A. — DISPOSITIF EXPÉRIMENTAL
Choix de l’appareil de détection.
La facon même dont nous avons conçu l'étude du phénomène qui nous occupe nous imposait le choix de la méthode de travail à adopter. Il s’agit en effet avant toutes choses de pouvoir déceler la faible activité du potassium, et cela en tenant compte du fait qu’il se trouve en petites quantités dans les tissus vivants.
La recherche de l’activité du potassium présente déjà de grandes difficultés, lorsqu'elle s’adresse à des quantités notables de matière. Dans le cas présent où nous sommes dans l’obligation d’expérimenter sur des quantités faibles de l’élément actif, nous nous trouvons à la limite de sensibilité de la plupart des instruments de détection.
La méthode classique idéale dans les recherches relatives à l’activité du potassium, lorsque nous avons abordé le présent travail, était encore la méthode électrométrique. L’emploi de la plaque photographique, en dehors des incertitudes qui s’imposent lorsqu'on veut interpréter les résultats auxquels il conduit (52), était d'autant moins indiqué que dans nos essais, qui dans notre esprit à cette époque devaient s'adresser surtout aux tissus vivants, les effets du rayonnement mitogénétique étaient susceptibles de se superposer à ceux que nous nous proposions de déceler. Les radiations de GURWITSCH sont en effet à la limite du domaine des radiations ultraviolettes qui agissent sur les
plaques photographiques ordinaires; certains auteurs ont d’ailleurs mis à profit cette propriété pour les détecter (44).
Le principe de l’emploi de la méthode électrométrique étant admis, il restait à choisir, parmi les différents modèles d’électromètres, celui qui devait le mieux s'adapter à nos recherches. Avant d’en faire l’acquisition nous avons tenté de réaliser, tout à fait au début de notre étude, quelques essais préliminaires avec un électromètre Szilard (99), qui se trouvait dans la collection de physique du laboratoire. Cet appareil d’une faible capacité (environ 2 cm.) est d’une sensibilité à la charge déjà grande puisqu'il permet d'apprécier un courant d’ionisation de 10-13 ampères.
Les essais qui ont porté sur des quantités importantes de sels de potassium en couche très épaisse se sont révélés absolument négatifs. Cela tient très certainement au fait que les sels étaient répartis sur une trop petite surface; en effet M. HEN- RIOT (1) a montré que le courant de saturation du sulfate de potassium est précisément de l’ordre de 10-15 ampères, lorsque le sel est étalé sur une surface environ 20 fois plus grande, car l’intensité du courant d’ionisation est proportionnelle à la surface d’étalement du sel.
M. HENRIOT, utilisant un électromètre incliné du type Wilson, était dans l'obligation, pour obtenir des courants d’ionisation sensibles électrométriquement, de répartir le sulfate de potassium utilisé sur une surface d’environ 1.000 cm2, au fond d’une grande chambre d’ionisation reliée à l’électromètre, et par conséquent de faire intervenir des quantités appréciables de sel, au minimum 39 gr. environ ce qui correspond sensiblement à 16 gr. d’élément potassium.
De même, en 1922, M. L. PETRI, au cours de ses études sur l’action ionisante des diastases (83) utilise un microélectroscope de ce type et réussit à apprécier le courant de saturation produit par 20 gr. de ce même sel, réparti sur une surface de 65 cm2 seulement. II y a là évidemment un progrès très sensible, mais nous sommes encore très loin de la sensibilité que nous étions dans l’obligation d’exiger. D'ailleurs M. PErR1I lui-même précise
(1) Au cours du seul travail expérimental effectué en France sur la radioactivité des métaux alcalins.
INT NET que les cendres des graines qu'il utilisait dans ses expériences se sont montrées tout à fait inactives (1), alors que nous nous proposons précisément de déceler l’activité de cendres. L'emploi de l’électromètre Wilson n’était donc pas à envisager.
On pouvait penser aussi à un électromètre à quadrants. Mac LENNan et KENNEDY (59) dans leurs études sur la radioactivité des métaux alcalins ont en effet adopté cet appareil associé à une grande chambre d’ionisation. La plus petite surface utilisée avec le sulfate de potassium en couche épaisse de saturation est déjà grande (90 cm2); en couche mince, au minimum 0,188 mm. d'épaisseur, la surface d’étalement du sel est de 228 cm?. Bien que la quantité de sel mise en œuvre dans ces cas extrêmes ne soit pas précisée, il est hors de doute qu’elle devait être notable.
