C. — II. 3i

binaison se trouve donc fortement diminué. Une perturbation résulte aussi de ce fait que les particules chargées diffusent vers les poussières en suspension dans le gaz et perdent ainsi leur mobilité. Enfin^ ces poussières chargées de dépôt actif et les agglomérations qui peuvent se former autour des particules de dépôt actif (par exemple, en présence de la vapeur d'eau), peuvent être entraînées vers l'électrode par suite du phénomène connu de déplacement de particules non chargées dans un champ non uniforme vers les régions de champ intense.

Nous avons vu que quand le rayon b du cylindre extérieur

augmente, le rapport — de l'activité induite recueillie à celle

qui est produite va en diminuant. Mais la quantité <ï> va d'abord en augmentant; cette quantité passe par un maximum, décroît ensuite et tend progressivement vers zéro. Cette loi de variation résulte de ce que varie proportionnellement au produit de la concentration de l'activité induite par l'intensité du champ dans le gaz au voisinage immédiat du fil; la

concentration augmente avec b et tend vers la valeur limite ^ —

qui correspond à l'équilibre avec l'émanation, tandis que l'intensité du champ 'diminue constamment quand b augmente. D'après la théorie approchée le maximum est atteint pour une valeur de b telle qu'on ait

e/>—i ^ b = I-H 2 Loge -'

kiù- Loge -

Dans le cas de l'émanation du radium on trouve que, si le diamètre du fil est égal à 9™'" et le voltage utilisé à lo ooo volts, le maximum de <ï> est atteint pour une valeur de b comprise entre i 5'" et i()"\ En réalité la valeur de b qui correspond au maximum est abaissée par les effets de recombinaison et d'agglomération, dont la théorie ne tient pas compte. Par suite de ces phénomènes, la distance à laquelle un fil, chargé à un potentiel donné, peut puiser l'activité induite dans le gaz environnant, se trouve diminuée;

RADIOACTIVITh: DU SOL ET DK l'aTMOSP1II-:RIÎ. 483

certaines expériences indiquent que cette diminution peut être importante et que l'eiïet d'augmentation de l'activité du fil avec b est épuisé pour une valeur de b inférieure à i'" (Eve). La valeur limite de b, au-dessous de laquelle l'activité est presque complètement recueillie^ éprouve évidemment une diminution correspondante. On peut remarquer que plus le rayon du cylindre est grand, plus l'effet de recombinaison devient important en raison de l'accroissement da la concentration aussi bien pour les particules actives que pour les ions négatifs.

Quand le rayon b prend la valeur qui correspond à la valeur maximum de ^ la concentration N, au voisinage du fil est très voisine de la concentration qui correspond à l'équilibre avec l'émanation^, et il en est ainsi à plus forte raison pour les valeurs supérieures de b. On peut utiliser cette remarque pour se rendre compte si l'effet de recombinaison peut donner lieu à un abaissement important de la valeur de b qui correspond au maximum. On peut appliquer ici un raisonnement analogue à celui qui a été utilisé pour apprécier l'influence de la recombinaison sur le phénomène de diffusion. On exagérera certainement cette influence si dans le calcul on remplace la constante À| par

n étant la concentration des ions et a le coefficient de recombinaison. La valeur de n pour l'air atmosphérique est voisine de i ooo ; elle conduit à augmenter X, dans le rapport i,4- D'après cela la distance b qui correspond au maximum serait comprise entre i 2™ et i3"'; ce nombre est peu différent de celui qu'on calcule en négligeant la recombinaison dont l'influence a pourtant été exagérée. Mais la distance dont il s'agit peut encore éprouver un abaissement par suite de la présence de poussières.

On peut de même évaluer dans quelle proportion l'activité recueillie par le fil pour de grandes valeurs de b est diminuée par suite de la recombinaison. Si la concentration au contact du fil est voisine de la concentration d'équilibre, on a

'.-k\ XN

On exagérera l'influence de la recombinaison en remplaçant )m

4?4 CHAIMTKH Wll.

par i /\ A,- La valeur de sera donc comprise entre la valeur approchée indiquée par la formule et la fraction o,- de cette valeur. Une nouvelle réduction de fl> pourra être amenée par la présence des poussières.

