XIV

No = g-Aa'

U.3— Ao)...(A„, — A.)

Ai— A,„}...(A„,i— A„,j J

En comparant les formules (XIV) aux formules (XI), on trouve que les termes qui se correspondent ont une somme constante pour toutes les valeurs du temps. Ces sommes représentent les valeurs des solutions limites (XII). Il en résulte la proposition tout à fait générale suivante :

THÉORIE DES TRANSFORMATIONS DES CORPS RADIOACTIFS. 4o3

Quand une famille de substances radioactives dérive d'une substance primaire constante^ et quand on considère l'évolution de la famille à partir d'un état initial où la substance primaire est seule présente^ la quantité de chaque substance dérivée tend vers une limite qui correspond à l'équilibre radioactif^ et l'excès de la quantité qui correspond à l'équilibre sur la quantité actuellement présente décroît pour chaque substance suivant une certaine loi. Si^ après avoir laissé l'équilibre s'établir, on sépare la substance primaire, la quantité de chaque substance dérivée décroît suivant une certaine loi, et cette loi est la même que la précédente. Les deux évolutions considérées sont dites complémentaires. Si l'on représente par une courbe la loi de variation avec le temps pour l'une des substances dans chacune de ces deux évolutions, la somme des ordonnées relatives, dans les deux courbes, à une même valeur du temps reste constante et mesure la quantité de cette substance dans l'équilibre radioactif. Les deux courbes sont dites complémentaires.

La même proposition s'applique aux équilibres de régime à un degré d'approximation d'autant plus grand que l'évolution de la substance primaire est plus lente.

La théorie des transformations radioactives qui vient d'être exposée suppose que la destruction des atomes d'une substance radioactive simple comporte la formation directe d'une seule espèce d'atomes radioactifs. Cette supposition s'est montrée, en général, suffisante; cependant elle ne semble pas susceptible de rendre compte de la parenté probable entre la famille de l'actinium d'une part, et les familles de l'uranium et du radium, d'autre part. L'activité relative attribuable à l'actinium et à ses dérivés dans les minerais d'urane est plus petite que celle que l'on pourrait prévoir d'après l'hypothèse précédente [voir § !2l!2). On est ainsi conduit à envisager la possibilité d'autres modes de transformation, dans lesquels deux espèces d'atomes radioactifs peuvent dériver directement d'une même substance primaire; la désintégration est alors dite multiple. On peut concevoir deux modes de désintégration multiple :

i" Un atome radioactif d'une espèce déterminée donne lieu

4o.t CIIAPITUE Vin.

à la production de plusieurs atomes radioactifs d'espèces différentes; L>-" parmi les atomes radioactifs d'une certaine espèce^ vme proportion déterminée est utilisée pour la production d'un certain élément radioactif, tandis qvi'une autre proportion est utilisée en même temps pour la formation d'un élément radioactif différent. M. Soddy ( ' ) a montré que le deuxième mode de désintégration multiple permet d'établir entre l'uranium^ le radium et l'actinium une liaison conforme aux résultats expérimentaux déduits de l'étude des minerais d'urane.

Soient N le nombre des atomes d'une substance primaire à l'instant t, et No la valeur de N pour f = o. Supposons qu'un nombre d'atomes )m N est détruit par unité de temps avec formation d'un nombre égal d'atomes d'une matière radioactive A^ et qu'en même temps un nombre d'atomes ).o N donne lieu à la formation d'atomes d'une matière B. Désignons par A et B les nombres d'atomes des matières A et B^ et par a et 6 les constantes radioactives de ces matières. Nous aurons pour la substance primaire

Si la vie moyenne ; — -^ de la substance primaire est longue

par rapport aux vies moyennes - et . des substances A et B^ un équilibre radioactif pourra s'établir^ et l'on aura en ce cas

6B Aa

Les nombres d'atomes des substances A et B qui subissent pendant le môme temps la destruction spontanée sont dans le rapport des constantes radioactives A| et Ao relatives aux deux modes de désintégration. Ces nombres peuvent être très différents entre eux si les constantes considérées sont elles-mêmes très différentes.

