Marie Curie

“ C’était certainement un fait important d’avoir réalisé que la similitude des éléments isotopes présente non seulement une différence de degré, mais une différence de nature avec les analogies chimiques, jusque là connues, entre les éléments homologues d’une même colonne du système périodique, ou entre les éléments d’un groupe particulier comme celui des terres rares. Toutefois la vraie portée de la notion d’isotopie n’a été reconnue qu’après qu’on en eût découvert la signification théorique, liée à la structure des atomes. ”

“ La propagation rectiligne des rayons positifs dans l’espace au delà de la cathode est démontrée par les dimensions de l’ombre portée sur l’écran phosphorescent par un obstacle qui se trouve sur le trajet des rayons, ces dimensions correspondent à celles de la source et de l’obstacle.
Les rayons positifs étant formés par des particules à charge positive, animées de grandes vitesses, sont, comme les rayons cathodiques, sensibles à l’action du champ magnétique et du champ électrique ; leur déviation est produite en sens inverse de celle que l’on observerait avec des rayons cathodiques. ”

“ L’atome d’hydrogène se compose d’un noyau nommé proton, de charge nucléaire égale à celle de l’électron unique qui l’accompagne. En négligeant la masse des électrons, on obtient, pour un atome quelconque, une masse égale à celle des protons qu’il renferme. Puisque le poids atomique P atteint 238 et le nombre atomique N seulement 92 (uranium) , il est clair que le noyau doit contenir un nombre d’électrons égal à la différence P — N, P étant le poids atomique d’un élément simple et non celui d’un mélange d’isotopes dont les termes peuvent différer de plusieurs unités. ”

“ Il doit exister pour tous les éléments des conditions de stabilité qui leur permettent de se former et de subsister ou les obligent à disparaître. Rien ne permet d’affirmer que nous assistions, sur la terre, à une époque d’instabilité pour tous les éléments, sauf l’hydrogène, l’électron et l’hélium, ni que les éléments légers présents sur la terre doivent être considérés comme descendant des éléments plus massifs, plutôt que comme de la matière ayant échappé à l’agglomération. ”

“ Séparation des radioéléments isotopes par provenance ou par différence de vie moyenne. — Les radioéléments isotopes peuvent être obtenus séparément, soit dès leur production, soit à partir d’un mélange, par différence de vie moyenne.
Alors que les éléments inactifs complexes se trouvent dans la nature à l’état de mélange de composition définie, mise en évidence par la constance du poids atomique chimique, les radioéléments se produisent à partir des deux éléments primaires, l’uranium et le thorium, et on les extrait couramment des minéraux qui contiennent ces deux corps. ”

“ Quoiqu’il en soit, la difficulté d’assemblage de noyaux d’hélium et aussi de protons croît, sans doute, avec leur nombre, et c’est probablement pour cela qu’avec l’augmentation du nombre atomique, on voit augmenter aussi le nombre d’électrons nucléaires. Le noyau d’uranium, par exemple, doit contenir en tout 146 nucléons. Si ce noyau possédait 59 hélions et 2 protons, le nombre des nucléons engagés dans des hélions serait 118, et il y aurait 28 nucléons destinés à cimenter l’édifice des unités positives, alors qu’il n’y a point de tels électrons dans les noyaux de carbone et d’oxygène. ”

“ Hevesy et Paneth à qui on doit des travaux étendus sur l’électrochimie des radioéléments [35] ont employé les méthodes suivantes :
1° Immersion d’un métal dans une solution d’un de ses sels, dans laquelle est introduit un radioélément ou un mélange de deux radioéléments ; on mesure d’une part, le potentiel du métal par rapport à la solution, d’autre part la vitesse de dépôt des radioéléments ; 2° On électrolyse au moyen d’électrodes de platine, la solution acide d’un ou plusieurs radioéléments, en ayant soin de mesurer le potentiel de la cathode et celui de l’anode par rapport à la solution. ”

“ La période d’une substance joue au point de vue pratique un rôle très important, et même à certains points de vue décisif. C’est elle qui détermine pour nous la possibilité de séparer une substance radioactive à l’état pur en quantité suffisante pour l’observation du spectre et la détermination du poids atomique. Une substance telle que l’uranium est pratiquement invariable et forme la majeure partie de certains minéraux. ”

“ Le nombre de ces molécules est proportionnel à la vitesse moyenne d’agitation thermique, car on peut admettre que les forces de cohésion qui s’opposent à la sortie sont les mêmes pour les isotopes. La surface du liquide agit donc en quelque sorte comme une membrane poreuse au travers de laquelle s’échappent les molécules douées d’une énergie cinétique suffisante pour compenser le travail des forces de cohésion. ”

“ La vitesse d’effusion au travers d’un orifice en paroi mince est, au contraire, une fonction du poids atomique seulement si la pression est assez faible pour que chaque gaz subisse l’effusion indépendamment. ”

“ La fréquence fondamentale de Rydberg dont se déduisent les fréquences des raies de chaque série n’a pas strictement la même valeur pour l’hélium et pour l’hydrogène ; la masse de l’électron qui gravite autour du noyau n’est pas, en effet, entièrement négligeable par rapport à la masse de celui-ci, de sorte qu’en toute rigueur, l’électron comme le noyau exécutent un mouvement autour du centre de gravité du système. Ceci nous conduit à multiplier dans l’expression de la fréquence fondamentale, la masse m de l’électron par le rapport où M est la masse du noyau. ”