2:21. Activation de fils à l'air libre. — De nombreuses expériences ont été effectuées sur l'activation de fils tendus à une assez grande distance du sol (plusieurs mètres) à l'air libre. Si l'air atmosphérique pouvait être soustrait à l'action de remous et de vents^ l'activation d'un fd à l'air libre serait assimilable à l'activation dans un récipient de grand volume^ dont la paroi est représentée par le sol et les bâtiments environnants. L'analyse effectuée précédemment serait donc directement applicable. Si le ii\ est suffisamment écarté de parois solides et si la distribution de l'émanation est uniforme dans la région considérée^ la concentration de la radioactivité induite dans le gaz au voisinage du fil serait voisine de celle qui correspond à l'équilibre avec l'émanation. En réalité l'air est en mouvement^ et ces mouvements doivent avoir pour effet d'égaliser la concentration de l'émanation et de la radioactivité induite dans l'espace au-dessus du sol. Les particules de dépôt actif qui se trouvent assez loin du fil pour ne pas être soumises à l'action d'un champ intense^ sont soumises surtout à l'action des courants d'air, et l'on peut concevoir qu'il en résulte un renouvellement continu qui maintient la concentration de la radioactivité induite dans le gaz, à une certaine distance du fil, à la valeur qui correspond à l'équilibre avec l'émanation. S'il en est ainsi il résulte de la théorie que cette même valeur de la concentration s'établira dans l'espace voisin du fil, ainsi qu'on peut s'en assurer en remplaçant dans le calcul la condition à la limite, précédemment admise, par cette condition nouvelle. On voit donc que par suite du renouvellement on peut se trouver dans les mômes conditions que si le volume d'air disponible en repos était très grand, alors qu'en réalité la distance entre le fil et le sol n'est pas très grande. La quantité <1> de dépôt actif reçue par le fil par unité de temps et de longueur est alors donnée par la formule

* = iT^altk - — ,

h étant l'intensité du champ au contact du fil.

RAniOACTIVITK DU SOL KT DE L ATMOSPIIKIIK. 4^5

Ce résultat n'est pas modifié par le mouvement de l'air au voisinage du fil^ bien que les trajectoires des particules cessent d'être radiales. On peut montrer que le flux 4> des particules reçues par le fil est indépendant de la vitesse de déplacement de l'air.

La valeur de peut être influencée par le phénomène de recombinaison et par l'action des poussières. Nous avons vu que, dans le cas de l'activité induite du radium et dans l'air dont l'ionisation est normale, la valeur depeut être réduite par l'eiïet de la recombinaison de moins de 3o pour loo de sa valeur. La réduction proportionnelle est beaucoup plus importante pour la valeur <ï>' de l'activité induite du thorium. On trouve que pour obtenir une limite inférieure de ^ il faut remplacer la constante ).', du thorium A par un nombre environ 90 fois plus grand, ce qui conduirait à réduire <!>' à une petite fraction (i pour 100 environ) de la valeur donnée par la formule. On peut en conclure que la recombinaison a pour effet d'avantager fortement l'activation du type radium par rapport à celle du type thorium, ainsi qu'on pouvait le prévoir à cause de la différence des vies moyennes du radium A et du thorium A.

La quantité de dépôt actif, recueillie sur un fil chargé exposé à l'air libre, doit aussi être influencée par l'effet des poussières. Cette influence est même plus importante dans le cas actuel que dans le cas d'un récipient clos, parce que dans ce dernier les poussières, si elles n'ont pas été éliminées d'avance, se trouvent éliminées ensuite par l'action du champ qui les entraîne vers l'électrode (effet de déplacement de particules non chargées dans un champ non uniforme). Si donc l'expérience a une durée suffisante, tout se passe comme si elle était faite en l'absence de poussières. A l'air libre, au contraire, les poussières sont constamment renouvelées dans le volume d'air utilisé. Ces poussières fixent certaines des particules chargées de radium A ou de thorium A dont la mobilité est ainsi très fortement diminuée, de sorte que leur mouvement vers l'électrode sous l'action du champ électrique devient très lent. Parmi ces poussières, il en existe aussi qui portent des particules de dépôt actif sans être chargées, soit qu'elles aient éprouvé la recombinaison après avoir absorbé une particule active, soit que la charge de cette particule soit venue neutraliser la charge négative d'un ion déjà fixé sur la poussière. Ces ao-alomérations actives non chargées sont entraînées vers la

486 CHAPITUIÎ XVII.

région de champ intense et viennent se fixer sur l'électrode; on voit donc que^ chargées ou non chargées, les particules actives de dimensions relativement grandes se dirigent vers l'électrode.

