SUR LES CORPS SOLIDES

En commun avec J. DÂNNE.

Comptes rendus de l'Académie des Sciences, l. CXXXVIII, p. 683, séance du i4 mars 1904-

Dans un travail antérieur ('), nous avons étudié la loi suivant laquelle diminue en fonction du temps le rayonnement de Becquerel d'un corps solide qui a été exposé pendant un certain temps à l'émanation du radium. La figure reproduite ici {fig- i) donne le résultat des expériences. Le logarithme de l'intensité \ du rayonnement est porté en ordonnée ; le temps porté en abscisse est compté à partir du moment où la lame est soustraite à l'action de l'émanation. Les temps pendant lesquels les corps solides sont restés sous l'action de l'émanation sont inscrits sur chaque courbe. La courbe (jI) est la courbe limite que l'on obtient loisque le corps a été soumis pendant très longtemps à l'action de l'émanation. ISous avons trouvé que dans ce cas Tintensité 1 du rayonnement pendant que la lame se désactive est donnée en l'onction du temps t par la difVérence de deux exponentielles. On a

(i) J =:. Io[- (A— i)e-'"+/vT-^']

('; Comptes rendus, 9 février 1908.

RADIOACTIVITE INDl ITE PAR LE RADIUM.

avec

On peut interpréter théoriquement ces résultats en adoptant la manière devoir de M. Rutherford et en imaginant que l'émanation agit sur les parois solides de façun à créer une substance radio-

3 heures ^

active B qui disparaît spontanément suivant une loi exponentielle simple de coefficient b. En disparaissant, la substance B donne naissance à une nouvelle substance radioactive C qui disparait ellemême suivant une loi exponentielle simple de coefficient c. Si Ion admet que les deux substances B et C émettent des rajons de Becquerel, on trouve que le rayonnement total doit être de la forme (i). La \aleur du coefficient k dépend du rapport des pouvoirs émissifs des substances B et C en rayons de Becquerel.

Dans le cas particulier où l'on suppose que la substance C

496 OEUVRES DK P. Cl RIE.

rajonne seule, on trouve que l'on doit avoir b 0,000 538

L'expérience ayant donné 4? 2 pour ce coefficient A", il y a là une coïncidence remarquable, et l'on voit que tout se passe comme si la substance B ne rayonnait pas, mais se transformait en une substance G qui seule émet des rayons de Becquerel. Il convient de remarquer que, lorsque Ton a

la formule (i) est symétrique par rapport à 6 et c. On peut donc intervertir les valeurs de Z> et de c sans changer la formule. On peut donc faire l'hypothèse 1 avec b = 0,000 538 et c =: 0,000 4' 3 ou l'hypothèse II avec 6 = 0,000 4 '3 et c = 0,000 538; la loi de désactivation sera également bien représentée dans les deux cas.

Dans la première hypothèse (6>c), la substance B inactive disparaît plus rapidement que la substance C; quelques heures après le début de la désactivation, la substance C subsiste seule à la surface du corps. Dans la deuxième hypothèse (6 -< c), la substance B se détruit plus lentement que C; mais, comme elle entretient C, les deux substances disparaissent en même temps pendant la désactivation et le mélange subsiste jusqu'à ce que toute activité ait disparu. Pour décider entre les deux hypothèses il faut étudier d'autres phénomènes, tels que ceux de la distillation de l'activité par échauH'ement des corps activés. Les expériences que nous publierons prochainement sont en accord avec la première hypothèse. La substance B inactive est celle qui disparait le plus vite.

On peut étendre la théorie précédente en cherchant quelle est la loi de désactivation d'une paroi solide qui a été soumise pendant un temps déterminé H à l'action de l'émanation du radium. On trouve que l'on doit avoir

La formule (2) ne rend pascom])te de la première baisse de l'intensité du rayonnement qui se produit pendant les premières mi-

mîtes de la désactivation, après activation de courte durée. En revanche, à partir de 20 minutes après le début de la désactivation et jusqu'à la fin, le rayonnement trouvé par l'expérience est parfaitement représenté par cette formule ('). En particulier on retrouve en place sur l'échelle des temps le maximum de l'intensité du rayonnement qui se produit pendant la désactivation.

Pour retrouver toutes les particularités des courbes de désactivation il est nécessaire d'avoir recours à trois substances distinctes. On peut supposer, par exemple, que l'émanation crée une première substance A qui disparaît rapidement suivant une loi exponentielle simple de coefficient a en se transformant dans la substance B qui se transforme à son tour en C. On explique convenablement les résultats en supposant que A et C émettent des rayons de Becquerel et que B n'en émet pas. L'intensité du rayonnement est alors donnée, pendant la désactivation, par la formule

'\^^ ' (b — c)(a-by ^ '^

0 représentant la durée d'action de l'émanation, avec ^ = o,5'y, rt^ 0,0045, 6 ^0,000 538, c = o,ooo4i3. Le temps nécessaire pour que la quantité de chaque substance ait diminué de moitié est de 2,6 minutes environ pour la substance A, de 21 minutes pour la substance B et de 28 minutes pour la substance C. Ces temps sont caractéristiques pour ces trois substances.

(') La quantité d'émanation qui a servi à activer les corps n'était malheureusement pas la même dans les diverses expériences; il en résulte que l'on peut seulement retrouver la forme des courbes et non leur position exacte sur l'échelle des ordonnées. De nouvelles expériences seraient utiles.