X IO

9i'jJ

7,iJ

Rad

ium

par gran)me,

en gramme.

UADIOACÏIMTK DU SOL ICT DE LATMOSl'UÈRK. 5oi

Boches scdinientaires.

Roches. Provenance.

Oolite Bath

» Saint-Albans Ilead

Marbre. liast Lothian

Argile de Kimmeriilge. . ..... Ely

Gaillaise Galicie

Ardoise Wales (?)

Ardoise silioifiée Saint-Yves (Cor noua il les)

Argile de Gaiilt Cambridge

Argile Terling, Esse\

Cailloux East Lothian

Graviers Terling Essex

Craie rouge Hunslanton

Gros cailloux Terling, Essex

Marbre blanc Deccan, Inde

Marbre East Lothian

Craie Fond du puits Cherry

Hinton, Cambridgeshire 0,78

Craie Partie supérieure du

même puits 0,25

Minéraux.

Zircon Oural 865 x i

» Caroline du Nord 658

» Brevig 189

» Kimberley 74,8

Perofskite ^lagnes Cove, Arkansas 197

Sphène (?) 1 02

Apatite Suède 29,7

» Californie 11,0

Hornblende (?) 4,27

Tourmaline . Devonshire 8,82

Labradorite Labrador i , i (?)

FeUlspath blanc Nellore (Inde) 0,6 (?)

Mica blanc Nellore (Inde) 1,0 (?)

Mica brun Deccan (Inde) ',o(?)

Quartz blanc Xellore ( Inde) 0,00

Rutile (?) 0,00

Ilinénite (?) 0,00

302 CHAPITRi: XVII.

Des recherches faites par JMM.' Eve et M. Me Intosh ( ' ) sur les roches au voisinage de Montréal (Canada) ont conduit à une valeur moyenne de i , i . i o ~ ' - gramme de radium par gramme de roche. La méthode utilisée était analogue à celle dont s'était servi M. Strutt. Des essais d'évaluation de la teneur en radium par l'utilisation des rayons pénétrants émis par les roches ont conduit à une teneur 10 fois plus grande^ et ce résultat a été attribué à la présence dans les roches de thorium et de radiothorium dont le rayonnement pénétrant s'ajoute à celui du radium.

La teneur de l'eau de mer en radium a été examinée par divers savants. Cette teneur est très faible; de plus les résultats obtenus varient dans de larges limites. M. Strutt (-) a indiqué la valeur 0,08. io~'- gramme de radium par gramme de sels extraits de l'eau de mer^ ce qui correspond à 2,3. 10"'^ gramme de radium par gramme d'eau de mer. M. Eve (') a trouvé 9.10 "' gramme de radium comme valeur moyenne par gramme d'eau dans l'Atlantique du Nord. AL Joly (') a trouvé en moyenne 3,4- io~''' gramme de radium par gramme d'eau de mer au voisinage des côtes et 1,1. io~'^ gramme par gramme d'eau prise loin des côtes (océan Atlantique^ océan Indien^ Méditerranée) ; la teneur indiquée est très supérieure à celle indiquée par M. Eve. L'ionisation de l'air au-dessus de l'océan n'étant pas, d'après M. Eve^ sensiblement différente de celle qu'on observe sur le continent, on pourrait penser que cette ionisation ne peut s'expliquer par la présence de radium dans l'eau de mer^ mais plutôt par la présence dans l'atmosphère marine de l'émanation du radium amenée par les vents venant des continents. Cependant il faut remarquer que l'émanation du radium se dégage bien plus facilement de l'eau que du sol^ et que, pour cette raison, la proportion de radium qui est nécessaire pour assurer une certaine ionisation dans l'atmosphère est moins élevée dans le cas de l'eau que dans le cas du sol. De plus, l'air marin ne contient pas de poussières susceptibles d'absorber les ions formés.

Les roches anciennes qui contiennent du radium doivent con-

(') Eve et. Me Intosii. Pkil. Mag., n^)-. {') Strutt, Proc. Boy. Soc, t. LXXXVIII. (^) Eve, Phil. Afag., 1907 et 1909.

