SUR LA GONDUCTIBILITB ET LA RADIOACTIVITÉ DE L* ATMOSPHÈRE

pendant tout le lenips qu'il est entouré par l'air provenant de Toxyde de thorium. Une charge positive ne possède pas cette intluence de favoriser la production du rajonnement induit.

Les rayons de Becquerel émis par les substances ainsi activées artificiellement peuvent être mis en évidence le plus simplement par leur propriété de rendre l'air conducteur par ionisation; mais on peut aussi obtenir des actions sur la plaque photographique. D'après Dorn ('), Curie et Debierne (^), on peut, avec les préparations de radium, provoquer des phénomènes qui, dans leurs traits essentiels, sont de la même espèce.

Or, comme Pair amosphérique naturel, abstraction faite de la différence de l'intensité, montre, sous le rapport de la conductibilité élec- Irique, de remarquables analogies avec les gaz qui ont été en contact avec les substances radioactives, il était tout indiqué d'y rechercher un rayonnement induit produit sans le concours de ces substances par l'air lui-même.

Les premières expériences faites dans cette direction, il y a environ un an, après la publication de la découverte de Rutherford, n'eurent qu'un résultat incertain, parce que la sensibilité de la méthode de mesure était insuffisante. Mais, pendant les recherches sur les propriétés électriques des masses d'air closes, l'idée qu'un tel rayonnement induit pouvait exister reçut un nouvel aliment par la constalaiion renouvelée des analogies de l'espèce indiquée; en même temps se présenta d'elle-même une méthode plus sûre et plus sensible.

Sous la grande cloche de verre décrite précédemment ('), se trouve, muni de son corps de déperdition, l'électroscope destiné à la mesure de la conductibilité de l'air renfermé; il peut être chargé du dehors au moyen d'une sonde, et est entouré d'une enveloppe de toile métallique fermée de toutes parts pour éviter les charges perturbairices de la paroi de verre ; si l'on amène sous la cloche une substance même très faiblement radioactive, sa présence se manifestera par I augmentation de la dispersion électrique.

Nous avons utilisé précisément ce manteau de toile métallique qui entoure l'électroscope comme le corps d'expérience sur lequel nous

(')E. DoHNf Sitzungsber, der naturforschenden GesetUchaft à Halle, juin

(') Curie et DKBiRRNEf Comptes rendus, t. (IXXXII, 1901, p. 548 et 768. Physiff^ûche Zeitschrift, t. II, 1901, p. 5oo et 5i3. (^) Physikalische Zeitschrift, t. II, 1901, p. 56o.

m6 J. BLSTICa BT H. GéCITCL

cherchions à dê\dopper un rayonnemeat induit pu- contact a%ec l'air libre.

n alH>ni, on déterminait la perte de tension que l'êlcctruscope. eatoiirê de la ttiile laêtallique, subit dans un temps dclerminé sous b cloi^he« («r $uite de la dis|>ersion normale dans Tair fraicbcment ia^ troduit. lùiAiite nou« exposions la toile métallique ch^pcc positive» ment ou nè|;ati^enient pendant plusieurs heures â Fair libre daasle janlin. 1^ change était produite par une batterie d'accuraulateari i haute tensitfttt en série avec une pile Zamboni, uu mieux par oae o>p<Vc de machine à influence i eau actionnée par la canalisatioa dVau > * >: dans le premier cas« la différenoede potentiel a\ec la terre |M»u\ait être d*en\intn tk>o \olts; dans le second, oUe était de quel^acs milliers de volts et correspondait à une longueur d étincelle de i*" à a"^.

Inefois rex|Mtsttion terminée, la toile métallique était de nouveta placée sur rcItH^tn^scmpe et le tout sous la cloche, et Ton détermiaail de nou\eau la disf^rsion. On trouvait alors toujours une augmentatitin nM!*lle« quelquefois très notable* de la dispersion des deux espèces d\'lertricilé sous la chiche, quand la toile métallique avait été chargée 9èr::t9itV^mt*9Êt: (Muir une charge positive l'augmentation n'avait pai lieu. l/clFet se manifestait aussi bien pour des toiles métalliques ei laiton que |H»ur des toiles en fer galvanisé ; de grands morceaux de enivre en lame minre« de carton ou de toile, comme aussi des feuillet tic plantes, donnaient qiuilitativement le même résultat. La condacti* bilitc anortuule uiiisi communique^ k Tair, c'est-à-dire Faction ioni- >iiiite «lu rorp> pn'cédeuunent exposé, diininue, comme dans \t^ c\poricn<cs de Kuthcrfonl, au cours du temps; pourtant elle est encore |>ert^eptilile apivs un jour, même quand Tair sous la cloche est rcniundc frcqncnuncnt dans fintervalle. Elle est d^aulant plus élevée et plus «liir^Mc que le corps en ex|HTience a été exposé à l'air libre plus l<tn^tenips et a\ec une charge plus élevée, mais dépend aussi M.iist luhlahienient des circtHistances météorologiques. Les séries 4roUser>ation> sni\ante> |>eu\ent ser\ir d'exemple :