Le problème qui consiste à se rendre compte de la part qu'elles peuvent prendre à l'activation de l'électrode présente quelque analogie avec le problème qui consiste à évaluer la proportion dans l'atmosphère de petits ions ordinaires et de gros ions formés par suite de la diffusion de petits ions vers les poussières, et à examiner la part qui revient à ces deux espèces d'ions en ce qui concerne la conductibilité de l'air atmosphérique. On peut prévoir, en se basant sur cette analogie, que si dans l'air privé de poussières les particules mobiles actives chargées positivement ont la même mobilité que les ions positifs, dans l'air atmosphérique ordinaire ces particules seront en très forte proportion fixées sur les poussières; mais que, néanmoins, l'activation du fil sera due presque exclusivement aux particules actives chargées mobiles, la proportion de grosses particules recueillies par le fil étant négligeable. L'absorption par les poussières est donc équivalente à une destruction des particules actives utiles et se traduit en résumé par une même augmentation apparente des constantes radioactives )., et '/.\ : l'augmentation relative étant beaucoup plus grande pour a , que pour A, . Les quantités ' de dépôt actif recueillies par le fil par unité de temps et de longueur éprouvent une diminution relative correspondante, beaucoup plus importante pour *ï>' que pour 4>.

Les expériences d'activation de fils à l'air libre ont généralement pour but d'évaluer la concentration des émanations du radium et du thorium dans l'atmosphère. On peut mesurer l'ionisation initiale produite par le fil activé dans une chambre d'ionisation aussitôt après la fin de l'exposition et distinguer les nombres d'ions A et A' qui sont dus respectivement aux dépôts actifs du radium et du thorium. La limite de l'activation est atteinte en quelques heures pour la radioactivité induite du radium et en '.i jours pour celle du thorium; si donc l'on utilise des temps d'exposition au-dessous de j jours, l'activité induite du radium se trouve ivantagée. Si ■^a limite a été atteinte^ on a les relations

RADIOACTIVITK DU SOL ET DE LATMOSPIIKRE. 487

Si nous admettons^ d'autre part^ que nous sommes en droit d'appliquer les formules

<ï> = •', - rt/?/>- ^ N , ']>'=i- ahk' ~ N',

qui conviennent au cas où le volume d'air utilisé est très grand^ nous aurions le moyen de calculer les quantités N et N et leur rapport à condition de connaître les coefficients k et A' qui mesurent respectivement les mobilités du radium A et du thorium A. Si les mesures de l'ionisation ne sont pas absolues, le rapport ^ pourra seul être calculé; la valeur de ce rapport devient

d'ailleurs indépendante des valeurs adoptées pour les mobilités, à condition que l'on considère comme égales les mobilités du radium A et du thorium A. On trouve

À' Al

Si l'expérience pouvait être faite dans un récipient clos de volume assez restreint pour que l'activité induite soit totalement extraite du gaz, on aurait simplement

A' -■>' /il — «i X

IN 0 nô H- Il ^ À'

C'est la première de ces formules qui s'applique selon toute vraisemblance au cas de l'activation à l'air libre, quand le fil est à plusieurs mètres du sol et quand on tient compte de l'influence du renouvellement d'air.