(*) Joly, Phil. Mag., 1908 et 1909.

RADIOACTIVITÉ DU SOL ET UE LATMOSIMlÈllE. 5o3

tenir une proportion correspondante d'uranium. A une teneur en radium de io~'- gramme correspond une teneur en uranium d'environ .:'). 10"" gramme par gramme de roche. Les granits riches en radium se trouvent souvent au voisinage de gisements de minerais d'urane.

Un essai d'évakiation de la teneur du sol en thorium a été fait par M. Blanc (')^ par la méthode suivante : un fil chargé négativement était placé sous une cloche au voisinage immédiat du sol; on déterminait l'activité induite du type thorium acquise par le fil après une exposition longue; cette activité pouvait atteindre dans ces conditions (So pour loo de l'activité totale. L'expérience était ensuite recommencée en plaçant le fil sous une cloche^ recouvrant un mélange de terre et d'hydrate de thorium en proportion connue. On trouve ainsi que l'effet du sol indique une proportion 0,00 1- pour 100 d'hydrate de thorium, soit une teneur d'environ i ,5. io~^ gramme de thorium par gramme de sol.

Des déterminations directes de la teneur en thorium à la surface de la terre ont montré que cet élément est très répandu dans la croûte terrestre et se trouve dans les roches t'-ruptives^ les laves^ les roches sédimentaires et l'eau de l'Océan. Dans des expériences faites par M. Joly(-)^ime quantité connue de roche était mise en dissolution. On faisait bouillir la dissolution pour chasser l'émanation du radium qu'on dosait dans certains cas, puis on faisait passer dans le liquide un courant d'air qui entraînait l'émanation du thorium dans un appareil de mesures. L'efl'et obtenu était comparé à celui que fournit clans les mêmes conditions une solution cjui contient une quantité connue de thorium. M. Blanc (') séparait des roches les hydrates de terres rares contenant le thorium; l'activité de ces hydrates était mesurée et comparée à celle d'une quantité connue d'hydrate de thorium; on s'assurait par une étude préalable cjue l'activité ne pouvait être due au radium ou à l'actinium.

Les résultats de ces recherches ont été résumés dans le Tableau ci-après :

(') Blanc. PItys. Zeit., 190S.

(-) JoLY, Phil. Mag., 1909 et 1910.

(') Blaxc, Phil. Mci^., 1909.

Teneur Teneur

en llioriuni en radium

en ijininiiie, en yraninie,

par gramme jiar gramme

de matière. de matière.

I Syénite (La Balma, Biella) . . . . 8,28. io-5

Tji 1 » n>afrni, Biella) 6,3o »

Blanc ( 01 / 1

Granit ( Baveno, Lake iMajor ). 3, 14 "

» (Vosges, France) '^,07 »

Granits et gneiss du massif du

. Finsleraarliorn i,85 >• 7,7.10-12

1^ 1 1 Boclies sédinientaires, TJrsein-

Koclies ' , ,

, ' mulde 0,0- » /,,() »

du tunnel 1 ,, •<• o • . /- 1 1 .' •>

^, ^ , i iMassit Saint-Gotliard 1,18 » 3,q »

S'-Gothard./ n 1 ■ r . • t- .

f noclies seunnenlaires, lessin-

mulde o,'Ji » 3,4 »

Lave du ^'ésuve de igoG 2,6 )>

Basait, Giants, Canseway 0,9 »

Gneiss, tunnel du Simplon 1,1 »

Calcaire carbonifère, Armagh < 0,2 »

Argile rouge du Pacifique 0,4 »

Eau de mer, océan Indien 0,9 »

» » Atlantique du Sud < 1,1 «

D'après ces résultats la radioactivité de la croûte terrestre n'est pas due seulement au radium^ mais peut provenir en grande partie du thorium et de l'uranium. La présence de l'actinium a aussi été mise en évidence dans certains cas. M. Giesel a extrait de l'actinium de la terre végétale de l'île Capri(')^et certains observateurs ont signalé la production d'une radioactivité induite du type actinium sur des fds exposés dans l'air au voisinage du sol [Dadourian^ Gockel (-)].

