Phénomène de recul pour le radium A, le radium B et
le radium C. ■ — ■ Lors de la formation du radium A et du radium B, les atomes de ces substances se trouvent projetés avec une vitesse considérable (§ 8i). La première observation relative à ce phénomène est déjà assez ancienne. Miss Brooks a observé que le radium B se comporte comme s'il était légèrement volatil à la température ordinaire ( ' ). Quand une lame activée est enfermée dans une enceinte, un peu de radium B se dépose sur les
(') Miss Brooks. Aature, igo^j.
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parois de l'enceinte et y produit une activité dont la nature peut être contrôlée par la loi de son évolution. Ce phénomène ne se produit qu'au début de la désactivation, alors qu'il y a encore du radium A sur la lame activée. M. Rutherford a supposé qu'il ne s'agit pas là d'une volatilisation, mais bien d'une projection, le radium A émettant une particule a, et la partie restante de l'atome éprouvant le mouvement de recul correspondant. La projection des atomes du dépôt actif du radium a été ensuite clairement mise en évidence par MM. Russ et Makower ( ' ) dont les expériences ont été décrites antérieurement (§ 8i) et par M. Hahn et M'^*! Meitner (-). Les expériences de Miss Brooks n'avaient pas décelé d'action du champ sur le phénomène, mais une telle action a été mise en évidence par M. Hahn et M"'' Meitner, qui ont montré qu'un disque placé parallèlement en face d'une lame portant du radium A reçoit loo fois plus de radium B quand il est chargé négativement que quand il est chargé positivement. Les atomes de radium B portent donc, comme ceux de radium A, une charge positive. L'effet du champ est d'ailleurs épuisé pour une différence de potentiel de 5o volts entre la lame activée et la lame placée en face; les atomes de radium B doivent donc être arrêtés dans le gaz et subissent ensuite l'action du champ électrique. On constate qu'au contraire dans un gaz sous faible pression (2''" de mercure environ), les particules projetées ne sont guère sensibles à l'action d'un champ électrique intense et peuvent atteindre une lame chargée positivement placée en face de la lame activée. En mesurant dans ces conditions la quantité de radium B cjui est recueillie par une lame placée à distance variable de la lame activée, M. Wertenstein a pu conclure que les particules de radium B ont dans l'air un parcours assez bien déterminé qui varie en raison inverse de la pression et c[ui serait de o""",ii à la pression atmosphérique ('). Dans ces expériences, les particules de radium B absorbées dans le gaz n'interviennent pas pour activer la lame qui reçoit la projection; elles sont entraînées par l'action du champ électrique vers la lame opposée. Des expé-
(') Russ et Makower. Proc. Jioy. Soc, igoc); l'/ul. Mag., 11)10. (-) Hahn et L. Meitneu, Deulsck. pliys. Gesell., njoy. (^) Wertenstf-iv, Comptes rendus, 1910.
RADIIM ET SA F.A.MILLi;. — POLOMIM. SSq
riences analogues^ effectuées dans l'hydi^ogène, ont mis en évidence l'existence d'un parcours c[ui serait d'environ o"""^7 à la pression atmosphéricjue. Si l'on porte en abscisses la distance des lames et en ordonnées la cjuantité de radium B recueillie, on trouve que celle-ci décroît suivant une loi approximativement linéaire quand la distance augmente; une telle loi est conforme à l'hypothèse d'un parcours déterminé, si l'on suppose que l'émission des particules a lieu inditTéremment dans toutes les directions. Ce résultat conduit à établir une analogie entre les propriétés des particules a et celles des atomes radioactifs projetés.
Les atomes de radium B projetés peuvent traverser une couche très mince de matière solide, par exemple une couche d'argent dont l'épaisseur ne dépasse pas lo''-'^- ; l'expérience peut être faite avec une lame activée sur lacjuelle on détermine la formation d'un dépôt d'argent avant c{ue la destruction du radium A soit achevée. Le rapport de l'épaisseur limite à la valeur du parcours dans l'air n'est pas éloigné du rapport des densités de l'air et de l'argent.
