DU ANE

le maximum est atteint, environ 42 0/0 du courant total est dû à Témanation, 33 0/0 au premier et 25 0/0 au troisième des composants de la radio-activité induite.

Quoique les constantes a, p, X et [jl soient presque les mêmes pour tous les récipients décrits ci-dessous, il est cependant possible de construire un récipient pour lequel a et p sont tout à fait différents. Par exemple, si Télectrode négative est une feuille très mince d'aluminium, le courant maximum est plus çrand que dans le cas où Télectrode est épaisse. On peut expliquer ce fait en admettant que quelques-uns des rayons dus à l'activité induite sur Télectrode négative passent au travers de la feuille mince et déterminent une production d'ions dans Pair, tandis que d'ordinaire, avec une électrode épaisse ces rayons sont absorbés par la lame. Avec un récipient métallique dans lequel l'une des électrodes était constituée par les parois du vase et l'autre par une feuille mince d'aluminium battu placée au centre, il suffisait de renverser le sens des pôles de la batterie pour obtenir une différence de 12 0/0 dans la valeur du courant maximum. La radio-activité induite se porte toujours, en effet, sur le pôle négatif, c'est-à-dire sur les parois ou sur la lame mince suivant le sens de la tension. Avec deux électrodes épaisses, le courant est sensiblement le même pour les deux sens de la différence de potentiel.

Cette expérience donne une preuve expérimentale que les rayons peu pénétrants de la radio-activité induite à la surface d'une lame se produisent dans toutes les directions.

5. Les constantes que je donne plus loin peuvent servir à déterminer la quantité de radium contenue dans une solution en fonction du courant initial que l'on ne peut déterminer directement. Comme la formule (2) est un peu compliquée, je donne ci-dessous les valeurs du courant i' calculé avec (2) pour les dix premières minutes, en supposant le courant initial i^ égal à 1. Il est donc seulement nécessaire de diviser la valeur observée du courant au temps i par la valeur correspondante de i' pour obtenir la valeur du courant initial t^, et en déduire la quantité de radium, en tenant compte de la dimension du récipient et des constantes que nous avons déterminées.

Courant i'...-. 1 1,165 1,29 4,40 1,48 1,54 1,59 i,63 1,66 1,685 1,71

6. La quantité d'émanation émise par une solution d'un sel de

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radium est proportionnelle à la masse du sel et au temps. Nous prendrons comme unité de quanlM d'émanation ceUe émise pendant une seconde dans un grand volume d'air par une solution de faible volume contenant 1 gramme de bromure de radium. Si le temps pendant lequel on laisse s*accumuler Témanation n*est pas court, il faut faire une correction qui tient compte de la destruction de Témanalion pendant ce temps.

7. Il est important de connaître l'ionisation produite par une quantité d'émanation unité dans des conditions données. Si l'émanation est enfermée dans un récipient, une partie de sa radiation est absorbée par les parois.

Pour déterminer l'effet produit par ces parois, on construisit trois récipients cylindriquesde zinc portant suivant leur axe une tige de zinc isolée servant d'électrode (cylindre analogue à ceux déjà décrits, Jj 2). On mesurait dans ces appareils les courants de saturation à divers moments après l'introduction d'une quantité connue d'émanation, et l'on calculait l'intensité initiale du courant en utilisant Téquation (2).

La table suivante contient les dimensions des récipients cylindriques et les courants de saturation en unités électrostatiques correspondants lorsque chacun contient l'unité d'émanation. Dans la cinquième colonne, on a donné pour chaque récipient le rapport de la surface au volume. Dans la sixième colonne, on a donné les courants initiaux t^, et dans la septième les courants maximum au bout de trois heures. Ces courants sont chacun la moyenne des résultats obtenus dans plusieurs séries d'expériences.