On peut chercher à se rendre compte de la correspondance qui existe entre la teneur du sol en radium et la teneur de l'atmosphère en émanation du radium.

Si un mètre cube d'air atmosphérique contient l'émanation qui est en équilibre avec 80. 10"'- gramme de radium^ et si un gramme de roches superficielles contient en moyenne 1,4.10"'- gramme de radium, (io- de roches pourraient fournir l'émanation contenue dans

(') Giesel, Phys. Zeit., 190.5.

(-) GocKV.h, Phys. Zeit., 1907.

lUDiOAcrn iTii ui sol kt i»k l'ai.mospiikiu:. 5o5

un mètre cube d'air, à condition que toute l'émanation produite puisse s'échapper. Si l'on admet que la proportion de l'émanation dégagée est d'environ ■> pour i oo pour une épaisseur de sol d'un mètre, on peut explicjuer la teneur de l'atmosphère en émanation sur une hauteur de ■)}'" à o'^'"'. On peut remarquer que l'émanation ne se dégage pas seulement de la masse du sol, mais qu'elle se déverse aussi par des fissures et avec les eaux de source; par ce moyen l'émanation produite dans les couches profondes du sol peut également atteindre l'atmosphère. On voit donc qu'il n'y a aucune difficulté à expliquer la teneur de l'atmosphère en émanation au voisinage du sol par la présence du radium dans la croûte terrestre.

l22o. Procédés de mesures de l'ionisation de l'air atmosphérique. —

Ainsi qu'il résulte de l'étude de la radioactivité de l'atmosphère, du sol et des eaux, l'ionisation de l'air atmosphérique est due à la présence dans l'air des émanations radioactives et de leurs dépôts actifs, et aux radiations pénétrantes provenant du sol. Il est peu probable qu'il existe une ionisation appréciable de l'air indépendante de la radioactivité de l'atmosphère et de la croûte terrestre.

L'étude systématique de l'ionisation de l'atmosphère offre un grand intérêt; la présence des ions intervient, en effet, dans divers phénomènes météorologiques, tels que l'existence d'un champ électrique à la surface de la terre et les variations de ce champ, et la production des nuages par condensation de la vapeur d'eau sur les centres chargés.

MM. Elster et Geitel (') observaient l'ionisation de l'air atmosphérique en mesurant la vitesse de décharge d'un cylindre chargé exposé à l'air et relié à un électroscope. Cette méthode très simple fournit des résultats c|ui varient beaucoup avec les conditions de l'expérience telles cjne le vent ou la protection du conducteur de déperdition. Une méthode plus précise indiquée par M. Ebert (-) consiste à faire passer un volume d'air connu dans un condensateur cylindrique dont l'électrode centrale est reliée à un électroscope ,

(') Elster et Geitel, P/hs. Zeit., 1899. (-) Ebert, Ph^■s. Zeit., 1901.

JoG CHAPITRE XVII.

tandis que le cylindre extérieur est porté à un potentiel convenable. Si la vitesse du courant d'air est convenablement réglée^ tous les ions d'un signe contenus dans le volume d'air considéré pourront être recueillis par l'électrode (§7); en renversant le sens du champ on recueille les ions de signe contraire. Cette méthode qui est actuellement utilisée de préférence, se prête aussi à l'enregistrement automatique des résultats obtenus; un dispositif enregistreur des ions de l'atmosphère a été établi par MM, Langevin et Moulin (').

Pour que tous les ions d'un certain signe et de mobilité /." puissent être recueillis par l'électrode centrale, la longueur l de celle-ci doit avoir une valeur suffisante. Si V est la différence de potentiel entre les deux armatures du condensateur, C la capacité de celui-ci par unité de longueur et Aie débit d'air en volume, on