L'émanation du radium est répandue uniformément dans l'atmosphère aux distances qui interviennent dans les expériences. ir n'en est' pas de même de l'émanation du thorium dont la destruction est très rapide ; cette émanation se trouve à l'état plus concentré au voisinage immédiat du sol, et ne pourrait se propager qu'à des distances assez faibles (de l'ordre de i""), si les courants d'air ne venaient faciliter son déplacement ; en tout cas, on ne peut s'attendre à l'observer avec une concentration uniforme dans le volume utilisé. Par contre, la radioactivité induite du thorium, qui est assez persistante, peut se trouver répandue dans l'air à une assez grande distance du sol, soit qu'elle se soit propagée

par diiïusion^ soit qu'elle ait été entraînée par les courants d'air ou encore produite sur place par de l'émanation entraînée. La distribution de la radioactivité induite du thorium dans l'air peut être beaucoup plus uniforme que cela n'a lieu pour l'émanation; l'activité de ce type recueillie par le fil ne donne probablement pas une mesure correcte de la concentration de l'émanation dans la région voisine; elle correspond plutôt à la concentration moyenne de l'émanation dans les régions qui peuvent être atteintes par celle-ci et par le dépôt actif.

Le rapport ^-1 j peut être calculé en admettant qu'en première

approximation l'ionisation produite par une particule a est proportionnelle au parcours. On trouve ainsi pour ce rapport la valeur o^S8.

Des expériences sur l'activation des fds à l'air libre ont été effectuées par divers physiciens ('). On emploie pour ces études des fils de grande longueur (lo"' à loo'") tendus à une distance de quelques mètres du sol et chargés à un potentiel négatif plus ou moins élevé. Après la fin de l'activation le fil est enroulé sur un cadre et introduit dans la chambre d'ionisation. L'ionisation obtenue peut être loo fois plus grande que l'ionisation spontanée de l'air dans

la chambre utilisée. Le rapport — croît avec le temps d'exposition.

La valeur de ce rapport à Rome est environ o,25 pour une exposition de 3 heures; environ 0,7 pour une exposition de u4 heures^ et peut atteindre 2 ou 3 pour une exposition de 3 jours (Blanc),

Voici les valeurs du rapport — après une exposition longue^ d'après différents auteurs :

Dadourian (New Haven) — -=o,3

l'iaiic ( Rome j i , 5

Wilson (Manchester). . i ,6

Le rapport — doit être d'autant plus grand que le voltage utilisé

est plus faible. Si l'on considère que le cas limite, où la concentration près du fil est la concentration d'équilibre, n'est pas, en général,

(') Dadouiuan, Le Radium, 1908. — Blanc, Phys. Zeit.. 1908. — Harvey, Pliys. Rev., 1909. — N. Wilson, Phil. Mag., igog.

RADIOACTIVITK DU SOL ET DE l'AT.MOSPIIÈRE. 4^9

parfaitement réalisé^ et si l'on se reporte à la théorie générale^ on constate qu'une augmentation du voltage produit un effet dans le même sens qu'une diminution du volume utilisé^ et que la proportion d'activité du type thorium est avantagée par l'utilisation d'un grand volume et d'un faible voltage. Un fait de ce genre a été observé par M. Harvey.

Le rapport ^ calculé d'après la valeur — = i ,() par application de la formule relative aux grands volumes, et dans l'hypothèse A" = k' , est égal à environ lo"" (').

M. Blanc a fait un essai de mesure de la concentration du dépôt actif dans l'air par la méthode Sella, qui consiste à ramasser brusquement la totalité du dépôt actif contenu dans un volume limité, en faisant passer la décharge disruptive sous forme d'aigrette entre une pointe et une plaque. Ce procédé est aussi susceptible d'amener sur la plaque toutes les poussières actives, on peut donc prévoir que l'extraction de la radioactivité induite du gaz par ce procédé peut être assez complète. Si l'équilibre radioactif était établi dans le gaz avant l'expérience, on peut s'attendre à recueillir

sur la plaque la radioactivité induite qui correspond à cet équilibre,

de sorte que le rapport y se calculerait d'après l'activité de la

plaque comme dans les expériences d'activation de fds dans un petit volume avec exposition longue. On aurait

^' A' nx — n,. A

En utilisant cette méthode, M. Blanc a trouvé que l'activité du type thorium ne constitue que 5 à 7 pour 1 00 de l'activité initiale totale.

D'après la théorie on a, dans le cas du petit volume,

A' À'N' II'., -+- n!,

et, dans le cas d'un grand volume, avec l'hypothèse /.' ^ /.'