Oi. Relation entre l'ionisation et les quantités de substances radioactives. — La théorie suppose que le rayonnement d'une substance radioactive est proportionnel au nombre d'atomes détruits par unité de temps. Désignons par K,, K2, . . ., K/// les

(') Soddy, Pliil. Mag., 1909.

TIIÉOUIE DES TRANSFORMATIONS DES CORPS RADIOACTIFS. 4o5

nombres d'ions produits dans un espace déterminé lors de la destruction d'un atome. Le nombre total -"^ des ions produits dans cet espace est donné par la formule

Le nombre d'ions ainsi produit dans une chambre d'ionisation et pouvant servir pour l'évaluation de l'intensité du rayonnement, dépend non seulement du noinbre des atomes détruits, mais aussi des coefficients K, qui pevivent varier en valeur relative suivant la forme et les dimensions de la chambre. Ces coefficients se nomment coefficients d'activité des substances dans un appareil de mesures déterminé. Quand il y a équilibre radioactif, les nombres d'ions produits par les différentes substances sont entre eux comme les nombi-es

Hi /Il /io.

Si l'on représente par une courbe la variation de "^ en fonction du temps^ la courbe obtenue s'obtient en ajoutant les ordonnées correspondantes des courbes relatives aux diverses substances et représentant les produits àN en fonction du temps^ ces ordonnées ayant été préalablement multipliées par les coefficients d'activité. La courbe qui en résulte pour -"> a une forme qui dépend de la chambre d'ionisation utilisée.

9o . Indépendance des constantes radioactives de toutes conditions extérieures. — Le rayonnement d'une substance radioactive étant proportionnel à la quantité de cette substance^ tout agent susceptible d'affecter la loi de destruction de la substance doit affecter la loi de variation du rayonnement^ exactement de la même manière. Si^ en particulier^ une substance a une activité constante, cette activité pourrait se trouver modifiée par un agent qui aurait pour effet d'altérer la loi de destruction très lente de cette substance. Si, par exemple, la destruction était rendue deux fois plus rapide, l'activité pourrait encore paraître constante, mais elle serait deux fois plus grande qu'auparavant.

Aucune influence de ce genre n'a encore pu être constatée, et nous devons considérer que, jusqu'à présent, les constantes radio-

4o6 CUAPITRK VIII.

actives se sont montrées insensibles à toute intervention étrangère. Il est remarquable^ en particulier, que ces constantes ne semblent pas susceptibles d'être influencées par la température qui est un facteur si important clans les réactions chimiques. Ce fait est bien en accord avec l'hypothèse que la transformation des corps radioactifs ne saurait être de nature moléculaire^ mais pourrait être une transformation atomique^ les propriétés de l'atome n'étant pas fonction de la température. L'indépendance du rayonnement de la température a été vérifiée par H. Becquerel pour l'uranium et par P. Curie pour le radium ( voii' i^ 1 i7).

Des expériences directes faites par P. Curie sur la loi de décroissance de l'émanation du radium ont montré que celle-ci est indépendante de la température entre — 180" et 45o" {voir § o9). M. Rutherford a observé que la loi de destruction de l'émanation du thorium n'est pas altérée à la température de l'air liquide.

L'effet de la température sur la radioactivité induite du radium a été l'objet de nombreux travaux {voir § 176, 18î2). Le dépôt actif du radium est complexe, et les expériences n'ont pas toujours une interprétation simple. Toutefois il n'y a pas jusqu'à présent de raisons suffisantes pour penser que les constantes radio' actives des matières qui constituent ce dépôt puissent être altérées par l'action de la température.

Les essais qui ont été faits pour examiner l'influence de très fortes pressions sur les transformations radioactives n'ont pas donné de résultat positif.