Table IL

iamèlre

0,153 0,583 1,35 0,580 0,471 0,472 M 2 0,470 Petit >i .. 12,6 6,70 0,34 0,786 0,377 0,865 0,374

On a utilisé, pour obtenir les valeurs ci-dessus, Témanation fournie en deux heures par une solution de 0*^000i096 de bromure de radium, c'est-à-dire environ 0,79 unité. Le volume de la solution était d'environ 1 centimètre cube et celui du réservoir de verre qui la contenait d'environ 30 centimètres cubes. Pour établir un régime permanent, on prenait la précaution de balayer plusieurs fois ce ré-

Diamètre Longueur (cm) du

cylindre

Diamètre

de l'électrode

Grand cylindre..

Moyen »

6^0 DUANE

servoir avec de Tair, à des intervalles de deux heures, avant de recueillir l'émanation.

Môme en prenant cette précaution, la cause d'erreur principale dans les mesures est due aux variations dans la quantité d'émanation retirée de la solution. Les différences de cette provenance s'élèvent à environ 5 0/0 en recommençant plusieurs fois la même mesure. La valeur absolue du courant pour une quantité connue d'émanation n'est donc pas connue d'une façon bien précise pour chacun des récipients étudiés. Mais j'ai pu déterminer avec une exactitude beaucoup plus grande le rapport des intensités des courants obtenus dans chacun des récipients pour une même quantité d'émanation. J'ai pour cela recueilli dans une éprouvette graduée, sur le mercure, 100 centimètres cubes d'air chargé d'émanation. Le mélange d'air et d'émanation étant bien uniforme, le gaz a été divisé en trois parties exactement mesurées et introduites chacune respectivement dans un des récipients.

La dernière colonne (8) de la table II contient les courants initiaux calculés par la formule :

où s est la surface et V le volume du récipient, C et À sont deux constantes avec

C=izO,63, /r~ 0,326;

les courants calculés sont les mêmes que ceux mesurés (colonne 6) L'équation (3) peut s'interpréter de la manière suivante : on peut supposer que la radiation absorbée par les parois et la radiatioo secondaire qui peut en résulter sont proportionnelles à la surface et à la quantité d'émanation contenue par unité de volume d'air. Si chaque récipient contient la même quantité totale d'émanation, la quantité contenue par unité de volume est inversement proportionnelle au volume total. L'effet dû aux parois est donc proportionnel au rapport de S à V. La quantité C, dans l'équation (3), est le courant qui serait produit par la quantité d'émanation unité, si tout son rayonnement était absorbé par l'air.

La constante k est positive, ce qui indique que l'effet du rayonnement absorbé est plus grand que celui de la radiation secondaire qui peut prendre naissance.

J'ai fait deux autres séries de mesures en utilisant deux autres

solutions contenant respectivement 0«^0001iO et 0»%0000127 de bromure de radium dissous dans 5 centimètres cubes d*eau. J'ai trouvé pour C les valeurs 0,61 et 0,60 et pour k les valeurs 0,316 et 0,311. Ces résultats sont très voisins de ceux qui précèdent. Toutefois les résultats étaient plus réguliers en dissolvant le bromure de radium dans une moins grande quantité d'eau, comme dans la première série de mesures.

8. On peut tirer diverses conséquences de cette valeur de C :

1* Si Ton admet que la charge d'un ion est ô= 3, . 10-'® unités électrostatiques, on trouve que le nombre maximum d'ions de chaque signe produits en une seconde par l'unité d'émanation est

— — = 2,1 . 10^, quand toute la radiation est absorbée par l'air ;

2* Si l'énergie nécessaire pour ioniser une molécule d'air est égale à 3.10"^* ergs (Stark et Langevin), l'énergie d'ionisation que peut produire l'unité d'émanation pendant sa vie est au total égale à 3,13 . 10^ ergs. Cette énergie pour l'émanation dégagée par 1 gramme de bromure de radium pendant une heure correspond à 2,7 petites

calories, soit environ ^ de la chaleur dégagée par le bromure de

radium pendant le môme temps ;

3** Si l'émanation en équilibre au bout d'un temps prolongé avec 1 gramme de bromure de radium est égale à celle qui occupe 0''"3,00088 à l'état gazeux à 0^ et 760 millimètres de pression (Ramsay et Soddy), et si le nombre de molécules dans chaque centimètre cube multiplié par la charge d'un ion est égal à 1,24 X 10*** (Townsend), on peut en conclure qu'une molécule d'émanation produit en se détruisant 14500 ions de chaque signe. L'énergie utilisée en pro-

duisant ces ions est égale à 4,4. 10-' ergs, soit environ — de l'éner-

lo

gie d'une particule a trouvée par Rutherford.