i(i mcii. — <'»/i/i«//f c/i aV '/<* laiton (mailles de a*").

S'' à i)'' a. IViie de tension par heure avant Texposilion : 3- volts. ()''.*)■'- 1 i''. Le cvllndre est exposé avec une charge négative.

{ ' I ('.«' Niiu|»lr ,ipp«iroil, t'oiiuë par la combinaison de deux walerdropper deTAioa- M>n, a vw (lorrit par nous aux U ied, Ann,, l. \XV, itMS, p. ii4.

SUR LA CONDUCTIBILITE CT LA RAIHOACTIVITE DE L* ATMOSPHÈRE. aoj

I !*■ 5"'-i2**5'". Perte de tension par heure : 63 volts. i2*'8'"-2**7"\ P^r^^ de tensfon pariieure : 4"? 5 volts.

!î7 mai, — Cylindre en fil de laiton.

^•■ao"* a.-8**2o"*. Perte de. tension par heure avant l'exposition :

44 ^ohs.

8*'4o"'-io**4o"' Le cjlindre est exposé avec une charge positii^e, io^43"-i i*'43"*. Perte de tension par heure : 38 volts.

29 mai, — Toile de fer galvanisé {mailles de 20""").

^^lïî"' a.-9*'22"'. Perle <le tension par heure avant l'exposition : 47 voks.

g^35"-io*'»o'". Le cytiadre est exp<»^ avec une chaif;e positive,

io*'24*""" ï^P"- Perte de tension calculée pour i heure : 45,3Tolts.

1 1**! 5*-i 2'*o'". Le cylindre est exposé avec une charge négative. î is^S"-! 2^48". Perte de tension calcHlée pour i heure : 97, 3 vo'lts. c i*'-2*'5'". Perle de tension calculée pour i heure : 67,0 volts.

S^o^-ô^o"*. Perte de tension calculée poar 1 heure : 42,0 volts.

Si mai. — Toile de fil de fer gaivanisé.

8''20°*a.-i i*'3o'". Le cylindre est exposé avec une charge négative, I i''33"'-i i**48™. Perte de tension calculée pour 1 heure : 244 volts. 12*' 24™- 12** 39"'. Perte de tension calculée pour i heure : ig-i volts. 9*''"'"9*'3i'"* Perte de tension calculée pour 1 heure (cloche aérée - dans l'inlervaUe) : 53 volts.

19 juin. — Expériences sur des feuilles de plantes qui étaient placées

sur la toile de fil de fer galvanisé.

a^4"**2**i9"p. Trois feuilles de marronnier d'Inde non chargées auparavant étaient placées sur la toile métallique. Chute de tension calculée pour 1 heure : 4^,4 volts.

a*25™-2**4o". Trois feuilles analogues mais exposées pendant 16 heures avec une charge négative. Chute de tension calculée pour I beure : 32 1,6 volts.

21 juin (suite).

a" 3"-2**i8" p. Trois feuilles non chargées, comme ci-dessus. Chute de tension, calculée pour i heure : 69, 6 volts.

ao8

J. ELSTBR HT H. GBITEL.

2**26"'-2*'4''"' Trois feuilles exposées pendant i6 heures avec ooe charge positive. Perle de tension par heure : 68,8 volls.

(La toile métallique avait été exposée avec une charge négatiie depuis le 19 juin au soir jusqu'au 20 au matin; à cause de cela il subsistait encore le 21 juin une conductibilité de Tair un peu élevée, mais qui naugmenta pas par l'introduction des feuilles chargées posiliveuient au préalable.)

La charge des objets exposés à Tair libre se faisait dans tous les cas au moyen de la machine à influence à eau.

