons de radium, l’un à l’état de solution et l’autre à l’état solide. Les deux étalons peuvent être comparés de temps en temps l’un à l’autre par des
mesures des rayons y.
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Résumé.
1° i,e radiuln E qui, d’après Rutherford, émet des rayons P, semble ne fournir aucun rayon y.
Plus probablement, il fournit des rayons y mais,
comme ceux de l’uranium, ils sont faibles et facile-
ment absorbés. Le rayonnement très pénétrant de
l’uraninite de Joacliimstahl peut être entièrement attribué au radium C.
20 Des solutions étalons de bromure de radium, non additionnées d’un acide connue l’acide chlorhydrique, attaquent le verre ou y adhèrent et deviennent inexactes.
3° Il parait désirable de contrôler les solutions-
étalons par un étalon de bromure de radium solide scellé dans un tube à essai.
40 L’évaluation de la teneur en radium, qu’sil s’agisse d’un minerai, d’une solution ou de tout autre
échantillon, peut êtrc faitc soit par la méthode de
l’émanation, soit par la mesure des rayons y et donne dans les deux cas des résultats concordants.
51 La dctermiuation que Rutherford et Boltwood
ont faite au sujet du rapport des poids de radium et
d’uranium dans les élémcnts radioactifs doit subir
une correction. L’erreur de leurs mesures provient de
leur étalon de radium qui s’altérait d’une façon inat-
tendue 1.
Traduit de l’anglais par A. LBUOHDE.
Sur
l’absorption
des rayons 03B1 dupolonium
Par M. LEVIN
(Laboratoire de physique. Université de Montréal).
ws leurs recherclles bien connnes sur l’absorp-
D
tion des particules a émises par lc radium, Bragg 1 et Bragg et Kleeman 2 ont montréque les particules x se déplacent en ligne droite, dis- sipant leur éncrgie en ionisation, jusqu’à ce que leur vitesse soit devenue si faible que leur pouvoir ionisant
soit annulé. Ils ont de plus montré que les rayons x n’ont le pouvoir d’ioniser un gaz qu’à une distance
très limitée de la source et que cette distance est très nettement définie.
L’étude des produits d’espèce rayon ce du radium a
montré que chacun des quatre produits d’espèce
rayon x émet un rayon x faisant un même parcours dans l’air avec la même vitesse initiale, et que ces par-
cours et ces vitesses diffèrent d’un produit à un autre.
Ceci a été confirmé par les expériences de Ruther-
l’ord 5 qui a montré que les actions photographiques
et phosphorescentes des rayons x du radium C fillissent
brusquement à une distance délinie, et que le parcours
qu’indiquent ces méthodcs concorde exactement avec
la valeur déterminée par Bragg et Kleeman à l’aide de la méthode électrique. L’hypothèse émise par Bragg
et Kleeman, que les particules x de chaque produit
sont projetées avec une vitesse initiale exactement identique, et que cette vitesse est diminuée dans cer-
taines proportions par le passage des rayons à traverse diverses épaisseurs de matière, a été complètement
1. Le Radium, t. III, p. 415. Phil.Mag., décembre 1901.
2. Le Radium, t. III, p. 50. Phil. 111ag., décembre 1904;
septembre 1905; novembre 1905; avril 1906.
3 Le Radium, t. III, p. 80. Phil. Mag., janvier 1n06.
coiifirinée par les expériences directes de Ruthcrford.
Puisque les particules ce qu’émet une couche épaisse
de matière radioactive d’unc seule espèce proviennent
de profondeurs différentes, les particules qui s’échappent dans l’air sont anilnées de vitesses diffé-
rentes. Pour cette raison, il est judicieux de travailleur
avec des pellicules très ininces de matière radioactive.
Comme les dépôts actifs que l’orment les émanation radioactives sont déposés sur les corps en couches infiniment mince, ils représentent des sources de
rayons idéales pour cette espèce d’expérience. C’est
ainsi que le parcours du radium C fut mesuré par Me. Clung au moyen d’une source de rayons cozl- stituée par un fil qui avait été exposé à l’émanation du radium, et, dans la même voie, Ilalin3 a trouvé dernièrement les durécs du thorium B et du thorium C.
Bragg indiqua dans sa première communication que lc polonium, pour la mcme raison, pouvait être une
source très convenable de rayons u, car il peut s’ob-
tenir en couche très mince sur une lame de bismuth.
Le but des expériences actuelles était de déterminer
avec précision la distance dans l’air jusqu’à laquelle
les pa1-ticules ce du polonium produisaient une ionisa-
tion.
Comme les rayons x émis par chaque produit de l’espèce rayon 2 ont chacun un parcours dans l’air bien défini et distinct, le parcours des particules a, comme
1. Voir il ce sujet, le travail de MM.RUTHERFORD el BOKLTWOOOD, le Ratliuiti. t. III. n ci.
2. Phil. Jlag., janvier 1906. Le RadiuJJl, t. III. p. 68.
5. Pltil. JlIag. 1906. Le Il ad iam, t. III, p 170.