Diverses expériences, relatives au traitement chimique des substances radioactives ou des dépôts de radioactivité induite, sont en faveur de l'hypothèse que l'état de combinaison chimique et l'influence d'agents chimiques ne sont pas susceptibles de modifier les constantes radioactives. C'est ainsi que le dépôt radioactif du thorium décroît en solution suivant la même loi que s'il n'avait pas été dissous; l'émanation du radium conserve sa loi de décroissance ordinaire quand elle est soumise à l'action d'agents chimiques très énergiques. On peut citer bien des exemples de cette nature; cependant les expériences ne sont pas, en général^ d'une très grande précision, et des effets peu importants auraient .pu passer inaperçus.

Enfin on peut dire que les constantes radioactives semblent

THÉORIE DES TRANSFORMATIONS DES CORPS RADIOACTIFS. ^\Oy

indépendantes de la concentration de la matière active dans de très larges limites. Les expériences sur l'émanation du radium sont particulièrement démonstratives à ce sujet, la concentration utilisée ayant varié dans un rapport de i à lo''*.

P. Curie a fait remarquer que si les constantes radioactives sont indépendantes des conditions expérimentales d'une manière aussi complète, ces constantes peuvent servir pour établir des étalons de temps absolus.

96. Considérations à l'appui de la transformation atomique des corps radioactifs.. — Voici un résumé des considérations qui conduisent actuellement à adopter la théorie de transformation atomique :

i" La théorie d'une transformation atomique des corps radioactifs donne une bonne interprétation du dégagement d'énergie considérable observé pour le radium, et de ce fait que ce dégagement n'est pas influencé par la température et se produit encore à la température de l'hydrogène liquide, à laquelle toute activité chimique est d'ordinaire arrêtée. Cette théorie explique en même temps l'indépendance du rayonnement de la température.

2" Les rayons émis sont de nature corpusculaire. Les rayons absorbables sont constitués, en grande partie, par des particules a qui ont des dimensions atomiques. L'expulsion d'une telle particule doit entraîner la destruction de l'atome.

3" Il y a production continue d'hélium par le radium et par d'autres corps radioactifs. Il y a donc là certainement formation d'un élément chimique distinct en présence d'un autre élément chimique distinct. De plus il a été établi que les particules a sont des atomes d'hélium. On peut donc admettre que les atomes de radium produisent des atomes d'hélium.

4" La théorie comprend toutes les manifestations d'activité temporaire : polonium, émanations radioactives, radioactivités induites, thorium X, uranium X, actinium X, etc., et en donne une explication simple. Elle rend compte également bien des augmentations et des diminutions d'activité qui peuvent être observées. Tous les phénomènes d'activité temporaire ont d'ailleurs un caractère tel qu'ils semblent attachés à des substances matérielles solides ou gazeuses.

4o8 ciiAPrrRK viii.

5" La théorie est en accord avec l'hypothèse fondamentale d'après laquelle la radioactivité est un phénomène atomic[ue. Elle développe cette hypothèse et l'étend aux phénomènes d'activité temporaire, considérés comme appartenant à des substances chimiquement distinctes. Elle reçoit à ce point de vue une confirmation importante dans les travaux récents qui mettent hors de doute que l'émanation du radium est un gaz susceptible d'être isolé et caractérisé par son spectre.

6" La radioactivité constante de l'uranium^ du radium, de l'actinium, du thorium, n'est pas en désaccord avec la théorie. Il suffit d'admettre que la destruction de ces corps est très lente. Les travaux récents sur la production du radium dans les minéraux radioactifs sont venus confirmer la supposition que le radium est soumis à une loi de destruction spontanée.

Remarque. — M. Rutherford a été amené à admettre que certaines transformations radioactives peuvent avoir lieu sans émission de rayons [rayless change). Les expériences tendent à prouver de plus en plus qu'il existe effectivement des transformations qui ne comportent aucune émission de rayons y., mais qu'il y a toujours au moins émission de rayons [i. Toutefois la possibilité d'une transformation atomique non accompagnée de rayonnement n'est évidemment pas exclue. Si une substance inactive se transforme en une substance également inactive^ ce fait ne pourra pas être constaté par les procédés d'étude de la radioactivité, mais on peut constater la tranformation d'une matière inactive en matière active, ce dont nous verrons des exemples dans la suite de cet Ouvrage.