Très appropriés aux expériences décrites se montrèrent aussi des 6b de cuivre de 10'" à 20'" de long et de o'""',5 d^épaisseur, qui élaieift tendus isolés dans le jardin et chargés jusqu^au potentiel équivilenlà 2""' d'étincelle environ. Après une exposition de 24 heures, nous les roulions et les placions sur la toile métallique sous la cloche de vene. L'accélération de la déperdition est très nette quand la charge antérieure était négative, même quand on enveloppe le rouleau de fil dans une feuille d^aluminium. Une charge positive préalable n'a aaciiic action de ce genre.

Si l'on frotte le fil quand il a été chargé négativement pendanl 24 heures, avec un morceau de papier filtre, le papier prend une faible activité. On obtient un efl'et plus intense si, comme le faisait Rutlierford dans ses expériences sur le rayonnement induit do thorium, on humecte le papier, avant de frotter le fil, avec an peu d'acide rhlorhydrique, que Ton chasse tout de suite après par un chauflage dans une capsule de porcelaine, prolongé jusqu'à ce quek papier soit carbonisé. Le charbon ainsi obtenu est relativement très actif, mais Tnctixité diminue déjà notablement en quelques heures (*).

Déjà le lait (|ue les fils qui ont été exposés avec une charge négative rendent Tair con<iu<'leur à travers une feuille daluminium, montre (ju il doit se produire un véritable rayonnemenlde Becquerel. Cependant \\\\v confirmation de ceUe expérience par la voie photographique rlail Irrs désirable. Une grande difficulté réside dans ce fait que la substance active csl rc'pandue à 1 état de division extrêmement fine à la surface du conduc-teur considéré, et par suite difficile à obtenir sous une forme concentrée*. Il était néanmoins possible d'obtenir une action ph<)tographic|ue faible du papier carbonisé, activé par le procc'dé décrit ci-dessus, à travers une lame d'étain et une couche de

(') Le tii einpiové avail'flc d'alioni l.ivé avec de Tacide chlorhydrique pur; le résidu de l'évaporalion de Tacide employé s'était montré inactif.

SVB LA CONDUCTIBILITÉ ET LA BADIOACTIVITÉ DE l' ATMOSPHÈRE. ^09

feuilles d'aluminium ; cependant ce fait a besoin encore d'un contrôle a\ec perfectionnement de la méthode.

Parmi les conséquences que Ton peut tirer de ces expériences sur les propriétés électriques de l'atmosphère, nous signalons seulement la suivante : partout où une chute de potentiel positive élevée de réleclricité atmosphérique amène une densité plus grande de la charge négative du sol, comme par exemple sur les sommets des montagnes, doit se produire une activalion de la surface terrestre et par suite une conductibilité plus élevée de Tair.

Certaines anomalies signalées dans le précédent travail ('), que nous avons observées dans les expériences sur la dispersion de l'électricité dans les espaces clos, lorsque nous introduisions des corps qui avaient été précédemment exposés à l'air pendant un certain temps avec une charge électrique, trouvent maintenant leur explication.

Il n'est pas vraisemblable que les mesures de dispersion électrique à l'air libre aient pu être influencées d'une manière appréciable par une activation progressive de l'appareil de mesure lui-même : cela résulte de la brièveté du temps d'exposition employé (i5 minutes) et du renouvellement continuel de l'air par le vent dans les conditions normales.

Nous résumons l'essentiel de la précédente communication de la Manière suivante : l'air atmosphérique naturel a la propriété de rendre temporairement radioactifs les corps négativement chargés de n'importe quelle espèce au contact desquels il arrive.

Si l'on adopte l'expression introduite par Rutherford A'' émanation des substances radioactives pour désigner leur propriété de rendre les gaz qui les entourent non seulement conducteurs, mais eux-mêmes radioactifs, il faut admettre l'existence dans l'atmosphère d'une telle émanation, c'est-à-dire, d'après une publication toute récente de Rutherford (^), d'un gaz radioactif.

( ' ) Page aoa, noie i.

(') E. Rutherford, Nature, l. LXIV, 1901, p. 167

^lO J. BLSTER ET H. GEITBL.

YI. — DESGRIFTIOir DU PROCÉDÉ POUl ttlllUA TEMPORÂIREiraiT RADI0ACTI?E8 AYIC L'AU â'

Physikalische Zeitschri/l, t. III, 190a, p, 3o5.

