G. — II
98 CllAlMTUK IX.
La production des scintillations est donc une propriété générale des rayons a.
Pour observer les scintillations on peut remplacer le sulfure de zinc par la willemite^ le diamant, le platinocyanure de potassium. Avec le platinocyanure de baryum l'observation est difficile, probablement à cause d'une persistance trop grande de l'efîet lumineux.
On peut remarquer que le sulfure de zinc est très sensible aux chocs, qui peuvent produire facilement des effets lumineux accompagnant, d'après Becquerel, le clivage des cristaux.
On peut se servir du phénomène des scintillations pour observer avec une certaine précision la distance à laquelle s'étend l'action des rayons a. Le phénomène des scintillations est particulièrement caractéristique pour les rayons a ; toutefois il a pu être observé à un faible degré avec les rayons ,3.
123. Absorption des rayons a. — Les premières expériences, faites sur l'absorption des rayons v. par la matière, ont mis en évidence que ces rayons ont, à ce point de vue, des propriétés très différentes de celles des rayons [j.
Le polonium se prête particulièrement à l'étude des rayons a puisqu'il n'émet point d'autres rayons. J'ai étudié l'absorption des rayons du poîonium par une méthode électrique ('). J'ai trouvé que les rayons du polonium sont d'autant plus absorbables, que l'épaisseur de matière qu'ils ont déjà traversée est plus grande ( ' ). Cette loi d'absorption singulière est contraire à celle qu'on connaît pour les autres rayonnements.
L'expérience était disposée de la manière suivante : les deux plateaux d'un condensateur PP et P'P' (^g. 118) sont horizontaux et abrités dans une boîte métallique BBBB en relation avec le sol. Le corps actif A, situé dans une boîte métallique épaisse CCCC faisant corps avec le plateau P'P', agit sur l'air du condensateur au travers d'une toile métallique T; les rayons qui traversent la toile sont seuls utilisés pour la production du courant, le champ électrique s'arrêtant à la toile. On peut faire varier la distance AT du corps actif à la toile. Le champ
(') M"" Curie, Comptes rendus, 8 janvier lyoo.
entre les plateaux est établi au moyen d'une pile; la mesure du courant se fait au moyen d'un électromètre et d'un quartz piézoélectrique. En plaçant en A sur le corps actif divers écrans et en modifiant la distance AT, on peut mesurer l'absorption des rayons qui font dans l'air des chemins plus ou moins grands.
Voici les résultats obtenus avec le polonium :
Pour une certaine valeur de la distance AT ( )'"" et au-dessus), aucun courant ne passe : les rayons ne pénètrent pas dans le
Fis. iiS.
condensateur. Quand on diminue la distance AT, l'apparition des rayons dans le condensateur se fait d'une manière assez brusque, de telle sorte que, pour une petite diminution de la distance, on passe d'un courant très faible à un courant très notable; ensuite le courant s'accroît régulièrement quand on continue à rapprocher le corps radiant de la toile T.
Quand on recouvre la substance radiante d'une lame d'aluminium laminé de -j^ de millimètre d'épaisseur, l'absorption produite par la lame est d'autant plus forte que la distance AT est plus grande. Si l'on place sur la première lame d'aluminium une deuxième lame pareille, chaque lame absorbe une fract.on du rayonnement qu'elle reçoit, et cette fraction est plus grande pour la deuxième lame que pour la première, de telle façon que c'est la deuxième lame qui semble plus absorbante.
Dans le Tableau qui suit, on a fait figurer : dans la première ligne, les distances en centimètres entre le polonium et la toile T;
lOO CIIAPITKK IX.
dans la deuxième ligne, la proportion de rayons pour loo transmise par une lame d'aluminium ; dans la troisième ligne^ la proportion de rayons pour i oo transmise par deux lames du même aluminium.