doit avoir

L'air atmosphérique contient des ions de deux espèces : i " les petits ions, absolument comparables à ceux qui sont créés dans l'air exempt de poussières par les rayons Riintgen ou les rayons Becquerel; ces petits ions doivent vraisemblablement tous leur origine à la radioactivité du sol et de l'atmosphère; leur mobilité est de l'ordre de i ""^ 5 par seconde dans un champ de i volt par centimètre; ?/' les gros ions, véritables particules ou gouttelettes chargées dont le diamètre est de l'ordre du centième de micron, et la mobilité i ooo à 3ooo fois plus petite que celle des petits ions. La charge qu'ils représentent par unité de volume peut être beaucoup plus grande que celle représentée par les petits ions, le rapport pouvant atteindre 5o, mais la conductibilité qu'ils communiquent à l'air atteint à peine quelques pour i oo de la conductibilité totale, parce que cette conductibilité dépend du produit de la densité en volume des charges par leur mobilité. jLa formation des gros ions a été expliquée par M. Langevin (-) par la diffusion des petits ions vers les particules neutres suspendues dans l'atmosphère ; il s'établit un régime d'équilibre entre le nombre des gros ions ainsi formés

(') LvNOKvix et Moulin. Le Radium, 1907. (■■') Langevin, Soc. de Phys., 190J.

RAlilOACTIVlTÉ Df SOL ET DE l'aTMOSPHÉRE. JOJ

et le nombre de ceux qui reconstituent des particules neutres par recombinaison avec les petits ions de signe oppose. La proportion de gros ions dans l'atmosphère croît avec le degré d'impureté de celle-ci^ et cet accroissement se fait aux dépens de la proportion des petits ions simultanément présents.

On peut considérer comme vraisemblable que les gros ions et les particules neutres de l'air jouent le rôle de centres de condensation de la vapeur d'eau pour les nuages qui se forment à des altitudes au-dessous de 2000'". Ces particules peuvent^ en efîet^ condenser la vapeur d'eau à peine sursaturante^, et en leur présence la condensation dans une masse d'air humide qui s'élève peut être déterminée par un refroidissement faible. En raison de sa pesanteur, le nuage ainsi formé peut se trouver abandonné par la masse d'air qui s'élève; celle-ci ne pourra alors former de nouvelles gouttes qu'à une altitude beaucoup plus élevée, quand le refroidissement aura donné lieu à une sursaturation suffisante pour que la condensation puisse avoir lieu sur les petits ions; les couches de nuages élevées (jusqu'à io'^"'ou 12''"') sont probablement formées dans ces conditions.

Dans l'appareil de M.M. Langevin et Moulin les petits ions sont recueillis dans un condensateur dont l'électrode a une longueur de 20"" et un diamètre de r"'.S, tandis que le tube extérieur a 5' '" de diamètre et 3o"" de longueur; le débit d'air est d'environ i ,3 litre par seconde et la différence de potentiel entre l'électrode et le tube est de <S à I o volts ; le nombre des gros ions recueillis dans ces conditions est négligeable. Pour recueillir ces derniers on utilise un condensateur dont le tube extérieur a i3o'"' de longueur et -"" de diamètre, tandis que l'électrode a 120'"' de longueur et 5'"' de diamètre; le débit est d'environ o, 2'3 litre par seconde et la différence de potentiel de 3 00 à 4 00 volts. On peut corriger le nombre obtenu en tenant compte de la proportion des petits ions qui est connue par l'expérience directe. L'enregistrement des charges est obtenu par une méthode photographique; sous l'influence de la charge recueillie par l'électrode, l'électromètre dévie ; l'image d'un filament vertical de lampe à incandescence formée par le miroir de l'électromètre se déplace le long d'une fente horizontale derrière laquelle tourne un tambour sur lequel est entourée une feuille de papier sensible. Chaque fois qu'un volume

>oS CHAl'lTHE XVII.

donné d'air a passé, l'électromètre est automatiquement remis au zéro^ le sens du champ est renversé, puis l'électromètre est à nouveau isolé; l'enregistrement des charges de signes contraires est ainsi rendu automatique et alternatif.

Connaissant en valeur absolue la charge d'un signe contenue dans un volume donné d'air^ on peut en déduire le nombre des ions du même signe si la charge d'un ion est connue. En admettant que la charge d'un ion est voisine de4-io~'" unité électrostatique, on trouve que le nombre des petits ions d'un signe est de l'ordre de I ooo ions par centimètre cube dans l'air peu chargé de poussières.