D'ailleurs THoMAs et LANCIEN, au cours de leur travail sur l’ionisation produite par les êtres vivants (56), utilisaient encore un tel électromètre équipé avec un quartz piézo-électrique, et nous savons qu'ils ont totalement échoué dans leur tentative.
Il existe cependant un électromètre de cette catégorie d’une sensibilité remarquable : c’est l’électromètre à binants, dans le vide, de M. HoFFMANN. Cet appareil, que l’auteur lui-même (53) estime d’une sensibilité 20 fois plus grande que celle de tous les électromètres connus, lui a permis de déceler l’activité de très petites quantités de potassium puisqu'il lui suffisait de couches minches de sels, de 1 à 7 mgr./cm2, répartis sur une surface de 250 cm2.
Mais l’électromètre de Hoffmann présente du point de vue pratique un certain nombre d’inconvénients : en particulier son prix est assez élevé, et cette considération n’est pas sans importance lorsqu'il s’agit d’en faire l’acquisition dans un laboratoire non spécialisé pour ce genre de recherches. Mais surtout son emploi est particulièrement délicat. Avant d’en faire l’achat, il était naturel de se demander s’il n’était pas possible, même en sacrifiant un peu de la sensibilité, d'utiliser un appareil moins onéreux et d’une manipulation beaucoup plus simple. Dans cet ordre d'idées, deux sortes d'instruments restaient à notre disposition : l’électroscope ordinaire à feuille et les électromètres à fil.
(1) Voir page 36.
Re
Avec un petit électroscope à feuille d’or, M. GUÉBEN en 1924 (46, 47) a réussi à déceler l’activité de 4 gr. 32 de sulfate de potassium (environ 2 gr. de potassium) réparti sur une surface de 144 cm2. Ce résultat est certainement déjà très appréciable, mais, comme on le sait, Nopon utilisait également un électroscope à feuille. Il paraissait alors plus intéressant, à la suite des critiques qu'ont suscitées ses expériences, d’en reprendre l’étude avec un appareil d’un autre type, dans l’espoir d’atteindre une sensibilité plus grande. Or cela semble précisément possible avec les électromètres à fil.
C’est en effet un électromètre Wulf bifilaire que Marie KUBAN, en 1928 (55), utilise pour la mesure du rayonnement des sels de potassium, mais elle ne paraît pas en avoir fait usage dans les conditions optima de sensibilité, puisqu'elle réalise ses mesures d'absorption par l’aluminium sur des couches de saturation de 2,5 mm. d'épaisseur réparties sur un disque de 14 cm de diamètre.
Un résultat plus satisfaisant au point de vue de la sensibilité a été obtenu, en 1930, par A. MickwiTz (70) qui avec un électromètre à fil construit par lui-même réussit à déceler la faible activité de la fraction soluble qu’il extrait après traitement chimique de certaines boues minérales sulfureuses d’Esthonie (radioactivité équivalente à celle de 0 gr. 63 de potassium).
D'ailleurs, à l’avantage de posséder une grande sensibilité à la charge, les électromètres à fil associent celui de pouvoir faire varier cette sensibilité, en même temps que de réduire dans des proportions importantes leur mouvement propre dû à l’influnce inévitable de l’ionisation spontanée de l’air qui, ainsi que nous allons le voir, est un facteur extrêmement gênant lorsqu'on fait des mesures d’activités faibles (1).
C’est donc un électromètre de cette catégorie que Mme P. CURIE nous a conseillé d’étudier.
Nous avons eu la possibilité d'effectuer dans ses laboratoires quelques mesures avec des électromètres Wulf, monofilaire et
(1) Au sujet du phénomène de l’ionisation spontanée de l'air en vase clos, on consultera avec intérêt l’article de A.-B. CHAUVEAU dans le Radium (31) et celui de M. LoiseL dans le Traité d’Electricité Atmosphérique et Tellurique publié par la 6e section du Comité Français de Géodésie et de Géophysique (67).
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L’EÉlectromètre PoxL et sa chambre d'ionisation Ch.
F : fil mobile à la Wollaston:; E : ressort élastique en quartz en forme d’étrier (Système Wulf): P : porte boucle ; v : vis de réglage ; C : couteaux polaires ; À : bornes de courant à potentiels symétriques ; R : résistances de protection ; T°: tige collectrice des ions.