(') La valeur indiquée ici n'est pas celle qu'on trouve dans les IMémoires originaux, où l'on a utilisé soit la formule relative aux petits volumes, soit d'autre modes de calcul qui ne me semblent pas corrects.

490 CHAPIIRE XVII.

Le rapport — se trouve donc multiplié par ^, soit environ 210, -) /, ,

quand on passe d'un petit volume à un grand volume, l'exposition

étant longue dans les deux cas. Dans les expériences décrites, le

sens du phénomène est conforme à la théorie, puisque le rapport —

est environ 2;") fois plus grand dans les expériences d'activation à l'air libre que dans les expériences faites par la méthode

Sella. De plus, on devait s'attendre à ce que le rapport ^

pour les expériences à air libre soit très inférieur à celui que prévoit la théorie qui ne tient compte ni de la recombinaison ni de l'effet des poussières^ ces deux causes ayant pour effet de diminuer ce

rapport. Il est donc naturel de constater que le rapport — pour

l'air libre est seulement 2 5 fois plus grand que celui qu'on obtient par la méthode Sella et non 2 i o fois plus grand comme le prévoit

la théorie approchée. Le rapport ,rr ' calculé d'après les expériences

faites par la méthode Sella, serait d'environ io~\

Dans certaines expériences la nature de la radioactivité induite acquise parle fil n'a pu être complètement expliquée parla superposition des types radium et thorium ('). Des faits de cette nature conduisent à envisager l'existence d'une radioactivité induite de provenance inconnue. On peut cependant aussi remarquer que l'interprétation complète des résultats expérimentaux peut présenter des difficultés. En dehors du dépôt de radium A et de thorium A il peut être nécessaire de tenir compte d'un dépôt des substances dérivées des précédentes. Enfin des perturbations peuvent être occasionnées^ si le maniement des fils très longs couramment utilisés entraîne une perte de dépôt actif^ dont certaines parties se détachent facilement.

222. Dosage direct de l'émanation du radium dans l'air atmosphérique. Variations de la radioactivité atmosphérique. — Des

essais de détermination directe de la quantité d'émanation du radium contenue dans l'atmosphère ont été faits par M. Eve (-) qui

(") RuNGE, Gott. Nachr., lyo-^. — Pacgim, Nuovo Cimento, 1908. (M Eve, Phil. Mag., 1906.

nADIOACTIVITÉ DU SOL ET DE I/ATMOSPUÈRE. 49 1

faisait passer très lentement un volume connu d'air atmosphérique au travers d'un tube contenant du charbon qui absorbait l'émanation. Celle-ci était ensuite chassée du charbon par la chauffe et recueillie dans une chambre d'ionisation. La quantité d'émanation contenue dans i'"' d'air était très variable et en moyenne égale à celle qui correspond à Oo.io"'- gramme de radium. Cette valeur est du même ordre que celle obtenue par la méthode d'activation d'une électrode dans un récipient fermé.

Des résultats absolument analogues ont été obtenus par la méthode qui consiste à faire passer l'air dans un serpentin immergé dans un bain d'air liquide ('). La teneur d'un mètre cube d'air en émanation était variable suivant les expériences^ bien que la condensation fût complète. Cette teneur correspondrait à l'équilibre avec (O à 200. 10"'- gramme de radium; la valeur moyenne étant environ 90. io~'^ gramme.

Le nombre ç, des atomes d'émanation qui sont en équilibre avec un gramme de radium est égal à \h, si A est le nombre des atomes d'émanation formé par unité de temps à partir d'un gramme de radium^ et 0 la vie moyenne de l'émanation. En posant A = o,4. 10"^ et h = 5. 10^ sec, on trouve ç^ = 1,7. 10"'. Il en résulte que le nombre d'atomes ou de molécules d'émanation dans l'air atmosphérique est environ i,7. i o" par mètre cube et environ i,- par centimètre cube.

En appréciant la teneur en émanation par l'intensité d'activation d'un fil chargé, on trouve, comme par les méthodes de dosage directes, des résultats qui varient dans de larges limites, aussi bien en un même endroit que d'un endroit à l'autre.

