CHAPITRE VIL

Sur les lois des transformations radioactives.

Je développerai dans ce Chapitre quelques remarques nouvelles sur les lois des transformations radioactives et sur les caleuls qui y sont relatifs.

L'étude des rayons émis par les substances radioactives a permis de préciser, dans un grand nombre de cas, la nature de la transformation. Celle-e1 consiste souvent dans la fragmentation d’un atome en deux atomes nouveaux; l’un des atomes est un atome d’hélium, l’autre un atome beaucoup plus lourd, de nature variée, qui peut subir encore d’autres transformations.

Dans d’autres cas, la transformation paraît plutôt consister en une modification de la constitution interne de l’atome, cette modification étant accompagnée par l’'énussion d’électrons lancés à de grandés vitesses (rayons 8), ou de rayonnement de nature électromagnétique (rayons y).

Chaque transformation des atomes de même espèce est caractérisée par l’émission de rayons de même nature; ces rayons paraissent même, dans la plupart des cas, tout à fait identiques entre eux au point de vue de la vitesse initiale.

Ainsi, nous pouvons admettre que l'intensité d’une certaine espèce de rayonnement est proportionnelle au nombre des atomes de même espèce transformés dans un temps donné, c’est-à-dire à la vitesse de transformation. L'étude des variations de l'intensité des rayons émis permet done de connaître les variations de la vitesse de transformation et, d’une façon générale, de déterminer les lois des transformations radioactives.

Les transformations radioactives peuvent être comparées à des transformations chimiques se produisant dans un seul sens et donnant lieu à des réactions successives; les lois qui interviennent dans les deux cas sont les mêmes. En particulier lorsqu'une substance active sel transforme et n’est pas produite en même temps par la

: transformation d’une autre substance, elle disparaît peu

à peu avec le temps, et la quantité présente varie en fonction du temps suivant une exponentielle simple.

En effet on peut constater expérimentalement que lintensité du rayonnement caractérisant la transformation est représentée par une exponentielle simple

6) — do et, 5, étant l’intensité du rayonnement au temps 0, 8 l’inten-

sité après un intervalle de temps t.

51 nous admettons que 3 est proportionnel à la vitesse

; dn :

de transformation —— (n, nombre d’atomes présents

di au temps t), on obtient les relations — . = kS = kS,e-\, dn id kS, ext dé, à) Ion — Er),

Comme la transformation est irréversible, on doit avoir n —0 pour é = d’où l’on tire

k on À

To — n = niet.

De cette équation, nous pouvons obtenir la loi élémentaire de la transformation

dn =— nje-M dt =—Xn dt;

la vitesse de la transformation, dn

RS

dt

Cette équation montre que la vitesse de la transformation est proportionnelle à chaque instant à la masse présente de la matière qui se transforme; c’est l’expression la plus simple de la loi d’action de masse, qui règle les transformations radioactives comme elle règle les transformations chimiques.

En général, on observe une suite de transformations : l’un des produits obtenus à la suite de la première transformation se transforme à son tour et donne naissance à une substance qui peut également subir une transformation spontanée et ainsi de suite, de telle sorte que l’on peut représenter les transformations successives par le schéma suivant