Le phénomène de projection du radium B offre un moyen simple pour obtenir cette substance sensiblement exempte de radium C, au moins pendant un temps court.
Pour étudier la projection du radium A, M. Wertenstein a mesuré l'activité que prend une lame chargée positivement et placée en face d'une autre lame à une distance déterminée, dans un récipient contenant de l'air chargé d'émanation à une pression d'environ 2'" de mercure. L'activité accpiise croît avec la distance des lames, d'abord rapidement, ensuite plus lentement. Si l'activation n'était due cju'à la projection, une activité limite devrait être atteinte pour une distance égale au parcours du radium A dans les conditions de l'expérience. En réalité on n'observe pas de valeur limite constante, mais une loi limite d'accroissement linéaire, relativement lente, correspondant probablement à un mécanisme d'activation autre que la projection et relativement peu important. Si l'on admet cette interprétation, on trouve c{ue le parcours du radium A, déduit de la première portion de la courbe, est très voisin du parcours du radium B à la même pression. D'après la théorie des transformations radioactives, les masses des atomes de A et de B sont peu différentes et les vitesses de projection ne doivent pas dilîérer beaucoup, puisque
les particules a émises lors de la formation de ces atomes ont des parcours assez voisins. En admettant qu'au moment de la projection les quantités de mouvement initiales de la particule a et de l'atome radioactif projeté sont égales^ et en attribuant aux atomes A et B une masse atomique d'environ 200, on trouve que la vitesse de projection est environ 5o fois plus petite que celle de la particule a et qu'elle est^ par conséquent, de l'ordre de 10' cm : sec.
Des expériences faites avec une lame activée sur laquelle il n'y a plus de radium A indiquent qu'une très faible quantité de radium C peut aussi être recueillie sur le disque chargé négativement. Il est donc possible que les atomes de radium C soient aussi chargés positivement lors de leur formation. Mais si les atomes ne sont pas projetés en dehors de la lame activée à une distance suffisante, ils sont immédiatement réabsorbés par celle-ci en vertu de la diffusion, et ne peuvent être entraînés par le champ. C'est ce qui arrive probablement dans le cas actuel; le radium B n'émettant que des rayons [i, le mouvement de recul de la partie restante de l'atome est beaucoup moins important que lors de l'expulsion d'vme particule a dont l'énergie cinétique dépasse, en général, de beaucoup celle d'une particule [i.
On observe dans certains cas qu'une lame activée, sur laquelle le radium A n'existe plus, peut néanmoins donner lieu non seulement à une projection de radium C, mais aussi à une projection de radium B. Ce fait a été interprété par MM. Makower et Russ comme un arrachement de radium B par les atomes réellement projetés en vertu du phénomène de recul (atomes C ou plutôt atomes D qui dérivent des atomes C et dont la projection est plus violente que celle de ces derniers, puisqu'elle accompagne l'émission d'une particule a de grande vitesse). Il n'est cependant pas possible d'assigner au dépôt actif une épaisseur uniforme comportant plusieurs couches de molécules; on serait donc conduit à admettre que ce dépôt est disposé sur la lame en amas ou grains séparés.
On peut se demander si les atomes radioactifs projetés se comportent comme des rayons doués de pouvoir ionisant. Une telle supposition paraît naturelle, par analogie avec ce qui a lieu pour les rayons positifs des ampoules à vide. En étudiant, sous faible pression, l'ionisation produite par une lame activée, M. Wer-
RADIIM ET SA FAMILLE. — POLO.MLM. S6r
tenstein a constaté l'existence d'un rayonnement ionisant extrêmement absorbable qui pourrait être constitué par la projection des atomes résultant de la destruction du radium C (radium D), L'action ionisante des atomes radioactifs projetés ne saurait être importante dans les gaz à la pression atmosphérique, mais il deviendrait nécessaire d'en tenir compte dans les expériences faites à des pressions réduites.