“ En dehors des corps il existe, comme on sait, un autre produit inactif des transformations radioactives. Ce produit est l’hélium qui résulte de toutes les émissions de rayons . Ce gaz est produit régulièrement par le radium (en équilibre avec l’émanation et les dérivés de celle-ci) , à raison de 160mm3 par an et gramme de radium. Il est aussi produit par le polonium, l’expérience a montré que cette production, pour une quantité de radium ou de polonium déterminée, est très exactement proportionelle au nombre d’atomes transformés, calculé d’après la loi de destruction spontanée [45] . ”

“ Le résultat obtenu dépend encore de l’hypothèse sur la valeur de l’énergie interne au zéro absolu. Celle-ci est égale à zéro dans la théorie de l’absorption discontinue, mais dans le cas de l’absorption continue, elle prend la valeur moyenne pour un oscillateur de fréquence .
On peut alors résumer ainsi qu’il suit le résultat de l’investigation : le premier terme du développement provenant de l’intégrale qui fait intervenir les chaleurs spécifiques est compensé par le terme ; le deuxième terme du même développement est compensé par le terme de l’énergie au zéro absolu. ”

“ La classification périodique ainsi généralisée avec une interprétation nouvelle nous ramène à la conception de l’unité de la matière, idée grandiose, aussi ancienne que la théorie atomique, mais réfutée en apparence par les déterminations très précises des poids atomiques, auxquels la chimie accordait une signification simple dont ils sont dépourvus. ”

“ Distillation sous basse pression. — On a vu plus haut qu’il y a peu de chance de réussir une séparation, même partielle, des isotopes par la méthode de distillation fractionnée qui n’est opérante que s’il existe une différence appréciable des pressions de vapeur saturante. Il n’en est plus de même quand on fait appel uniquement à la vitesse d’évaporation, déterminée par la vitesse d’agitation thermique.
L’évaporation d’un liquide consiste en ce que certaines molécules quittent la surface de séparation pour pénétrer dans l’espace occupé par la phase gazeuse. ”

“ Il existe peut être, en faible proportion des isotopes présentant des écarts de masse particulièrement élevés. Le poids atomique chimique résulte des proportions relatives des isotopes, et celles-ci sont déterminées par la probabilité des configurations correspondantes. La notion de corps simple ou élément à poids atomique entier par rapport à l’oxygène appartient à chaque isotope individuellement, tandis que tous ont en commun la notion de type chimique auquel semble attaché dans la nature un poids atomique chimique défini avec une grande précision. ”

“ On peut l’empêcher en adjoignant, à la substance présente à l’état de trace, une quantité suffisante de substance ayant avec elle une parenté chimique étroite, sur laquelle portera désormais l’entraînement. C’est ainsi que l’adsorption de l’uranium X1 par le charbon est empêchée par l’addition de thorium, dont l’uranium X1 partage les propriétés chimiques. Mais l’addition de thorium peut jouer le même rôle en ce qui concerne le cuivre qui subit aussi l’adsorption du charbon [13] . Celle-ci s’exerce même sur l’émanation du radium qui est un gaz inerte privé d’affinités chimiques. ”

“ Comme la transformation radioactive porte sur le noyau de l’atome, c’est ce noyau même qui doit être construit à l’aide de noyaux d’hydrogène et d’hélium.
L’émission de rayons apporte de même la preuve que le noyau contient des électrons ; car si le départ d’un électron détermine la transformation radioactive de l’atome, cet électron doit provenir du noyau et non de l’enveloppe extérieure [2] . ”

“ Les éléments isotopes du type plomb. Poids atomique et propriétés. — Les éléments du type plomb (N = 82) méritent une attention spéciale, en raison du rôle qui leur appartient dans l’évolution de la notion d’isotopie et en raison des nombreux travaux dont ils ont été l’objet.
On trouve, dans le groupe du plomb, des radioéléments à vie courte : les corps B ; un radioélément à vie assez longue : le radium D, et plusieurs éléments d’apparence stable : les corps . Ces derniers s’accumulent dans les minéraux d’urane et de thorium, comme produits ultimes de la transformation radioactive. ”

“ La différence de potentiel qui provoque le dépôt est celle qui existe entre le métal et les ions non radioactifs présents dans le liquide. Par contre, l’étude électrochimique des radioéléments permet d’observer des détails qui ne peuvent être mis en évidence pour les métaux ordinaires. Elle permet, en particulier, de constater que, conformément aux prévisions de la théorie cinétique, les ions d’un radioélément quelconque viennent toujours se déposer en petit nombre sur un support solide quelconque en contact avec leur solution. ”

“ Ainsi, c’est à l’aide des radioéléments que nous pouvons espérer entrevoir le mécanisme des réactions chimiques. On peut cependant penser que les propriétés chimiques d’un radioélément cesseraient d’être définies si la vie moyenne était assez brève pour que le temps nécessaire pour la réaction chimique se trouve être du même ordre.
La qualité chimique d’un radioélément est, en quelque sorte, indépendante de sa qualité radioactive. ”

“ Quand un atome apparaît avec des charges multiples, la ligne est d’autant plus faible que la charge est plus forte, de sorte que le nombre d’atomes à charge élevée est relativement petit. Les résultats obtenus avec l’oxygène, l’azote et le carbone prouvent que ces atomes ont au moins quatre électrons superficiels ce qui est en accord avec la conception actuelle de la valence qui en attribue quatre au carbone, cinq à l’azote et six à l’oxygène. ”

“ Force centrifuge. Centrifugation des gaz. — Le champ de force centrifuge pratiquement réalisable est bien plus considérable que le champ de gravitation. Il y a donc lieu d’examiner ce procédé de séparation.
Considérons le cas d’un gaz contenu dans le tube d’une centrifugeuse et désignons par la distance d’une section du tube à l’axe de rotation, par la vitesse angulaire. Chaque tranche de gaz comprise entre les distances et est en équilibre sous l’action de la force centrifuge et de la différence de pression sur les deux faces. ”