CARACTÈRES DES SELS DE RADIUM

Caractères chimiques.

Le bromure de radium ainsi obtenu a une activité environ un million de fois plus grande que l'uranium métallique. Tous les sels de radium : bromure, chlorure, azotate, carbonate, sulfate, ont le même aspect que ceux de baryum, quand ils viennent d'être préparés à l'état solide ; ils sont alors blancs. Cependant, ils se colorent progressivement avec le temps en jaune et même en violet.

Au point de vue chimique, tous les sels de radium ont des propriétés absolument comparables aux sels correspondants de baryum. Cependant, le chlorure et le bromure de radium sont moins solubles que le chlorure et le bromure de baryum. C'est cette propriété importante que l'on a utilisée dans la séparation du radium et du baryum.

M. Giesel a constaté que le chlorure de radium, à l'état solide ou en solution, produit d'une façon continue de l'hydrogène. De plus, un chlorure de radium, qui a été enfermé pendant quelque temps dans une ampoule, dégage, lorsqu'on brise l'ampoule, une forte odeur de chlore.

Coloration de la flamme et spectre.

Les sels de radium communiquent à la flamme une superbe teinte carmin.

Dès le début des recherches de M. et M™^ Curie sur les substances radioactives, le regretté M. Demarçay avait bien voulu se charger de

l'examen spectroscopiqiie de ces substances. Le concours d'un spectroscopiste aussi distingué est venu apporter un contrôle iuiportant à l'hypothèse de l'existence d'éléments nouveaux radioactifs. L'analyse spectrale a, dans le cas du radium, confirmé d'une façon complète cette hypothèse.

L'étude du spectre a été reprise depuis par MM. Runge et Precht, et Crookes.

Le spectre du radium est bien caractéristique ; son aspect général est celui des métaux alcalino-terreux, c'est-à-dire que l'on y trouve des raies fortes avec quelques bandes nébuleuses.

Avec l'étincelle et une solution de chlorure de radium pur, M. Demarçay a obtenu un spectre dont toutes les raies sont nettes et étroites. Les trois principales raies sont, l'une dans le bleu (X = 468,30), les deux autres, dans le violet (X = 434,06) et l'ultra-violet (X = 381,47). Ces trois raies sont fortes et atteignent l'égalité avec les raies les plus intenses actuellement connues. On aperçoit également dans le spectre deux bandes nébuleuses fortes : l'une est dans le bleu, l'autre commence dans le bleu indigo et est dégradée vers l'ultra-violet.

D'après M. Demarçay, le radium peut figurer parmi les corps ayant la réaction spectrale la plus sensible. On commence à apercevoir la principale raie du radium (X = 381,47) avec des matières cinquante fois plus actives que l'uranium. Cependant, la sensibilité de la méthode spectroscopique n'est en rien comparable avec la sensibilité de la méthode électrique précédemment décrite ; celle-ci permet, en effet, de déceler la présence d'une substance radioactive alors même que son activité n'atteint que le Vioo de celle de l'uranium.

Le spectre de flamme des sels de radium, examiné par M. Giesel, contient deux belles bandes rouges, une raie dans le bleu vert et deux lignes faibles dans le violet. Ce spectre est très brillant.

Poids atomique.

Le poids atomique du radium a été déterminé par M™« Curie ; il est égal à 225.

Pour effectuer cette détermination, M'"^ Curie a employé la méthode classique, qui consiste à doser, à l'état de chlorure d'argent, le chlore

contenu dans un poids connu de chlorure do radium anhydre. Le chlorure employé dans les dernières mesures a été soigneusement purifié et complètement débarrassé du baryum qui l'accompagnait, en répétant un très grand nombre de fois les fractionnements. Examiné par M. Demarçay au spectroscope, il ne contient, d'après lui, que des traces infinitésimales de baryum, incapables d'influencer d'une façon appréciable le poids atomique.

Le radium constitue un élément nouveau du groupe des métaux alcalino-terreux. Il est dans cette série l'homologue supérieur du baryum.

D'après son poids atomique, le radium vient se placer également dans le tableau de Mendéléeff à la suite du baryum, dans la colonne des métaux alcalino-terreux et sur la rangée qui contient déjà l'uranium et le thorium.

Luminosité des sels de radiuiu.

Tous les sels de radium sont lumineux dans l'obscurité. Cette luminosité est particulièrement intense avec le chlorure et le bromure de radium, quand le produit vient d'être chauffé ; elle diminue dès que le sel reprend de l'humidité. Les chlorure et bromure de radium, étant très hygrométriques, doivent être placés dans des tubes scellés, pour conserver l'éclat qu'ils ont acquis après le chauffage. La lumière émise par les sels de radium rappelle comme teinte celle du ver luisant (lampyre) ; elle peut avoir assez de force pour être vue en plein jour.