Pour suivre la teneur de l'air en émanation au voisinage du sol, M. Ebert (-) a utilisé un dispositif qui consiste à mesurer et à enregistrer l'ionisation de l'air dans un condensateur contenu dans un grand récipient placé sur le sol; l'émanation qui s'échappe du sol peut pénétrer librement dans le récipient et dans la chambre d'ionisation. L'électrode, qui est réunie au système électrométrique, est chargée négativement et recueille le dépôt actif; on peut apprécier l'ionisation produite à un moment donné par

(1) AsHMAN, Amer. Journ. 0/ Se, 1908. — Satterly, Phil. Mag., 1908. (') Ebert, Phys. Zeit., 1909.

4()i CHAPITRE XVII.

celui-ci^ en remplaçant l'électrode par une électrode inactive. L'ionisation restante est due aux émanations radioactives et au rayonnement pénétrant du sol.

La radioactivité atmosphérique est variable avec les conditions météorologiques. Les émanations radioactives se dégagent du sol. et, conformément à cette circonstance, la teneur du sol et de l'atmosphère en émanation dépend de la perméabilité du sol, de son humidité et de la pression barométrique. Un sol gelé ou humide contient plus d'émanation qu'un sol poreux et sec ('). La teneur en émanation dans l'atmosphère augmente à la suite d'une baisse de pression qui permet le dégagement de l'émanation accumulée dans les pores du sol.

Une variation diurne a été signalée pour la radioactivité de l'atmosphère (-).

La quantité de dépôt actif recueillie semble être plus grande à basse température qu'à température élevée; elle augmente aussi quand la pression s'abaisse. Au bord de la mer Baltique on recueille en moyenne i seulement de l'activité obtenue à Wolfenbûttel, en Allemagne. Dans l'air contenant une pluie fine au voisinage des chutes du Niagara, on trouve beaucoup moins de dépôt actif qu'à Toronto (Me Lennan), l'air étant probablement purgé de radioactivité par les gouttes qui tombent.

La relation de la radioactivité atmosphérique avec les conditions météorologiques est encore très peu connue, bien qu'un nombre assez grand d'observations ait été publié à ce sujet. Pour préciser nos connaissances à ce point de vue, il serait nécessaire d'effectuer des séries de recherches dans des conditions bien déterminées, en se laissant guider par une théorie dans le genre de celle qui a été exposée ici. Diverses observations s'expliquent bien par cette théorie. Ainsi, par exemple, l'activation des fils à l'air libre paraît plus intense aux hautes altitudes; ce fait pourrait être attribué à l'absence de poussières, de même que le fait connexe de l'augmentation de conductibilité de l'air à ces altitudes élevées. Une forte activation a été obtenue dans certains cas en présence d'un brouillard; l'activation pouvait être due à l'entraînement

(') GocKEL, Phys. Zeit., 1908.

(^) Simpson, PAiï. Trans., 1906. — Ebkrt, Phys. Zeit., 1909.

RADIOACTIVITK DU SOL KT DK LATJIOSPIIKRE. \i)3

vers le fil chargé de gouttelettes relativement grosses qui avaient absorbé toute la radioactivité induite de l'air et qui sont attirées vers le fil plus rapidement que les poussières ordinaires de dimensions plus petites,

Î^SS. Radioactivité du sol et des eaux. — La présence de matières radioactives a été mise directement en évidence dans le sol, les roches et les minéraux, dans les eaux de diverses sources et dans l'eau des mers. On peut dire actuellement que les substances radioactives, et, en particulier, le radium, sont répandues partout à la surface de la terre; ce dernier corps s'y trouve, en général, à l'état de dilution extrême.

Les recherches de ^L Curie sur les minéraux avaient montré que seuls les minéraux radioactifs proprement dits ont une activité qui peut dépasser la fraction 0,0 1 de celle de l'uranium. Dans les recherches dont la description va suivre, il s'agissait de radioactivité tout à fait minime.

