JOUI

Cette loi de décroissance ne s'appliquait exactement qu'après avoir retranché de l'activité totale une activité résiduelle constante, d'environ 2,- pour 100.

(') Giesel, Cheni. Ber., igoS.

(-) Godlewski, Jahrbuch cl. Rad., 1906; Le Radium, 1907.

ACTIMCM ET SA FAMILLI'. 419

La courbe d'accroissement de l'activité de l'actinium n'était pas exactement celle qui correspond à la formation d'actinium X avec débit constant^ toutefois l'allure générale de la courbe correspondait à cette hypothèse. La faible valeur du rayonnement initial permettait de penser que l'actinium n'est pas actif par lui-même.

M. Godlewski a prouvé c|ue l'actinium X est la source de l'éma-

Fig. ]8i.

sa

Temps en jours

nation de l'actinium; le débit d'émanation est en effet intimement lié à la quantité d'actinium X présent et non à celle de l'actinium. La présence de l'émanation entraîne d'ailleurs la formation du dépôt actif. Ce dernier accompagne l'actiniuin X dans la séparation par l'ammoniaque ; mais en calcinant le résidu de l'évaporation de la solution ammoniacale on détermine la volatilisation du dépôt actif^ et la formation de ce dernier occasionne l'augmentation initiale de l'activité de l'actinium \ nouvellement préparé.

Au lieu de préparer l'actinium X en utilisant la précipitation d'une solution d'actinium par l'ammoniaque^ on peut utiliser l'entraînement de l'actinium X par le sulfate de baryum^ suivi d'un traitement de cristallisation fractionnée effectué sur le sel de baryum (chlorure ou bromure) contenant l'actinium X. D'après M. Giesel^ la séparation de l'actinium X par ce procédé, à partir d'une solution chlorhydrique neutre de terres rares exemptes de thorium, est une opération très complète.

M. Godlewski avait trouvé que l'actinium X émet des rayons a et aussi des rayons |j. Toutefois M. Lewin (') a montré qu'en chauffant fortement l'actinium X^ de manière à chasser complètement le dépôt actif^ on obtient une matière qui émet seulement des rayons a. L'activité initiale de l'actinium X accompagné de l'émanation^ mesurée en rayons a, représentait -2 à 7^ pour 100

Fis. iSg

Temps en heures

de l'activité maximum^ tandis que l'activité initiale mesurée en rayons |j était comprise entre 2,.') pour 100 et 5 pour 100 de l'activité maximum. Les courbes d'accroissement de l'activité mesurée par le rayonnement a et par le rayonnement ^j sont représentées dans la figure 182. Le maximum est atteint en .\ heures.

Dans les expériences de M. Levin^ l'actinium privé d'actinium \ conservait encore toujours une activité d'environ 2(S pour 100. Cette divergence entre les résultats de M. Godlewski et ceux de i\L Lewin a été expliquée par la découverte du radioactinium.

20i. Radioactinium. — M. Halm (-) a montré que la courbe d'accroissement de l'activité totale de l'actinium qui a été ol)tenu

(') Lewin, Phys. Zeit., 1906.

{-) H A UN, Phys. Zeit., 190G.

ACriMlM ET SA FAMILLE. 4^1

à l'état sensiblement inactif [fig. 1 83, courbe I) diffère fortement de la courbe qu'on obtiendrait si l'actinium donnait lieu à la production uniforme d'une substance active dont la période est 10,2 jours [fig. i<S3, courbe II). La divergence des deux courbes conduit à conclure qu'il existe entre l'actinium et l'actinium X une substance radioactive intermédiaire, et que la

Temps en jours

formation de l'actinium X se trouve ainsi retardée. M. Hahn a essayé de séparer cette substance de l'actinium et a réussi à prouver que sa supposition était exacte. La substance nouvelle a reçu le nom de radioactinium.

Le radioactinium se sépare difficilement de l'actinium. Il précipite par l'ammoniaque en même temps que ce dernier, mais plus facilement, de sorte qu'une séparation partielle peut être obtenue en utilisant la précipitation fractionnée. On peut aussi ajouter de l'hyposulfite de sodium à la solution chlorhydrique d'actinium ; le dépôt qui se forme contient du soufre que l'on calcine dans un creuset; le radioactinium, qui n'est pas volatil, se trouve dans le résidu. D'après M. Lewin, le radioactinium est aussi entraîné dans la précipitation d'une solution d'actinium par l'hydrogène sulfuré et peut ainsi être séparé de l'actinium.

Quand on dissout l'actinium dans l'acide chlorhydrique étendu, on obtient toujours un résidu dont l'activité peut d'abord être stationnaire, croissante ou décroissante; mais, a à o semaines après la préparation, on voit s'établir une loi de décroissance qui

correspond à une période d'environ 20 jours. Ce résidu est composé d'un mélange de radioactinium et d'actinium Xen proportion initiale variable, et la période de 20 jours doit être attribuée au radioactinium.