Les auteurs donnent des détails sur les procédés à employer pour obteiir des substances temporairement actives avec l'air ordinaire. Ils recomauKletK' remploi des fils de cuivre ou d'aluminium chargés négativement à l'air librr* ou dans les caves.

.... T/obtentioii d'impressions photographiques au moren de» sob-stances radioactives extraites de Fair est notablement plus difficile' que la mise en évidence de leur action sur rélectroscope. Cela tieo& d'abord à leur rayonnement relativement faible, ensuite à la dimi — nution rapide de ce rayonnement avec le temps. Aussi n'avoosniou^ pas réussi à obtenir des impressions nettes sur la plaque photogra — pliique avec les fils activés tout seuls. Il faut, pour y réussir, concentre'*' d'abord dans un petit espace la masse rayonnante, qui est répandu^^ sur le fil en couche superficielle extrêmement mince. On y arrive ^ comme on l'a déjà indiqué plus haut, en frottant le fil avec un mor— c(;uu de cuir. Si l'on humecte celui-ci avec quelques gouttes d'amm»- Iliaque, il prend, quand on frotte un fil de cuivre, une couleur l)lruatr<' d'oxyde de cuivre ammoniacal; en chauffant très fortement, jiiM|ii'à brûler le cuir, on chasse aussi rapidement que possible 1 ammoniaque (*t riiuniiditr.

\ve(! les fils d'ahuiiinium, on peut, comme il a été dit atissi. sVparj;iHT l'emploi de procédés chimiques. Les morceaux de cuir ainsi prépari's, rerouvcM'ts de la couche superficielle du métal activé, montrenl à réle(!lros(!ope une activité très vive, qui est tout à fait comparable, pour uncî surface égale, à celle du minerai d'urane; ils exercent aussi des actions pholo^raphicpKîs à travers des couches opaques.

Pour obtenir <les radio»;ranimes de ce genre, nous opérons île la nianirrc suivante :

Une; pla(|ue Schicussner extra-sensible placée dans une en\eloppe (U' papier opaipic à la luniicrc» est recouverte, la couche sensible \ers le haut, avec quel(|ues feuilles d'aluminium. Sur la couche d'aluminium on place une feuille de plomb de la grandeur de la plaque

SIR LA CONDUCTIBILITÉ ET LA RADIOACTIVITÉ DE l'ATMOSPHÈRE. 211

photographique, percée d'une silhouette caractéristique. Le tout est maintenu solidement ensemble par deux fortes bandes de caoutchouc.

On place alors sur les ouvertures de la plaque de plomb un morceau de cuir activé, avec la substance active vers le bas, et on le recouvre lui-même sur la face postérieure avec une autre plaque métallique de même grandeur. Celle-ci est de nouveau réunie avec le paquet qui se trouve au-dessous au moyen de deux bandes de caoutchouc.

Comme la première paire de bandes maintient la feuille de plomb et la plaque Schleussner réunies ensemble dans une position invariable, on peut après 4 heures environ enlever le morceau de cuir devenu presque inactif et le remplacer par un autre récemment activé. Cette opération peut se continuer aussi longtemps que Ton veut.

Avec un fil d'environ 20"' de longueur activé à l'air libre, il fallait, pour obtenir des images quelque peu frappantes, remplacer le cuir de six à huit fois; au contraire, avec un fil exposé dans une cave, il suffisait de renouveler le cuir trois ou quatre fois. Le fil restait d'ailleurs chargé en permanence; pendant le frottage seulement la machine à influence ou la bobine de RuhmkorfT étaient détachées.

II est à peine besoin de mentionner que l'interposition de la couche d'aluminium entre la substance active et la plaque photographique avait pour seul but de protéger cette dernière contre quelque iufluence chimique directe que la substance aurait peut-être pu produire à travers le papier opaque. Si l'on renonce à cette précaution, on peut aussi laisser de côté la plaque de plomb et placer directement le cuir activé sur le papier opaque qui enveloppe la plaque. On obtient alors au développement, après une seule opération, une reproduction parfaite de toutes les traces que le fil avait laissées sur le cuir au moment où on l'avait frotté.

Il est recommandable d'ajouter au développaleur une forte propor- ^onde bromure de potassium à la concentration usuelle /q, car les plaques tendent d'autant plus à se voiler que l'on a continué plus 'ongienaps le renouvellement de la substance active. Ainsi les plaques <le ploinb elles-mêmes semblent ne pas être complètement opaques pour celte espèce de rayonnement.