Distance AT 3,5 2,5 1,9 r , ^5 o,5
Proportion de rayons transmis par
une lame o o 5 10 -25
Proportion de rayons transmis par
deux lames 0000 0,7
Dans une autre expérience on a obtenu les nombres suivants :
Distance AT en centimètres o i ,5 2,6
Proportion de rayons transmis par l'écran... 76 ()6 3g
Dans ces expériences^ la distance des plateaux P et P était de o''"'. On voit que l'interposition de la lame d'aluminium diminue l'intensité du rayonnement en plus forte proportion dans les régions éloignées qtue dans les régions rapprochées.
L'effet est encore plus marqué quand la distance des plateaux n'est que de o*""'^ 5 ; la fraction du rayonnement transmise par la lame d'aluminium est en ce cas de 4" pour 100^ et^ à travers deux lames^ elle est de 5 pour 100 du rayonnement primitif.
Ainsi, pour les rayons du polonium la fraction du rayonnement absorbée par un écran donné croît avec l'épaisseur de matière qui a déjà été traversée par le rayonnement^ mais cela a lieu surtout à partir d'une certaine valeur de la distance AT. Quand cette distance est nulle (le polonium étant tout contre la toile, en dehors ou en dedans du condensateur), il arrive que, de plusieurs écrans identiques très minces superposés, chacun absorbe la même fraction du rayonnement qu'il reçoit; autrement dit, l'intensité du rayonnement diminue alors suivant une loi exponentielle en fonction de l'épaisseur de matière traversée, comme cela aurait lieu pour un rayonnement homogène et transmis par la lame sans changement de nature. Toutefois les résultats obtenus peuvent dépendre dans une certaine mesure du dispositif expérimental employé.
Voici quelques résultats numériques relatifs à ces expériences :
Pour une distance AT égale à i"",;'»;, un écran en aluminium.
NATURE DES RADIATIONS. lOI
mince transmet la fraction o , 5 1 du rayonnement qu'il reçoit quand il agit seul, et la fraction o . H 4 seulement du rayonnement qu'il reçoit quand il est précédé par un autre écran pareil à lui. Au contraire^ pour une distance AT égale à o^ ce même écran transmet dans les deux cas considérés la même fraction du rayonnement qu'il reçoit et cette fraction est égale à o , - 1 ; elle est donc plus grande que dans le cas précédent.
Voici^ pour une distance AT égale à o, et pour une succession d'écrans très minces superposés^ des nombres qui indiquent pour chaque écran le rapport du rayonnement transmis au rayonnement reçu :
Série
Série
de 9 feuilles de
cuivre
de 7 fe
iiillos d'aluminium
très minces.
1res minces.
Les nombres de chaque colonne peuvent être considérés comme constants; seul, le premier nombre de la colonne relative à l'aluminium indique une absorption plus forte que celle indiquée par les nombres suivants.
Les rayons a du radium se comportent comme les rayons du polonium. On peut étudier ces rayons à peu près seuls en renvoyant les rayons bien plus déviables [ii de côté, par l'emploi d'un champ magnétique; les rayons y semblent, en effet, peu importants par rapport aux rayons a. Toutefois, on ne peut opérer ainsi qu'à partir d'une certaine distance de la source radiante. Voici les résultats d'une expérience de ce genre. On mesurait la fraction du rayonnement transmise par une lame d'aluminium de o™"',oi d'épaisseur; cette lame était placée toujours au même endroit, au-dessus et à petite distance de la source radiante. On observait, au moyen de l'appareil de la figure 9 f, le courant produit dans le
CIIAIMTRF. IX.
condensateur pour diverses valeurs de la distance AD^ en présence et en absence de la lame.
Dislaiice AI) (ijO 5,4 3 , ^
l'iuportion (le rayons ti'ansniis par l'alimiiiiiuiii . 3 7 2^
Ce sont encore les rayons qui allaient le plus loin dans l'air qui sont le plus absorbés par l'aluminium. Il y a donc une grande analogie entre la partie absorbable a du rayonnement du radium et les rayons du polonium.