97. Écarts à partir de la loi simple des transformations radioactives. — Nous avons vu que, d'après la théorie adoptée, toute substance radioactive simple se transforme suivant une loi telle que le nombre d'atomes détruits dans l'unité de temps est proportionnel au nombre des atomes présents. Une loi semblable exprime simplement que la probabilité pour qu'un atome se trouve détruit pendant un temps donné est la même pour tous les atomes et indépendante de leur nombre, cette probabilité étant d'ailleurs proportionnelle au temps d'observation. Ce n'est donc autre chose

qu'une loi moyenne ou loi des grands nombres, et l'on doit s'attendre à ce qu'elle ne se trouve vérifiée qu'avec une certaine approximation, d'autant plus grande que le nombre d'atomes qui entre en considération est plus grand lui-même.

Ne pouvant préciser les causes qui déterminent à un moment donné la destruction d'un certain atome, nous admettons que ces causes sont régies par la loi des grands nombres, et que la destruction d'un atome individuel est l'effet du hasard.

M. E. V. Schweidler a appliqué à ce problème les formules du calcul des probabilités ( ' ). Soit ^.dt la probabilité pour qu'un atome soit détruit pendant le temps dt; si cette probabilité est supposée indépendante de l'instant considéré et du nombre des atomes, À est une constante, et si l'on désigne par N le nombre d'atomes et par — c/N le nombre de ceux qui ont été détruits pendant le temps c//, on aura

— cm . ,

= X dt,

No étant le nombre d'atomes au temps t = o.

La loi de destruction ainsi obtenue est donc bien celle que l'on admet pour une substance radioactive simple. Toutefois ce n'est qu'une loi limite pour un très grand nombre d'atomes. Pratiquequement, il doit se produire des écarts à partir de cette loi, et la valeur de N doit éprouver des oscillations autour de la valeur moyenne au temps t qui est fournie par la formule (i). Ces oscillations se traduiront par des oscillations proportionnelles du rayonnement autour de la valeur moyenne au temps t qui est donnée par une loi exponentielle simple. L'importance des oscillations peut être évaluée a priori.

Considérons une série d'intervalles de temps égaux à o et dont le nombre est suffisamment grand. Si le temps total mo est petit par rapport à la vie moyenne de la substance considérée, la théorie admet que les nombres d'atomes détruits pendant ces intervalles de temps sont tous égaux entre eux. Il n'en est pas ainsi en réalité, et il se produit des écarts d'autant plus sensibles que le nombre

(') E. V. Schweidler, Congrès de Radiologie, Liège, igoS.

î 10 CHAPITRE VIII.

d'atomes mis en jeu est plus petit. Désignons par ??zZ le nombre total des atomes transformés pendant le temps zno, de sorte que Z est la valeur moyenne du nombre d'atomes détruit pendant le temps o. En réalité, dans un intervalle de temps particulier, Z + -^ atomes se trouveront détruits, A étant l'écart à partir de la valeur moyenne pour l'intervalle de temps considéré. On nomme écart relatif le rapport

A chacun des intervalles de temps correspond un certain écart relatif, et l'on nomme écart relatif moyen la quantité

L'écart moyen A est égal à îZ. On peut démontrer que l'on a entre ?, A et Z les relations très simples

La relation précédente peut être soumise au contrôle de l'expérience. Considérons une substance radioactive qui produit l'ionisation de l'air dans un appareil de mesures. Les oscillations de la vitesse de destruction se répercutent sur l'ionisation obtenue, et, si l'on mesure celle-ci par les méthodes ordinaires, on peut chercher à mettre en évidence les irrégularités du courant. Ces irrégularités ont effectivement été observées. Pour les rendre visibles on a avantage à utiliser un appareil de mesures très sensible, tout en compensant aussi exactement que possible le courant d'ionisation que l'on étudie, car l'amplitude des irrégularités n'est en général qu'une petite fraction du courant lui-même.

