Au MOYEN DE L'ELECTROMÈTRE

Le dispositif employé à cet effet se compose, comme dans l'appareil précédent, d'un condensateur formé de deux plateaux A et B (fig. 9).

Terre

Fig.

Dispositif employé dans la méthode électrométrique.

L'un des plateaux B est porté à un potentiel élevé en le reliant à l'un des pôles d'une batterie d'accumulateurs P d'un grand nombre d'éléments, dont l'autre pôle est à terre. L'autre plateau A est maintenu au potentiel de la terre par le fil CD. Quand on place sur le plateau B une substance radioactive, un courant électrique s'établit entre les deux plateaux.

Le potentiel du plateau A est indiqué par un électromètre E. Si l'on

^l'interrompt en G la communication avec la terre, le plateau A se charge, et cette charge fait dévier l'électromètre. La vitesse de la déviation est proportionnelle à l'intensité du courant, et peut servir à la mesurer. Mais il est préférable d'effectuer cette mesure en compensant la charge que prend le plateau A, de manière à maintenir l'électromètre au zéro. Les charges dont il est question ici sont extrêmement faibles; elles peuvent être compensées au moyen d'un quartz piézo- électrique Q.

Le quartz piézo-électrique, réahsé par MM. J. et P. Curie, constitue un étalon de quantité d'électricité parfaitement constant. L'appareil est basé sur le principe suivant : si l'on exerce sur un cristal de quartz une traction à la fois normale à l'axe optique et à l'axe binaire, le cristal se polarise électriquement dans le sens de l'axe binaire, et les deux faces qui lui sont normales semblent chargées de deux couches d'électricité de nom contraire. En recouvrant ces deux faces de feuilles d'étain, on forme un condensateur qui se charge d'électricité quand on exerce la traction ; si, après avoir déchargé les feuilles d'étain, on fait ensuite cesser la traction, le condensateur se charge de nouveau, mais cette fois, les charges sur chaque face sont égales et de signe contraire à celles obtenues dans la première expérience.

L'appareil est formé d'une lame de quartz longue et mince, convenablement taillée et mastiquée à ses deux extrémités, en H et B (fîg. 10 et 11), dans des pièces métalliques. Ces pièces servent à transmettre une traction exercée à l'aide de poids placés dans un plateau. L'extrémité H est suspendue à un crochet fixe. A l'extrémité inférieure B vient s'accrocher une tige qui transmet l'effort de traction. Les faces opposées de la lame de quartz sont recouvertes de feuilles d'étain isolées, telles que mn, m!n', sur lesquelles se dégage l'électricité. Deux petits ressorts légers r et / mettent ces feuilles d'étain en communication avec les appareils électriques.

La quantité d'électricité dégagée par la lame de quartz est propoi*tionnelle au poids tenseur.

Pour compenser le courant produit dans le condensateur, on soumet la lame de quartz à une tension connue, produite par un poids placé dans le plateau P (fig. 9). On supprime en G la communication du plateau A avec la terre et l'on soulève peu à peu, à la main, le poids

du plateau P. Cette opération fait dégager progressivement une quantité connue d'électricité pendant un temps qu'on mesure.

L'opération peut être réglée de telle manière qu'il y ait, à chaque instant, compensation entre la quantité d'électricité qui traverse le condensateur et celle de signe contraire que fournit le quartz. On peut ainsi mesurer en valeur absolue la quantité d'électricité qui traverse le condensateur pendant un temps donné, c'est-à-dire l'intensité du courant. La mesure effectuée dans ces conditions est indépendante de la sensibilité de l'électromètre. Cette méthode est extrêmement sensible; on peut, par exemple, déceler la radioactivité d'un produit, quand elle n'est que Vioo de celle de l'uranium métallique.

Cependant l'activité que l'on peut mesurer par cette méthode est assez limitée ; il se peut, en effet, que le quartz ne puisse plus fournir dans un temps convenable une quantité d'électricité suffisante. On tourne alors la difficulté en faisant varier la surface de la matière active placée dans le condensateur. Plus la surface est grande, plus le courant qui traverse le condensateur est intense. On détermine, une fois pour toutes, pour chacune des surfaces employées, la valeur relative des courants mesurés, en les ramenant tous à une même surface. Cette opération se fait très simplement en mesurant les courants obtenus avec un même produit pour différentes surfaces.

Pour dés produits très actifs, on est obligé d'employer des surfaces très petites ; il en résulte une erreur notable dans la mesure, car il est difficile d'obtenir une surface bien définie. On préfère employer, dans ce cas, un dispositif légèrement différent, qui consiste à placer le produit au-dessous du condensateur, à une distance plus ou moins grande de celui-ci, suivant l'activité de la substance à mesurer. Le rayonnement qui traverse les plateaux du condensateur peut être ainsi considérablement diminué.

On pourrait aussi mesurer le courant à l'aide d'un galvanomètre sensible. Cette méthode est assez longue et déhcate à employer ; il faut, en effet, vérifier après chaque mesure la sensibihté du galvanomètre»

Si, pour un même condensateur et une même substance radioactive placée entre les deux plateaux, on fait varier la différence de potentiel entre les deux armatures, on constate que le courant mesuré augmente avec la différence de potentiel; Cependant, pour de fortes dif-

FiG. 10 et 11. — Quartz piézo-électrique de MM. J. et P. Curie.

férences de potentiel, le courant tend vers une valeur limite qui est sensiblement constante. C'est ce courant limite que l'on prend comme mesure de la radioactivité. L'ordre de grandeur des courants limites que l'on obtient avec les composés d'urane est de 10-^^ ampères pour un condensateur dont les plateaux ont 8 centimètres de diamètre et sont distants de 3 centimètres. C'est l'intensité prise pour unité dans le diagramme de la figure 12. Si l'on adopte comme unité d'activité

Dist . pJâ

t. zc/p

Disù.pJc

It. S^^irv

Djf/ercnce de voteniiel en volts

FiG. 12. — Diagramme des intensités du courant en fonction des différences de potentiel entre les plateaux du condensateur.

le courant obtenu avec l'uranium métallique, l'activité des autres substances sera exprimée en fonction de l'activité de l'uranium.

C'est cette méthode que M. et W^^ Curie ont appliquée dès le début de leurs recherches, dans les essais de concentration des produits actifs. Ils mesuraient la radioactivité d'un produit et effectuaient sur ce dernier une séparation chimique. Ils mesuraient ensuite la radioactivité de tous les produits obtenus et constataient ainsi comment et en quelles proportions la substance radioactive était répartie entre les diverses parties séparées. M. et M"^^ Curie obtenaient ainsi des indications en partie comparables avec celles qu'aurait fournies l'analyse spectrale.

Cette méthode de recherches avait, dans le cas de la radioactivité, le grand avantage d'être considérablement plus sensible que la méthode spectrale.