L'arrêt des rayons a du radium dans l'air se produit à une distance de la source qui est égale à environ -"".
Le mode d'absorption des rayons a les différencie nettement des rayons f:>; il évoque l'idée de projectiles qui épuisent leur vitesse en traversant la matière. Ces projectiles constituent cependant des rayons capables de traverser les écrans sans diffusion sensible et en donnant des ombres géométriques parfaites.
Des expériences de même nature ont été décrites par M. Rutherford et Miss Brooks ('); la substance active était placée dans un condensateur à plateaux et des écrans en aluminium mince étaient posés directement sur la substance; on employait le polonium ou le radium au minimum d'activité^ c'est-à-dire le radium privé temporairement de rayons autres que les rayons a. La loi d'absorption obtenue avec le radium ne s'écarte pas beaucoup de la forme exponentielle^ cependant le pouvoir pénétrant diminue quand l'épaisseur de matière traversée croît. Pour le polonium ce dernier effet est beaucoup plus marqué^ et la décroissance du rayonnement est plus rapide que ne l'indiquerait une loi exponentielle.
La forme des courbes d'absorption obtenues pour les rayons a dépend du dispositif expérimental employé, en particulier de l'épaisseur de la couche active et des limites dans lesquelles varie l'obliquité des rayons utilisés. Les rayons a des différentes substances pénètrent dans l'air à des distances différentes (7"" pour le radium et 'î'"' pour le polonium).
Les courbes d'absorption obtenues par M. Rutherford et Miss Brooks pour les rayons a de l'uranium, du thorium, du radium,
(') lU'THEHi''OHii Cl Miss UitooKs, Phil. Moff., Hjn.!.
NATUUK DES RADIATIONS.
io3
du poIonium, des dépôts actifs du thorium et du radium^ ont une allure exponentielle; la matière absorbante était l'aluminium^ et l'épaisseur maximum employée a été de o""",oi7. Les émanations étaient entraînées par un courant d'air pour éviter l'activation des appareils de mesures. Le pouvoir pénétrant des rayons des différentes substances décroît dans l'ordre suivant :
Radioactivité induite du lliorinm.
Radioactivité induite du radium.
Thorium.
Radium.
Polonium.
Uranium.
Cet ordre est le même que celui indiqué dans le paragraphe lOi,
L'absorption des rayons a parles gaz a été étudiée par M. Rutherford ('). Les rayons émanant de la substance active {fig. 1 19) tra-
Fig. 1 i<).
^Electrumhtre
Pile
versaient une feuille d'aluminium mince et étaient reçus dans un condensateur à plateaux^ dont la distance à la substance active pouvait être modifiée à volonté. L'ensemble de l'appareil était enfermé dans une boîte étanche dans laquelle on introduisait le gaz étudié. La surface active étant de grande étendue était considérée comme indéfinie. Si le rayonnement reçu dans le
(') RuTHERKORD, RacUoactai If
ro4 CIIAPITHK IX.
condensateur diminue suivant une loi exponentielle en fonction de la distance, ce rayonnement a une valeur proportionnelle à e~'^-^ à l'entrée du condensateur, et une valeur proportionnelle à g u.(.r+r/) ^ \q^ i^ce. opposée, en désignant par <j. le coefficient d'absorption et par d la distance des plateaux. Par suite, le rayonnement utilisé est proportionnel à e~:^''(i — e~^"^), et décroît aussi suivant une loi exponentielle quand on fait varier la distance x du condensateur à la matière active.
La loi d'absorption obtenue se rapproche en elTet d'une loi exponentielle. Voici les nombres qui mesurent dans différents gaz la distance x à laquelle le rayonnement de l'oxyde d'uranium est réduit de moitié :
Ga/, G02 T = 3'"'"
« Air 4;3