Supposons que l'on mesure les quantités d'électricité mises en liberté dans la chambre d'ionisation pendant des intervalles de temps égaux o. Ces quantités sont proportionnelles aux nombres d'atomes détruits pendant les mêmes intervalles. Les écarts relatifs sur les quantités d'électricité recueillies sont les mêmes que les écarts relatifs sur les nombres d'atomes détruits. On peut ainsi déterminer expérimentalement l'écart relatif moyen e. D'autre part le nombre Z est proportionnel à la quantité d'élec-

TIlEORin: DES TRANSFORMATIONS DES CORPS RADIOACTIFS. 4ll

tricité q recueillie en moyenne par intervalle de temps o^ et l'on a

q = iO,

i étant le courant moyen.

Si l'on conserve une valeur constante à o^ ; doit varier en raison inverse de \ i, et A comme \ i.

Si la source de rayons n'émet c|ue des rayons a (polonium), et si la destruction d'un atome est accompagnée de l'émission d'une seule particule a, on a

N étant le nombre d'ions produit par une particule a et e la charge élémentaire; on suppose que les rayons sont complètement absorbés dans la chambre d'ionisation^ et que N se trouve ainsi bien défini. On sait^ en efîet^ que toutes les particules a émises par une substance radioactive simple, distribuée en couche extrêmement mince, peuvent franchir dans l'air la même distance et produisent le même nombre d'ions le long de ce parcours [voir

On obtient donc la relation

Le produit ?se représente la quantité d'électricité libérée dans le gaz qui absorbe une particule a. La valeur de ce produit pour une particule a du polonium est environ 7,0. lo"'"' unité E.S. {voir § IHo).

La formule indiquée permet de prévoir la valeur de l'écart moyen i, et de la comparer à la valeur fournie par l'expérience.

La méthode qui vient d'être décrite a été utilisée par M. Kohlrausch ( ' ) qui opérait en opposant sur le même appareil de mesures deux courants d'ionisation de sens inverses fournis par deux échantillons de polonium d'activité très voisine. On constatait que la compensation ne peut pas se maintenir exactement, et l'on observait des irrégularités qui se sont montrées conformes à la théorie. L'intervalle de temps 0 utilisé était égal à une minute^

(',1 KouLRAUscii, ^cat/. Vienne. 1906.

4ia CIIAIMTIIE VIII.

et les courants d'ionisation employés étaient de l'ordre de io~'" ampère. L'écart moyen observé était en accord avec l'écart calculé.

MM. E. Meyer et E. Regener ( ' ) ont fait des expériences analogues en compensant également l'eiïet du courant d'ionisation. Dans ces conditions l'électromètre accuse des oscillations autour d'une position moyenne. Ces oscillations sont représentées dans la figure 90. Le temps en minutes est figuré en abscisses,

Fii

Temps en minutes

les positions de l'électromètre en ordonnées ; la figure représente seulement les points de renversement du mouvement de l'électromètre, et ces points ont été réunis par des lignes droites; en réalité le mouvement n'était pas uniforme.

Ces oscillations n'ont pas de signification simple au point de vue théorique. Cependant on peut prévoir que leur amplitude doit varier proportionnellement à la racine carrée du courant, et l'on trouve, en effet, que l'amplitude moyenne des oscillations varie comme \/i, quand i varie dans le rapport de i à 100.

Les oscillations du courant ont été observées avec les rayons a et avec les rayons pénétrants.

M. Geiger ( - ) a essayé de supprimer l'oscillation de l'électromètre en envoyant le même faisceau de rayons a du polonium dans

(') AIeykii et Hegen'ku, Deiitsch. pJiys. Gese/l., 190S. {-) Gi'KiKH, P/iil. Ma g., 1908.