9. Dans une nouvelle étude faite avec un condensateur à plateaux, j'ai pu vérifier l'exactitude des résultats qui précèdent, et j'ai pu, de plus, évaluer la loi d'absorption par Tair des rayons dus à l'émanation et à la radio-activité induite.

L'étude actuelle a été faite avec un condensateur à plateaux avec anneau de garde situé dans une cloche dans laquelle on pouvait introduire de l'air chargé d'une quantité connue d'émanation. On établissait une différence de potentiel de plusieurs centaines de volts

DUANE

le condensateur, et Ton mesurait le courant correscentrale par la méthode du quartz piézo-électrique. lent changer la distance des plateaux et effectuer ites les distances. On prenait les précautions déjà avoir sous la cloche des quantités bien connues )ntrôle du reste la quantité d'émanation introduite ; heures après l'introduction le courant électrique constante de 1 centimètre entre les plateaux, ^présenté par la figure 2.

^à la batterie

FiG. 2.

sont les suivantes :

•mé dans la cloclie 267 cm'

e Fanneau de garde et plateaux AB et CD 7,91 cm-

LOS l'anneau de garde EF 2,45 cm.

ode circulaire en cuivre GH 2,335 cm.

né pour diverses distances des plateaux : 1** le counentoù l'on vient d'introduire l'émanation (*) ; 2** le au bout de trois heures quand un état de régime appareil ; ce courant est dû à l'émanation et à la lite ; 3^ le courant que l'on obtient avec la radio-acile en renouvelant Pair de l'appareil pour chasser I mesure a été faite une demi-heure après avoir

pas déterminé directement, mais déduit par extrapolation ms les premières minutes, ainsi que je l'ai expliqué (2 5).

retiré rémanation, dételle sorte que le rayonnement est uniquement dû à la troisième substance C de la radio-activité induite.

11. La table III ci-après contient les résultats obtenus pour les courants dus à Témanation seule. Tous les courants sont exprimés en unités électrostatiques. La première colonne contient la distance d entre les plateaux ; la deuxième colonne, les courants initiaux calculés par la formule (2) et déduits par extrapolation de dix mesures faites après chaque minute pendant les dix premières minutes après lemomentoùTémanation aété introduite dans Tappareil. La troisième colonne donne la valeur des courants mesurés le lendemain pour une distance constante, 1 centimètre, entre les plateaux. La mesure est faite vingt heures après l'introduction de Témanation dans le récipient et dix-sept heures après le moment où on a réglé la distance des plateaux à 1 centimètre/Les nombres de cette colonne sont chacun la moyenne de dix mesures, et ils donnent très exactement les valeurs relatives de la quantité d'émanation utilisée dans les diverses expériences. La quatrième colonne contient les courants initiaux pour Tunité de surface, 1 centimètre carré des plateaux courants calculés pour le cas où Tunité de volume d'air, 1 centimètre cube, contiendrait Tunité d'émanation. Les nombres de cette colonne sont corrigés (d'après les indications de la troisième colonne) des erreurs provenant des petites différences obtenues dans la quantité d'émanation introduite dans les diverses opérations. L'émanation utilisée était celle produite pendant vingt-quatre heures dans un flacon contenant une solution de bromure de radium. On a tenu compte de la destruction spontanée de l'émanation pendant vingt-quatre heures, et pour cela on a calculé la quantité d'émanation accumulée par la formule

q -- 5- (1 — <î"^')' avec X z=z 2,02 X 10 «,

A étant la quantité d'émanation produite par seconde. La cinquième colonne contient les courants calculés par la formule (4) :

:0,63 [d — {{ - Table III.