Afin d'interpréter la conductibilité de l'air des cavernes, MM. Elster et Geitel (') ont examiné l'activité des divers terrains. On observait, au moyen d'un appareil de mesures très sensible, l'augmentation de conductibilité communiquée à l'air d'une chambre d'ionisation par la présence d'une certaine quantité de terre. Les divers terrains étudiés ont manifesté une radioactivité permanente extrêmement faible; certaines argiles se sont montrées relativement très actives ; les roches inattaquées de l'intérieur du sol semblaient moins actives ; les calcaires purs se montraient presque inactifs, ainsi que les sables quartzeux. Les activités les plus fortes étaient comparables à la fraction j-p— 5 de l'activité de la pechblende. Une terre particulièrement active est le fango, argile à base de chaux et de fer, constituant un limon déposé par les sources chaudes de Battaglia, dans l'Italie du Nord; cette terre est 4 fois plus active que la plus active des ajgiles ordinaires. En la traitant par l'acide chlorhydrique étendu bouillant, en ajoutant \in peu de baryum à la solution et en précipitant ce baryum par l'acide sulfurique, on a pu entraîner la substance active contenue dans le fango et obtenir une matière 100 fois plus active que le

(') Elster et Geitel, Phys. Zeit., 190 '|.

494 CllAPITUE XVII.

fango primitif, mais encore 120 fois moins active que le sulfate d'uranyle et de potassium. Il a été prouvé que cette matière émet l'émanation du radium.

MM. Elster et Geitel (') ont ensuite constaté la présence de matières radioactives dans les sédiments des sources de Bade. Ces sédiments ont une activité comparable à celle des sels d'urane; ils se composent de carbonate de chaux, et l'activité est due au thorium et au radium. Les observations sur la radioactivité de dépôts de sources sont actuellement très nombreuses. On peut citer l'extraction du radiothorium des dépôts des sources d'Echaillon et de Salin-MoutierS;, par M. Blanc, et l'extraction du même corps des dépôts de Kreuznach par MM. Elster et Geitel (-). La présence du radium a été mise en évidence par M. Strutt dans les dépôts des sources de Bath.

Quand l'air atmosphérique barbote dans de l'eau de source, sa conductibilité spontanée se trouve, en général, augmentée. Ce fait a été mis en évidence par MM. Pochettino et Sella (') et par M. J.-J. Thomson ('). L'accroissement de conductibilité a été attribué à la présence d'une émanation radioactive, et l'émanation contenue dans les eaux de Cambridge a été reconnue semblable à l'émanation du radium (*'). Presque simultanément, M. Himstedt (•^) a établi la présence de l'émanation du radium dans les eaux de Freiberg et dans les sources de pétrole.

L'eau de pluie et l'eau distillée ne contiennent pas d'émanation. L'eau des ruisseaux, fleuves et lacs et celle de la mer sont moins actives que l'eau des sources. Les sources thermales contiennent souvent plus d'émanation que les sources ordinaires, et leurs dépôts sont quelquefois riches en matières radioactives. Le nombre des sources dont l'eau a été soumise à l'étude est actuellement très grand, et l'émanation observée est généralement celle du radium. On peut examiner : i" la quantité d'émanation contenue dans un litre d'eau de suite après extraction de la source; 2^ la quantité

(') Elster et Geitel, Pliys. Zeit., 1904.

{-) Elster et Geitel, Phys. Zeit., 1906.

(^) Pochettino et Sella, Acad. Lincei. 1902.

(*) J.-J. Thomson, Phil. Mag., 1902.

(') Adams, Phil. Mag., 1908.

(^) Himstedt, Ann. d. Phys., 1904.

RADIOACTIVITÉ DU SOL ET DE l' ATMOSPHÈRE. 495

d'émanation contenue dans un litre de gaz s'échappant de la source ; 3" la quantité de radium contenue dans un litre d'eau de source. Certaines eaux contiennent^ en effet, du radium, tandis que d'autres ne contiennent que son émanation. Dans le premier cas l'émanation se reforme dans le liquide après en avoir été complètement chassée ; dans le deuxième cas, l'eau privée d'émanation et conservée en vase clos reste inactive. Quand l'eau de source contient du radium ou du thorium, les sédiments sont, en général, actifs et contiennent les mêmes matières.

