CHAPITRE PREMIER

Mesure de la période.

La période de “?V avait été déterminée par deux auteurs, D'une part, Fermi et ses collaborateurs (9) mirent en évidence sa formation par la réaction 5!V{n, y)®V et lui attribuèrent la période 3,75 minutes. Plus récemment H. Walke (16) étudia des échantillons de ce radioélément provenant de cette réaction et de plusieurs autres processus nucléaires. Il conclut à une période de 3,9-0,1 minute, valeur adoptée par les Tables de Constantes. Enfin, à la suite de nos propres expériences, nous avons publié (17) le résultat : 3,74 + 0,01 minutes.

Le radiovanadium est obtenu au cyclotron par la réaction #V(n, y)?V en exposant aux neutrons thermiques l’oxyde V,03. Les différents échantillons ont trois provenances différentes : 1° un produit pur en poudre de la maison Rhône-Poulenc ; 2° un culot de V:0; cristallisé par fusion dans un creuset, dû à l’obligeance de M. Gain; 3,8 g. de poudre qui ont été purifiés par M. Morette (18) à l’état de métavanadate d'ammonium (19) : ce sel subit alternativement des dissolutions dans l’eau et des cristallisations sous l’effet du chlorure d’ammonium. Il est ensuite décomposé par la-chaleur en V:0;. « Les impuretés que renfermaient les produits initiaux n'étaient plus décelables dans le vanadate » (18).

L'irradiation est aussi brève que possible, quelques minutes, afin de réduire l'importance des faibles activités de plus longues périodes, dues à 5V (période 3,7 heures) produit par la réaction 5tV(n, 2n)5°V, et éventuellement aux impuretés. Dans le cas de l’échantillon n° 3, particulièrement pur, ces activités parasites sont totalement inobservables.

Mesures. — L'étude de la décroissance est faite au moyen de la chambre d’ionisation. Le courant est connu :

a) soit par la vitesse de la déviation du fil de l’électromètre : dans certains cas, nous mesurons le temps de collection d'une charge

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constante, dans d’autres cas, la charge collectée pendant une durée constante, la graduation de l’électromètre étant étalonnée ;

b) soit par la méthode de zéro décrite dans la première partie (cf. chapitre IT, Partie 2, 20, Méthodes utilisant le courant d'’ionisation, paragraphe b), consistant à compenser la charge collectée par une variation du potentiel de la chambre, constante pour une série de mesures. Etant donnée la variation considérable de l’intensité mesurée au cours d’une même décroissance (de 2.10—! u. e. s. à 2.10 u. e. s.),ilest nécessaire d'adopter plusieurs sensibilités. Leur rapport a été soigneusement établi et aucune discontinuité n'est observable sur la représentation graphique lors du changement de sensibilité. Les charges collectées sont corrigées du mouvement propre et éventuellement des activités de longues périodes. On en déduit les valeurs de l'intensité en tenant compte de la décroissance pendant la durée d’une seule mesure. Dans la majorité des cas, il suffit pour cela d’admettre que l’activité moyenne se confond avec l’activité instantanée au temps moyen de la mesure. En effet entre

— ht . = 0 o eté, la fonction e M admet comme valeur moyenne Fi — et la ,t valeur au temps moyeneste ? .Le rapport de ces deux expressions A JE de

est : o— sh — / — — \ 2 a 24

ment reste inférieur à 1/100 tant que ÀXf est inférieur à 1/2 ou t<< 0,7 période; il est exceptionnel que cette durée (2,7 minutes dans le cas du vanadium) soit dépassée, et, en pareil cas, on peut introduire une correction dans laquelle l'incertitude sur la période est sans importance.

