EXPÉRIENCES SUR LES FLUORINES

Les fluorines naturelles se présentent généralement sous la forme de beaux cristaux transparents de forme cubique ou octaédrique; ces cristaux sont très souvent colorés et la couleur varie beaucoup suivant la provenance du minéral. Certains échantillons sont d’un violet intense, presque opaques; ils sentent fortement l’ozone, on les appelle fluorines antozonées.

Avec toutes les fluorines, on peut produire, avec une intensité variable, le phénomène de thermoluminescence : lorsque le minéral est chauffé à une température un peu élevée, à partir de 3000, il émet une lumière de phosphorescence qui, dans certains cas, est extrêmement vive. En mème temps, les cristaux se décolorent; il est très curieux, par exemple, de constater la complète décoloration des fluorines antozonées, dont certains échantillons sont presque noirs.

Lorsque les fluorines ont été chauffées et décolorées, elles ne peuvent plus produire le phénomène de thermoluminescence. Cependant, lorsqu’on les soumet à l’action de la lumière ultraviolette, ou à celle des rayons du radium, elles deviennent phosphorescentes et se colorent à nouveau d’une couleur quelquefois un peu différente; elles peuvent ensuite donner lieu au phénomène de thermoluminescence. Ces différents phénomènes peuvent être reproduits avec beaucoup d’autres substances, en particulier avec le verre.

La simultanéité des phénomènes de coloration et de décoloration avec émission de lumière de phosphorescence et de thermoluminescence, m’a conduit à penser que la phosphorescence est liée à une transformation de matière. Par exemple, dans le cas des fluorines, on peut supposer que les rayons excitateurs ont pour effet de provoquer une transformation de certains de leurs constituants, que la transformation est accompagnée d’une émission de lumière et produit le corps coloré; cependant, la matière ainsi formée est instable, à chaque température elle revient à l’état primitif avec une certaine vitesse, et la transformation ‘inverse est aussi quelquefois accompagnée de lumière.

Le fait qu’une émission de lumière de même nature est produite dans les deux transformations inverses, ne me paraît pas forcément contraire à ce que nous connaissons sur les productions d'énergie. Dans les deux cas, c’est

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probablement le même système vibrant qui subit une excitation; il n’y a donc rien de surprenant à ce que la nature de la lumière soit la même. Dans le cas de la phosphorescence provoquée par la lumière, l'énergie de la dissociation est fournie par la lumière excitatrice; dans le cas de la thermo-luminescence, l'énergie lumineuse peut provenir de la recombinaison.

La nature des substances colorées, qui sont produites par la lumière dans les matières phosphorescentes et dont la formation est liée, dans la théorie que j'ai proposée ({), aux phénomènes de phosphorescence et de thermoluminescence, ne me paraît pas encore complètement élucidée. On admet généralement que ces matières colorées sont constituées par des particules très fines de métaux alcalins ou alcalino-terreux qui sont produites par lesrayons excitateurs et restent enrobées à l’intérieur de la matière phosphorescente. Il est possible qu’il en soit quelquefois ainsi; mais ‘il me semble difficile, avec cette hypothèse, d'expliquer dans un grand nombre de cas, l'influence de très faibles quantités d’impuretés sur la nature de la coloration et je me propose de faire quelques expériences sur ce sujet.

Ce sont les circonstances de production de ces matières colorées qui m’ont incité à faire des essais de production d’hélium avec les fluorines. J’ai d’abord recherché si, malgré leur radioactivité négligeable, elles contenaient naturellement de l’hélium, et j'ai constaté, dans tous les échantillons que j'ai examinés, la présence d’une quantité plus ou moins grando de ce gaz.

Un grand nombre de fluorines de provenances diverses ont été examinées, et je remercie sincèrement M. Gaubert, assistant au Muséum, pour m'avoir procuré la plupart de ces minéraux; les colorations étaient très variées, même dans les échantillons de même provenance. Certaines fluo-

(1) Sur les phénomènes de phosphorescence (Comptes rendus, 1c05).

rines étaient très peu colorées; elles contenaient cependant de l’hélium et présentaient aussi le phénomène de thermoluminescence.

Pour rechercher l’hélium, j'ai utilisé la méthode déjà décrite. La substance à examiner (58 à 108) était placée, en petits fragments dans un tube de verre dur, de manière à pouvoir être chauffée à une température élevée. L’extraction des gaz se faisait de la même manière que dans le cas des gaz provenant d’une solution; mais comme la pression de ces gaz était très faible et qu’on ne pouvait les extraire en totalité par le procédé indiqué, un tube producteur d'oxygène pur était branché sur le tube contenant la fluorine, de telle so:te que l’on pouvait toujours amener la pression dans le tube à fluorine à une valeur plus grande par celle dans le tube à absorption. On pouvait ainsi réaliser une extraction complète des gaz dégagés par le minerai sous l'influence de la chaleur.

La présence de l’héllum a été observée dans tous les échantillons examinés, mais la proportion de ce gaz est très variable et, dans certains cas, elle est extrêmement faible. Les quantités correspondant à 108 de minéral ont varié de 5or% à quelques dixièmes de millimètre cube.

La présence de l’hélum dans un minéral peut être facilement expliquée, même lorsque celui-ci n’est pas du tout radioactif ; il suffit de supposer que le minéral, lors de la formation, contenait une substance radioactive à décroissance assez rapide pour que sa disparition ait été complète. Le radium et l’actinium dont les propriétés chimiques permettent un entraînement facile avec la fluorure de calcium peuvent avoir joué ce rôle dans un grand nombre de cas.

Cependant, ayant entrepris de rechercher la production de l’héhum dans un grand nombre de phénomènes, j'ai pensé qu’il était utile de voir si les transformations qui accompagnent les phénomènes de phosphorescence, ne donnent pas lieu à cette production. Aussi ai-je cherché si,

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dans une fluorine décolorée et privée d’hélium par l’action de la chaleur, puis recolorée par l’action des rayons pénétrants du radium, qui ne peuvent pas, par eux-mêmes, introduire de l’hélium, on peut extraire une nouvelle quantité de ce gaz.

Dans une première expérience, J'ai utilisé un des échantillons qui avaient été chauffés pour l’extraction de l'hélium; cet échantillon fut soumis pendant plusieurs mois à l’action des rayons pénétrants émis par une ampoule de radium. La coloration était devenue tout à fait comparable à la coloration primitive du minéral. La fluorine recolorée fut de nouveau chauffée, les gaz dégagés furent purifiés par la méthode ordinaire et dans le spectre du gaz je pus constater, avec un très faible éclat, la présence de la raie jaune de l’hélum. Craignant que le minéral n’ait pas été suffisamment chauffé dans la première extraction de l’hélium et qu’une petite quantité de ce gaz ne soit restée occluse dans le minéral, j'ai répété l’expérience en chauffant préalablement le minerai soumis à l’action du radium à une très haute température, dans un creuset de platine; dans ces conditions, le résultat a été négatif, aucune trace d’hélium n’a pu être observée.