La quantité d'émanation contenue dans les eaux et les gaz des sources, recueillis et conservés pour l'examen, diminue avec le temps ; si l'étude n'est pas faite aussitôt, il faut tenir compte de cette diminution. De plus la quantité d'émanation observée peut dépendre dans une certaine mesure de la manière dont l'eau et les gaz ont été recueillis. Enfin la radioactivité des sources n'est pas constante, mais éprouve des oscillations spontanées importantes.

Quand une eau de source ne contient pas de radium, l'émanation du radium qu'elle renferme doit provenir des terrains traversés par les eaux. On observe, en général, que les gaz dégagés au griffon d'une source sont plus actifs que les eaux, ce qui tient à la valeur peu élevée du coefficient de solubilité de l'émanation du radium.

Des sources très voisines peuvent avoir une radioactivité très différente. Il ne semble pas exister de relation entre la radioactivité d'une source et la température de ses eaux; parmi les sources radioactives, il en est de chaudes et de froides. Les sources les plus actives se rencontrent dans les terrains formés par les roches éruptives anciennes ; telles sont par exemple les sources de Bad Gastein, de Baden-Baden, de Plombières,

La quantité d'émanation extraite d'une quantité donnée d'eau de source, ou contenue dans un volume donné de gaz de source, peut être mesurée dans une chambre d'ionisation à gaz par les méthodes ordinaires; s'il s'agit de l'émanation du radium, la mesure se fait le plus exactement 3 heures après l'introduction de l'émanation, quand le courant a atteint sa valeur maximum. Pour extraire l'émanation contenue dans les eaux on fait bouillir un volume donné d'eau, et l'on recueille les gaz chassés par l'ébullition. On peut aussi agiter un volume donné d'eau avec un volume donné d'air; l'émanation se partage entre l'eau et l'air, et si l'on

496 CHAPITRK XVII.

connaît le coefficient de solubilité^ la mesure de la concentration de l'émanation dans l'air ainsi activé permet de déduire la valeur de sa concentration primitive dans l'eau qui a servi pour l'expérience (§ 03).

Pour rendre comparables les diverses mesures, le meilleur procédé consiste à comparer l'ionisation observée à celle qui serait obtenue dans le même appareil de mesures avec l'émanation dégagée en un temps connu par une solution titrée de sel de radium pur. On peut aussi indiquer en valeur absolue le courant de saturation obtenu avec l'émanation provenant d'un volume donné d'eau ou de gaz, mais en ce cas les nombres obtenus dépendent de la forme de la chambre d'ionisation.

La quantité d'émanation contenue dans un litre d'eau ou de gaz d'une source fortement radioactive est de l'ordre de celle qui est produite en une minute par un milligramme de radium. L'unité du milligramme- minute a été couramment employée par P. Curie et M. Laborde dans l'indication de la radioactivité des sources. Le nombre des sources qui ont été étudiées est déjà considérable, et les études ont porté sur des endroits très différents (').

Le Tableau suivant indique en milligrammes-minutes la quantité q d'émanation du radium contenue dans 10 litres de gaz ou d'eau de source.

(') J.-J. Thomson, Eaux de Cambridge {Phil. Mag., 1902). — Adams, Phil. Mag., igo'i. — PocHETTiM et Sella, Bend. Accad. Lincei., 1902. — Elster et Geitel, Phys. Zeit., 1902, igoS. — Bumstead el Wheeler, Sources de New Haven {Amer. Journ. 0/ Se, 1908). — Strutt, Eaux de Bath {Phil. Mag.. 1904). — Curie el Laborde, Sources de France {C. B. de VAc, 1904 et igofi). — Mâche et Meyer, Sources de Gastein et de Bohême, 1904 {Wiener Ber., 1904, et Phys. Zeit., 1905). — Engler et Sievecking, Sources de Baden-Baden {Chem. Zeit., 1907). — H.-W. ScHMiDT el Kurz, Sources de Hesse {Phys. Zeit., igoS et 1906). — BoLTWOOD, Sources des Etats-Unis {Amer. J. 0/ Se, 1904)- — Mu.noz del Castillo, Sources d'' Espagne {Soc. Esp. de Fisic, 1907). — Battelli el Dechiali, B. Ac. Lincei, t. XV. — Engler, Zeit. fiir anorg. Chemie., t. LUI.

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