Le nombre d'ions mesuré directement par la méthode d'Ebert peut être susceptible d'une correction appréciable provenant de l'accumulation du dépôt actif sur l'armature négative du condensateur. En raison de cette accumulation, le courant de charge de l'électrode croît en fonction du temps pendant l'aspiration de l'air; quand l'aspiration est arrêtée, on observe dans le condensateur un courant décroissant. Les ions recueillis par l'électrode ne sont donc pas seulement ceux qui étaient contenus dans l'air admis dans le condensateur, mais aussi ceux C[ui se forment à l'intérieur du condensateur par suite de l'activation des parois de celui-ci. En observant la loi de variation du courant en fonction du temps, on peut évaleur l'importance de cet effet ; en opérant ainsi M. Kurz ( ' ) a trouvé cjue la correction est de l'ordre de 4 pour i oo pour le dispositif expérimental employé.

L'ionisation de l'air atmosphérique au voisinage immédiat du sol est beaucoup plus grande que celle qui est observée à une certaine distance. MAL Ebert et Kurz ont mesuré et enregistré la conductibilité qu'on peut obtenir entre le sol et une plaque métallique placée à :V"' de distance (-). Il résulte de ces expériences que le nombre d'ions produits dans i ''"' d'air contenu dans le sol est d'environ îoo par seconde. Les mesures faites avec l'appareil enregistreur de M. Ebert (§ '222), ont conduit à un résultat très analogue.

220. Origine de l'ionisation de Fair atmosphérique. Ionisation en

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

(-) Kl'uz, Phvs. Zeit., 1910.

RADIOACTIVITÉ DU SOL ET DE LATMOSPIIÈRE. , 5oi)

vase clos. — La dissémination des substances radioactives connues dans le sol et la présence de leurs émanations radioactives et des dépôts actifs dans l'atmosphère sont des causes cjui entretiennent dans l'air atmosphérique une ionisation permanente. On peut se demander si ces causes interviennent seules et si^ en dehors de leur action, il existe encore une ionisation supplémentaire des gaz de l'air. Le nombre d'ions présents dans l'unité de volume de l'air est déterminé par un équilibre de régime entre la production, la recombinaison et l'effet du champ électrique terrestre; ce nombre est de plus constamment influencé par les conditions météorologiques et ne constitue pas une donnée numérique simple et constante. Des résultats de signification plus simple peuvent être obtenus par la mesure de la production d'ions dans un vase clos, cette production étant évaluée par l'intensité du courant de saturation qu'on peut obtenir dans une chamljre d'ionisation entièrement close. Toutefois, en utilisant cette méthode, on introduit une nouvelle cause d'action possible : l'effet des parois. Celles-ci peuvent intervenir soit par les rayons secondaires qu'elles émettent sous l'influence des rayons primaires qui pénétrent dans la chambre, soit par une radioactivité qui leur serait propre, ainsi que le supposent certains auteurs qui ont interprété dans ce sens les résultats de leurs expériences.

L'ionisation en vase clos peut être déterminée directement par les causes suivantes :

I " Rayons pénétrants qui entrent dans la chambre d'ionisation au travers des parois et qui sont émis soit par les substances radioactives présentes dans le sol, soit par les particules de dépôts actifs suspendues dans l'atmosphère (rayonnement extérieur) ;

Rayons secondaires émis par les parois de la chambre sous l'action des rayons pénétrants primaires;

2" Rayons émis par des émanations radioactives contenues dans la chambre et par les dépôts actifs formés sur la face interne de la paroi, et rayons secondaires accompagnant ces rayons primaires ; les émanations radioactives peuvent avoir été introduites avec l'air extérieur; on peut aussi envisager le cas où les parois dégageraient de telles émanations ;

o" Rayons provenant de la paroi elle-même, si celle-ci est

5lO CIIAl'ITRli: XVII.

radioactive^ et rayons secondaires accompagnant ces rayons primaires. La radioactivité de la paroi peut être attribuée à la présence d'impuretés radioactives connues; ou bien elle peut être considérée comme une propriété caractéristique de la matière qui constitue la paroi.