THKORIE ni:S TRANSFORMATIONS DES CORPS RADIOACTIFS. 4l3

deux chambres d'ionisation séparées par une feuille d'aluminium mince que les rayons pouvaient traverser. Les courants obtenus dans les deux chambres étaient égaux et de sens inverse et pouvaient se compenser. Si les oscillations portaient bien effectivement sur l'intensité de la radiation, c'est-à-dire sur le nombre des particules du faisceau^ la compensation une fois établie entre les deux courants devait se conserver, puiscjue les irrégularités de la radiation devaient affecter chacun des courants 'de la même manière. L'importance des oscillations observées a pu^ en effet^ être réduite de beaucoup par ce procédé; cependant celles-ci n'ont pas disparu complètement, ce qui doit être probablement attribué à ce fait que les rayons utilisés n'étaient pas parallèles ; quand la suppression d'un rayon diminuait les courants dans les deux chambres^ le rapport des diminutions dépendait de la direction du rayon.

L'oscillation relative du courant d'ionisation est moins importante pour les rayons pénétrants que pour les rayons a. Ce fait s'explique par cette considération que, pour obtenir la même ionisation, on doit utiliser beaucoup plus de particules ^ que de particules a.

Deux méthodes de numération directe des particules a ont été appliquées récemment par M. Rutherford ( ' ) et par M. Regener ( -). La première de ces méthodes consiste à observer l'effet individuel de chaque particule a par une méthode électrométrique ; la deuxième méthode consiste à compter les particules a au moyen des scintillations qu'elles produisent sur un écran au sulfure de zinc. Ces expériences, dont il sera question au Chapitre suivant^ permettent aussi d'étudier la loi d'émission des particules a ; celle-ci a bien effectivement l'allure d'un phénomène régi par la loi du hasard^ et des expériences plus complètes permettront de préciser l'analogie. On peut ainsi déterininer directement le nombre des atomes détruits en un temps donné : on obtient en même temps^ par la valeur de l'écart relatif moyen^ une relation entre le nombre des particules a fournies par la destruction d'un atome, le nombre d'ions produits par chaque particule a dans le gaz, et la charoe d'un ion ou charge élémentaire.

(') Rutherford, Proc. Mancli. Phil. Soc, 1908. (^) Regener, Deutsch. phys. Ges., 1908.

4l4 CHAPITIU-: VIII.

98. Causes possibles de destruction des atomes radioactifs. —

Si la théorie de transfomiation des atomes radioactifs rend bien compte de l'ensemble des phénomènes observés^ le mécanisme de cette tranformation reste encore complètement inconnu. Pour éclaircir ce mécanisme on peut chercher si la propriété radioactive est connexe de certains autres caractères atomiques^ c'està-dire si les substances fortement radioactives se différencient sous quelque autre rapport de la matière ordinaire. Il est fort remarquable que l'expérience n'ait guère donné à ce sujet d'indications caractéristiques. Parmi les substances fortement radioactives^ le radium seul a pu réellement être étudié au point de vue chimique; ce corps se comporte absolument comme un métal alcalino-terreux ; il en a les propriétés chimiques^ et son spectre est tout à fait analogue à ceux des autres éléments de la famille; les propriétés physiques des sels solides et dissous sont aussi tout à fait comparables. Dans sa famille le radium constitue le dernier élément de sa famille avec le poids atomique le plus élevé.

Les substances radioactives sont^ en général, des éléments à poids atomique élevé. L'uranium et le thorium sont les deux éléments qui ont les plus gros poids atomiques. On pouvait supposer que le radium^ élément beaucoup plus actif^ aurait un poids atomique plus grand encore. On voit qu'il n'en est pas ainsi^ cependant le poids atomique est élevé^ et le radium vient se placer de suite au-dessous du thorium. Ces trois éléments constituent chacun une fin de série^ mais cette remarque ne semble pas susceptible d'une généralisation absolue. Des expériences récentes ont établi l'existence d'une radioactivité très faible du potassium (3()), et du rubidium (85,4)^ tandis que l'homologue supérieur de ces métaux, le caesium (iSà) n'a pas été reconnu actif. D'autre part des éléments qui^ dans l'ordre descendant des poids atomiques^ sont très voisins du radium ne se montrent pas radioactifs (bismuth, plomb, thallium, mercure, etc.).