Comme pour l’étalonnage des pertes au moyen de l’iode ‘I (cf. 1r° partie), nous avons adopté une représentation particulièrement sensible au voisinage de la période supposée 3,90 minutes, qui nous permet ici une détermination graphique très précise de la période vraie : nous portons en abscisses le temps { de la mesure et

à timin) e — hot 3,90 radioactive correspondant à la période 3,90 minutes). La variation exponentielle de Ÿ se traduit encore par une droite. Celle-ci devrait être horizontale si la période était 3,g0o minutes. On constate au contraire (comme le montre la figure 9 traduisant l’expérience faite sur l'échantillon n° 3) que les points s’alignent sur une droite correspondant approximativement à la période 3,75 minutes donnée par Fermi. L'écart existant pour les premiers points est dû aux pertes, plus sensibles aux intensités élevées. L’étalonnage de ces pertes déduit des expériences sur ‘I et représenté figure 6 permet une correction graphique, après laquelle l'alignement est très satisfaisant ; la varia-

+ ... Le second terme du développe-

en ordonnées logis — log, Ÿ + logo2 (À, étant la constante

tion linéaire du logarithme de l’intensité est vérifiée sur un intervalle de 13 périodes, soit un rapport 10 000 entre les intensités extrêmes. Les fluctuations sont de l’ordre de 0,04 dans l'échelle des logarithmes décimaux, soit 1 0/0 d’erreur pour une mesure individuelle.

Il est intéressant de remarquer que si l’on néglige la correction des pertes, le début de la courbe est pratiquement rectiligne sur un intervalle de 20 minutes (environ 5 périodes), avec une pente trop faible correspondant à une période apparente supérieure à 3,8 minutes. Il y a là une explication vraisemblable des résultats de H. Walke (16) compris entre 3,8 et 4,o minutes. En effet les mesures publiées par cet auteur s'étendent sur une dizaine de minutes seulement.

1 40 Î 1900 0 20 30 SOmin

o Sans Correction des que dela chambre + APS » n

log. décimal de l'activité corrigée pour la période 39minutes

Fig. 9. — Décroissance de 5?V (l'intensité Ÿ est exprimée en unités arbitraires).

Enfin, il est extrêmement improbable que notre détermination soit faussée par une impureté, et encore cette erreur ne peut-elle être que très faible. En effet, la pureté nous est garantie, non seulement par l'analyse chimique, mais par le critère physique de la rectitude de la courbe de décroissance en logarithmes. Toute période parasite se trahirait par une concavité tournée vers le haut, à moins d’être voisine de celle du vanadium; et si cette condition est réalisée, son activité doit être élevée pour avoir un effet appréciable. Pour fixer les idées, supposons une impureté dont l’activité est 10 o/o de celle du vanadium (hypothèse déjà très invraisemblable dans un échantillon où les impuretés ne sont pas décelables chimiquement). Sur le graphique de la figure 9, on peut estimer que la flèche de la courbe est inférieure à o,01 en logarithmes népériens. On en déduit que la

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période parasite ne pourrait différer de celle du vanadium de plus de 10 0/0 et l'erreur entraînée dans la mesure de celle-ci serait inférieure à 1 0/0.

Résullats. — Les différentes expériences, de précisions inégales, ont fourni par détermination graphique les valeurs suivantes de la période en minutes :

Echantillon 1. Mesure à temps constant : 3,700 3,791 — — — à charge constante : 3,756 3,766 — 2 — — — : 8,741 — 3 — — — 13,722 3,745

La dernière expérience est la plus précise. En faisant une moyenne pondérée nous obtenons 3,740 et un calcul d'erreur, conduit selon la méthode expliquée au chapitre suivant, page 32, nous donne une erreur moyenne quadratique de 0,007 minutes. En conséquence nous attribuons au vanadium 5?V la période 3,74 H+o,o1 minutes.

Nota. — I. Nous avons obtenu un contrôle de nos expériences en mesurant suivant la même méthode et avec une précision comparable la période de l’iode radioactif #8] purifié par précipitation de 1,Pd (15), ainsi qu'il est indiqué dans la première partie (Etude des pertes). Nous nous sommes limité aux activités pour lesquelles les pertes sont négligeables. Notre résultat (25,03 + 0,10 minutes) est en parfait accord avec l'étalonnage plus précis de Hull et Seelig (14), qui ont trouvé 24,99 + 0,02 minutes.

IT. Des expériences dans lesquelles un filtre de plomb arrêtait les 8 ont montré que l'émission des y décroît avec la même période.