Chacune de ces trois catégories peut, comporter des rayons pénétrants et des rayons absorbables^ de sorte que l'ensemble des radiations actives constitue^ dans le cas général, un rayonnement hétérogène.

L'expérience a montré que la production d'ions dans des vases clos dont la paroi ne semble pas contenir d'impuretés radioactives est de l'ordre de i o ions par centimètre cube et par seconde et dépend de la nature de la paroi. Ce dernier résultat peut en ^Drincipe s'expliquer soit par une radioactivité générale très faible propre à toute matière et variant avec la nature de celle-ci^ soit par ce fait que chaque matière se comporte d'une manière différente en ce qui concerne l'absorption du rayonnement extérieur et l'émission de rayons secondaires sous l'action de ce rayonnement extérieur primaire.

Il est utile de se rendre compte du nombre des ions qui peuvent être produits dans l'atmosphère par la radioactivité de la croûte terrestre et de l'air atmosphérique. Nous avons vu que l'air contient par mètre cube une quantité d'émanation du radium qui serait en équilibre avec environ io~'" gramme de radium; la quantité d'émanation par centimètre cube d'air correspond donc à lo"'" gramme de radium et le nombre des particules a de chaque groupe émises dans un centimètre cube est 3^4 -lo"'' par seconde. La production d'ions correspondante est donnée par la formule

q = J ;4 • lo^''' ''l -^ ''i -+- "■'3 ,1-

^'\-,'''-2} '■'a étant les nombres d'ions produits respectivement par une particule a de l'émanation^ du radium A et du radium C. En posant v, -r V2 + v-j = (i . 1 1)^ , on trouve

(] ^ 2,5 par cin^ ol sec.

On peut montrer cjue la production d'ions attribuable aux rayons pénétrants du dépôt actif du radium répandu dans l'atmosphère est bien moins importante que la production due aux rayons a.

RADIOACTIVITÉ DU SOL ET DE l'ATMOSI'HÈRE. 5[I

Examinons d'abord le cas des rayons [ii. L'expérience a montré que^ dans l'air sous i'"™ de pression^ une particule [î de grande vitesse émise par le radium produit environ un ion d'un signe sur une longueur de i o"" (Durack) ; le nombre d'ions produits par centimètre dans l'air sous la pression atmosphérique est donc -6^

et le nombre d'ions produits le long du parcours total est —,

si <j. est le coefficient d'absorption des rayons dans l'air. En admettant que ce coefficient varie proportionnellement à la densité de la matière absorbante et que sa valeur pour l'aluminium est égale à 1 .), on trouve que le nombre d'ions produits en tout par une particule [j est environ wi (ioo. Le nombre des particules a émises par l'émanation et le dépôt actif en équilibre avec un gramme de radium est i 0.2. i o'" ; le nombre des particules 3 est environ 1 o. 10'° (jVIakower); ces deux nombres sont peu différents. Comme une particule a produit en moyenne p.ooooo ions^le rapport des ionisa-

tions dues aux ravons y. et aux rayons i est environ -. — , soit i(),

"^ ' ri ()Oo

Ce calcul s'applique aux rayons 3 de grande vitesse; les électrons

plus lents, tels qu'ils sont produits parle radiuniB^ont un pouvoir

ionisant plus élevé que les électrons rapides; en revanche leur

coefficient d'absorption est beaucoup plus grand, et l'ionisation

totale doit être inférieure à celle produite par une particule rapide.

Pour évaluer l'ionisation due aux rayons *', désignons par p la

quantité de radium qui se trouverait en équilibre avec l'émanation

contenue dans l'unité de volume, et soit K le nombre d'ions qui

seraient produits par seconde dans l'unité de volume par un gramme

de radium placé à l'unité de distance, si le rayonnement n'était

pas absorbé; soit y. le coefficient d'absorption des rayons par

l'air. Considérons l'ionisation en un point P comme produite par

les rayons V émis par des couches comprises entre des sphères ayant

leurs centres en P. L'ionisation i en P, attribuable au radium

distribué uniformément dans la couche comprise entre les sphères

de rayons r et /• + dr et rapportée à l'unité de volume, est donnée

par la relation

i = '- — e-\^'-= 4 - p K e-\^'' dr,

et l'ionisation totale I obtenue en P par unité de volume est

SlO, CIIAPIÏUE XVII.

donnée par la formule

/" °° , 1 ~ l> K A = / 4 -p K e-V-'- (Ir = -^— Y

Dans le cas actuel tout se passe comme si l'on avait

/) = 8o. 10 '^ -^ — environ.