L'essai suivant a été fait pour découvrir une différence entre la matière radioactive et la matière inactive. On s'est demandé si pour le radium l'accélération due à la pesanteur est la même que pour les autres substances. Des expériences à ce sujet ont été faites

THÉORIE DES TRANSFOnjIATIOXS DES CORPS RADIOACTIFS. 4' 5

par M. J.-J. Thomson ( ' ) qui utilisait les oscillations d'un pendule constitué en partie par un sel de radium. M, Sagnac (-) a comparé les masses de deux ampoules de poids égaux^ contenant l'une du baryum^ l'autre du radium^ en utilisant les oscillations d'une balance de torsion. Ces expériences n'ont conduit à aucun résultat positif.

Pour se rendre compte du mécanisme de la transformation, on peut aussi chercher à influencer celle-ci par des actions extérieures. Nous avons vu qu'en ce sens aucun résultat positif n'a été obtenu jusqu'à présent (§ 95). Les constantes radioactives des substances variables et l'intensité du rayonnement des substances constantes se montrent indépendantes des conditions extérieures dans les limites des observations. Ce résultat peut paraître surprenant surtout en ce qui concerne l'effet possible de la concentration. On pourrait penser, en effet, que le rayonnement émis par certains atomes est de nature à influencer la transformation des atomes qui reçoivent ce rayonnement et, s'il en était ainsi, l'influence de la concentration serait importante.

Faute d'indications expérimentales, on est réduit à des conceptions purement théoriques sur le mécanisme de la transformation et sur les causes possibles de celles-ci. On rencontre d'ailleurs une difTiculté réelle à concevoir pourquoi certains atomes se détruisent presque aussitôt formés, tandis que d'autres persistent sans modification pendant un temps pour ainsi dire indéfini. Il est difficile d'échapper à la conclusion que, ou bien les atomes formés ne sont yas absolument semblables entre eux^ ou bien leur destruction est amorcée par des circonstances accidentelles venant de causes extérieures. Dans la première manière de voir on pourrait espérer trouver des opérations, susceptibles de partager une matière radioactive simple en deux portions de vies moyennes différentes. Dans la deuxième manière de voir on devrait réussir à modifier les constantes radioactives par l'action d'agents extérieurs tels que la température, la pression, le champ magnétique ou électrique, l'action de radiations, les actions chimiques, etc.

(') J.-J. Thomsox, Int. El. Congress., Saint-Louis, 1904. (-) Sagnac, Joiirn. de Pliys., 1906.

4i6 CHAPITBE VIII. — TnÉomi-: dks tu ansformatioxs, etc.

L'expérience ne s'est encore prononcée en faveur d'aucune des deux hypothèses.

Un essai de théorie a été fait en vue d'exphquer la destruction des atomes par la diminution progressive de leur énergie interne, en vertu de l'émission constante de radiation électromagnétique liée au mouvement des électrons qui constituent l'édifice atomique. M. J.-J. Thomson ( ' ) a étudié théoriquement les configurations stables que peuvent prendre des électrons négatifs en nombre déterminé, contenus à l'intérieur d'une sphère ayant une charge positive distribuée uniformément dans son volume et effectuant, autour du centre de la sphère, des mouvements de rotation uniforme dans un même plan; ces électrons se trouvent distribués à intervalles réguliers sur des anneaux concentriques. La radiation émise par un semblable anneau est, toutes choses égales d'ailleurs, d'autant plus faible c{ue le nombre des électrons est plus grand; ce rayonnement serait nul si la charge négative des électrons était distribuée uniformément sur le pourtour de l'anneau. On conçoit ainsi que la perte d'énergie par radiation électromagnétique puisse être très variable d'un atome à un autre. Cependant cette perte d'énergie amène nécessairement une diminution plus ou moins rapide des vitesses de rotation et, comme la stabilité d'une certaine configuration n'est réalisée que pour des vitesses supérieures à une certaine vitesse critique, il en résulte qu'à un moment donné l'arrangement devient instable et doit se modifier brusquement. Une telle modification brusque correspondrait à la transformation de l'atome. Il resterait cependant nécessaire d'expliquer la différence des vies des atomes individuels et la loi exponentielle de destruction.

(') J.-J. Thomson, Pliil. Mag., 1904.