Dégagement de chaleur des sels de radium,

Les sels de radium sont le siège d'un dégagement spontané et continu de chaleur. Un gramme de bromure de radium, préparé depuis plusieurs mois, dégage en moyenne 100 petites calories par heure ; c'est dire qu'en une heure un gramme de radium peut fondre un peu plus que son poids de glace.

Ce dégagement de chaleur est assez fort pour qu'on puisse le mettre

en évidence même par une expérience grossière, faite avec un thermomètre.

Un thermomètre t et une ampoule a contenant 7 décigrammes de bromure de radium, par exemple, sont placés dans un vase à isolement calorifique A (fig. 13 et 14).

Quand l'équilibre thermique est établi, le thermomètre t indique

Dégagement de chaleur Fig. 15.

des sels de radium. Ébullition de l'hydrogène liquéfié,

produite par les sels de radium.

constamment un excès de température de 3 degrés sur les indications d'un autre thermomètre i' placé dans les mêmes conditions, mais avec une ampoule contenant un sel inactif, du chlorure de baryum par exemple.

La quantité de chaleur dégagée est évaluée, à l'aide du calorimètre de Bunsen, en plaçant dans le calorimètre une ampoule de verre qui contient le sel de radium; on constate un apport continu de chaleur, qui s'arrête dès que l'on éloigne le radium. On peut également employer l'appareil représenté par la figure 15 dans lequel on utilise la chaleur produite par le radium pour faire bouillir un gaz liquéfié. Cette expérience réussit particulièrement bien avec l'hydrogène hquide :

Un tube A (fermé à la partie inférieure et entouré d'un isolateur thermique à vide) contient un peu d'hydrogène liquide H; un tube de dégagement t permet de recueillir le gaz dans une éprouvette graduée E remplie d'eau. Le tube A et son isolateur plongent tous deux

dans un buin d'hydrogène liquide H". Dans ces conditions, aucun dégagement gazeux ne se produit dans le tube A ; mais si l'on introduit dans l'hydrogène du tube A une ampoule contenant du sel de radium, il se fait un dégagement continu de gaz hydrogène que l'on recueille en E.

Sept décigrammes de bromure de radium font dégager environ 70 centimètres cubes de gaz par minute.

Un sel de radium qui vient d'être préparé dégage une quantité de chaleur relativement faible. La chaleur dégagée en un temps donné augmente ensuite continuellement et tend vers une valeur déterminée qui n'est pas encore tout à fait atteinte au bout d'un mois.

Quand on dissout dans l'eau un sel de radium et que l'on enferme la solution dans un tube scellé, la quantité de chaleur dégagée par la solution est d'abord faible; elle augmente ensuite et tend à devenir constante au bout d'un mois. Quand l'état limite est atteint, le sel de radium enfermé en tube scellé dégage la même quantité de chaleur à l'état solide et à l'état de dissolution.

Variations d'activité des sels de radium.

Les sels de radium maintenus dans un même état physique possèdent une activité permanente qui ne présente pas de différences appréciables, même au bout de plusieurs années.

Cependant, quand on vient de préparer un sel de radium à l'état solide, il n'a pas tout d'abord une activité constante ; celle-ci va en augmentant avec le temps et atteint une valeur limite sensiblement invariable au bout d'un mois environ. L'activité Umite est quatre à cinq fois plus grande que l'activité initiale.

Le phénomène inverse se produit quand on dissout un sel de radium dans Teau. L'activité de la solution est d'abord très grande^ puis, si la solution est abandonnée à l'air libre, elle perd rapidement une partie de son activité et prend finalement une activité limite qui peut être considérablement plus faible que celle du produit initial.

Lorsqu'on chauffe un sel de radium, son activité diminue, mais cette diminution ne persiste pas quand on ramène le sel à la température ambiante. Le sel reprend peu à peu son activité primitive.

Rayonnement et radioactivité induite produits par les sels de radium.

Les sels de radium émettent d'une façon spontanée et continue un rayonnement spécial capable de provoquer des phénomènes d'une intensité remarquable.

Ils peuvent enfin communiquer leurs propriétés à tous les corps placés dans leur voisinage. Ce phénomène constitue le phénomène de la radioactivité induite.

Ces deux dernières propriétés sont d'une importance considérable, tant au point de vue des phénomènes eux-mêmes, que des effets qu'ils peuvent engendrer. Elles méritent qu'on leur consacre une très large place dans l'étude des phénomènes produits par les sels de radium.