Le coefficient d'absorption ;j. déduit de celui qui a été déterminé pour l'eau^ par application de la loi des densités, est égala o,oooo4 1. La constante K a été déterminée par M. Eve qui a fait agir une quantité connue de radium sur une chambre d'ionisation placée à une distance convenable ; on trouve K— 3 X i o% pour un gramme de bromure de radium, soit 5,i3.io^ pour un gramme de radium. On déduit de ces données A = 0,12, nombre environ 20 fois plus petit que celui qu'on obtient pour les rayons a.

Les expériences faites par la méthode Sella indiquent que l'ionisation produite dans l'atmosphère par l'émanation du thorium et ses dérivés est moins importante que celle qui est produite par l'émanation du radium et ses dérivés et constitue probablement quelques pour 1 00 de cette dernière. On peut donc prévoir que la production totale d'ions, par les émanations et les dépôts actifs contenus dans l'atmosphère, est d'environ 3 ions par centimètre cube et par seconde.

Il reste à examiner l'ionisation attribuable au rayonnement pénétrant de la matière radioactive contenue dans le sol. On peut admettre que cette ionisation est la moitié de celle qui serait produite dans une cavité placée dans le sol à une profondeur suffisante. Le nombre ^ d'ions produits dans une telle cavité par unité de volume et de temps peut être calculé par la formule

où p est la teneur en matière radioactive par centimètre cube du sol, 'J. le coefficient d'absorption des rayons par le sol et Iv la même constante que celle qui a été utilisée pour le calcul de l'ionisation due aux rayons pénétrants de l'atmosphère. On peut aussi écrire

RAPIOACTIVITK DL' SOL ET DE LATMOSPHKRE. ') l'i

OÙ 0 est la densité du sol et po la teneur en matière radioactive par gramme de sol. Si l'on pose

pi = 2.IO-12 gr, ^ = 0,04 (rayons y),

on trouve

— = 1 ,3 environ.

Par conséquent les rayons y du radium présent dans le sol avec la concentration indiquée peuvent fournir dans l'atmosphère environ i.5 ion par centimètre cube et par seconde. Les rayons j du radium ne pénètrent pas aussi loin dans l'atmosphère que les rayons ", mais dans la région voisine du sol ils peuvent fournir une ionisation du même ordre.

Le thorium contenu dans le sol est une source importante de rayons pénétrants. D'après M. Eve l'effet ionisant des rayons -' du radium est à celui des rayons y d'un même poids du thorium dans le rapport -.10''' ('). D'après cela une teneur en thorium^ d'environ \o~' gramme par gramme de sol, aurait pour effet de produire dans l'air atmosphérique une ionisation par rayons -' égale à celle que produit le radium contenu dans le sol. Cette teneur est précisément celle qu'indique en moyenne l'expérience pour les roches du tunnel de Saint-Gothard (Joly). La valeur moyenne qui résulte des recherches de M. Blanc est plus élevée et conduirait à attribuer aux rayons y du thorium un effet ionisant 5 fois plus grand qu'à ceux du radium.

On voit donc qu'en résumé on peut prévoir^ à une certaine distance du sol, une production de quelques ions (6 à 10)^ par centimètre cube et par seconde. Le nombre réellement observé dans un vase clos de grand volume^ dans lequel l'effet des parois est peu important^ est environ q = 10. Ces nombres sont du même ordre de grandeur, le nombre observé étant plutôt supérieur au nombre prévu.

La teneur moyenne du sol en matière radioactive n'est pas connue assez exactement pour permettre des conclusions définitives. Il est cependant extrêmement probable que l'ionisation

') Eve, Phys. Zeit., 1907.