M. Hahn a réussi à obtenir du radioactinium à peu près exempt d'actinium et d'actinium X et a prouvé que le radioactinium donne lieu à la formation d'actinium X qui peut en être extrait au moyen de la séparation par l'ammoniaque. Après la séparation, le radioactinium augmente aussitôt d'activité parce que l'actinium X s'y accumule à nouveau.

Le radioactinium est actif par lui-même. Sa période est égale à 19,5 jours d'après M. Hahn et à 20 jours d'après M. Lewin. Le rayonnement a et le rayonnement [j augmentent par suite de la formation de l'actinium X et de ses dérivés, passent par un maximum et diminuent ensuite suivant la période du radioactinium. Une petite activité restante est généralement observée; elle est due à la présence d'une petite quantité d'actinium.

La vie moyenne de l'émanation et des constituants du dépôt actif étant courte par rapport à celle du radioactinium et de l'actinium X, la loi d'évolution de l'activité du radioactinium et de l'actinium peut être étudiée en faisant intervenir seulement les constantes radioactives A, et Ao qui caractérisent le radioactinium et l'actinium X; ce dernier est alors considéré comme étant en équilibre radioactif avec ses dérivés. Le radioactinium est considéré comme produit avec débit constant par l'actinium.

L'activité ^ du radioactinium exempt d'actinium et exempt au début d'actinium X évolue suivant la formule

),) U "^'^ ■ '^'! {e-^ni—e-''-^')\,

où -5o désigne l'activité initiale et K le rapport de l'ionisation due à l'actinium X accompagné de ses dérivés à celle due au radioactinium, cjuand les deux produits sont en équilibre avec l'actinium. La courbe expérimentale concorde bien avec la courbe théorique [fig. 184, courbe I) construite en posant K= 3,5. Le maximum est atteint en i 7 jours, La courbe I est obtenue parla superposition des courbes II et III, dont la première représente la diminution de l'activité du radioactinium et la seconde l'évolution de l'acti-

ACTIMUM ET SA FAMILLE. 4^3

vite due à l'actinium X. L'activité initiale a été posée égale à loo. L'actinium peut être séparé à l'état à peu près inactif; l'activité initiale est, par exemple^ a^5 pour loo de l'activité limite; on

peut donc admettre que l'actinium n'est pas actif par lui-même. L'activité -^ augmente avec le temps [fig. \S'ci, courbe I) et tend vers une valeur limite -"^^ suivant la loi

-^ (1.2 6 ''^'— Il e^'>'^i)

La limite est atteinte en \ mois environ. On obtient une bonne concordance entre la théorie et l'expérience en posant

K = 3,j, Xi = 4,r.io-' — j Ao=7,S.io-" •.

sec - /' gec

d'où pour les périodes

Ti = 19 , 5 jours, Ti = 10,2 jours.

2O0. Composition du dépôt actif. — Les courbes représentatives de l'évolution du dépôt actif de l'émanation de l'actinium sont caractérisées par une loi de décroissance limite qui correspond à une période de 36 minutes. En première approximation^ les courbes obtenues en mesurant le rayonnement [i ne sont pas différentes de celles obtenues par la mesure du rayonnement a. Pour

des temps supérieurs à i 5 minutes la loi limite est atteinte quel que soit le temps d'exposition.

La courbe d'évolution qui correspond à un temps d'activation très court [fig. 83) manifeste une intensité initiale très faible; cette intensité croît et passe par un maximum qui est atteint en (j minutes; la décroissance s'établit alors suivant une loi qui tend rapidement vers la loi limite. La courbe est bien représentée par la formule

Dans cette formule^ A désigne l'activité mesurée en rayons a, ?>,n la valeur maximum de cette activité^ x le temps qui correspond au maximum; ).i et À^ sont deux constantes radioactives dont l'une A, caractérise la loi de décroissance limite^ tandis que l'autre )v2 a une valeur plus élevée. On trouve

Ti = Sf) minutes, Xi = 3,'>. ,io-^

To = 2, i5 minutes, X-i = 5,37. lo -^

sec

sec

L'interprétation de cette courbe peut se faire suivant la méthode ordinaire^ en admettant que le dépôt actif se compose de deux substances, dont la première^ actinium A, produite directement par l'émanation, est inactive, mais se transforme en une deuxième substance, actinium B, laquelle est active. Les deux constantes radioactives caractérisent respectivement les vitesses de destruction des deux substances.

Des expériences d'électrolyse effectuées sur une solution de dépôt actif ont montré qu'on peut recueillir à l'anode une substance active dont l'activité décroît de moitié en i,5 minute environ ( ' ), MM. Meyer et v. Schweidler ( - ) ont chauffé des plaques activées. Ils ont constaté que jusqu'à la température de 200" la chauffe restait sans effet. Au rouge vif l'activité est en partie volatilisée, et la matière qui reste sur la plaque décroît de moitié en un temps de i,5 minute environ. On conclut de ces expériences

(') Miss Brooks, Phil. Mag., 190'f.

(-) Meyer et Schweidler, Wien. Ber., i()o5.