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Rayonnements et substances étudiés.

Rayons X. — L'appareil à détente que nous venons de décrire rapidement, peut être utilisé à toutes sortes d’études sur les rayons ionisants : rayons « (voir par exemple Journal de physique, mars 1926) rayons $, rayons X. Dans ce dernier cas, qui correspond aux travaux exposés ici, il faut disposer d’une source de rayons, permettant d'obtenir un faisceau intense, et autant que possible monochromatique, dont on fera varier la longueur d’onde moyenne selon les besoins de la recherche.

J'ai pu me servir d’un poste de haute tension appartenant au laboratoire de M. Urbain. Ce poste alimentait sous des

potentiels allant de 10 à 100 kv. une ampoule Coolidge standard. Le tube était enfermé dans une caisse doublée de plomb, percée d’un trou pour le passage du rayonnement. Le faisceau de rayons X, diaphragmé jusqu'au diamètre de 1/2 mm. par une série de canaux creusés dans des pièces de plomb,

pouvait être filtré de diverses manières par l’interposition de lames métalliques. Les régimes principalement employés ont été les suivants :

Pl ———

Longueur

Potentiel [Courant Filtre d'onde ' moyenne

10 kv. | 20 ma. |papier T2 UUX

100) 15 » |o,25 mm. aluminium, ,0,9 »

30 » 7 » |o,5 mm. molybdène, 3 mm. aluminium| 0,6 »

30 » 7 » |5 mm. aluminium. 0,5 »

60 » 5 » [1 mm. cuivre. : 0,25 »

100 » 3 » |2 mm. cuivre. 0,100)

60 » 5 » [Samarium (SmCl). 0,26 »

15 0» 20 » |Arsenic (As?0i). I »

Un essai a été fait pour réaliser un faisceau réellement monochromatique, à l’aide d’un cristal. La raie choisie était K, du tungstène, sélectionnée grâce à une lame de sel gemme, par la méthode de la réflexion sur les plans internes, de Rutherford. Les résultats ont été les mêmes que pour le cas de l'excitation à 100 kv., avec filtration sur cuivre. Comme les difficultés de réalisation étaient considérables vu le peu de place disponible, j'ai préféré opérer en général avec des rayons X filtrés, ce qui est suffisant pour l'étude présentée ici.

Composition des atmosphères. — Une seconde variable est fournie par la composition des gaz soumis à l’ionisation et à la détente. C. T. R. Wilson avait opéré dans l’air à la pression atmosphérique ou sous pression réduite. J'ai préféré utiliser des atmosphères artificielles de composition variable

et contenant le plus souvent une forte proportion d'hydrogène. Les avantages de cette disposition sont les suivants. Tout d'abord l'hydrogène ne compte pas au point de vue de l'absorption des rayons X, les fréquences représentées dans le faisceau incident ayant toujours été assez grandes pour ne produire dans ce gaz aucun effet secondaire appréciable ; seul l'effet Compton se faisait sentir pour des rayons suffisamment pénétrants. Tout se passe donc comme si les gaz plus lourds, présents dans le mélange, étaient seuls.

De plus, l'hydrogène jouant le rôle de diluant, les parcours des rayons 6 secondaires produits par l'effet photoélectrique sur les atomes lourds, sont beaucoup plus longs qu'ils ne le seraient dans l’air, ou dans les gaz étudiés purs. On pourra grâce à cette sorte de grossissement des phénomènes, apercevoir des détails importants des figures d'ionisation : c’est en somme sous une forme très pratique ce que C.T.R. Wilson a réalisé par l'emploi de pression réduite ({).- IL est aussi assez avantageux d'avoir des trajectoires électroniques plus rectilignes, comportant moins de déviations brusques comme c’est le cas dans les gaz très légers, car cela facilite grandement les mesures de longueur et d’angles auxquels on doit les soumettre.

Même au point de vue du fonctionnement général de l’appareil l'hydrogène se montre favorable, en diminuant l’importance des remous de gaz qui suivent la chute du piston dans la chambre de détente, et en accélérant la disparition de poussières et d'ions parasites, germes du brouillard général souvent si tenace.

En dehors de l’hydrogène, simple diluant, les atmosphères contiennent nécessairement la vapeur d’eau saturée qu'exige le fonctionnement même de l'appareil. Ensuite, il faut aussi une certaine proportion d’un gaz « actif » c’est-à-dire absorbant pour les rayons X, sur les atomes duquel va se produire

(:) Proc. Roy. Soc., t. CIV, p. r.

l'effet photoélectrique. Les tentatives effectuées pour employer des gaz lourds composés, après avoir donné les premiers renseignements et mis sur la voie de l’effet photoélectrique complexe, ont été abandonnés à cause de l’irrégularité des résultats pratiques obtenus. Les corps suivants ont été ainsi essayés : CHCIF, CCI, CHI, CH?Br?, CO? ; il est probable qu'ils réagissent avec l'hydrogène, à la faveur de l’humidité et peut être aussi de la lumière, et que ces réactions amènent la production de nombreux ions, germes de brouillard. Un essai pour utiliser la vapeur d’iode a donné de mauvais résultats, sans doute pour la même raison.

Il semble donc nécessaire de recourir à des gaz chimiquement neutres, inaltérables dans l'hydrogène humide, même à la lumière, et de poids atomiques convenablement répartis dans le tableau périodique. Ces conditions ne sont guère réalisées que par la série des gaz rares, et c’est grâce à ce matériel de choix que le fonctionnement absolument régulier de l'appareil à détente a pu être obtenu. J'ai ainsi étudié le néon, l’argon, le krypton et le xénon.