Marie Curie

“ La radioactivité reste un guide fidèle pour la concentration ; cette concentration elle-même ne présente aucune difficulté, et les progrès du travail ont pu, depuis le début, être constamment contrôlés par l’analyse spectrale. Quand les phénomènes de la radioactivité induite, dont il sera question plus loin, ont été connus, il a paru naturel d’admettre que le polonium, qui ne donne que les raies du bismuth et dont l’activité diminue avec le temps, n’est pas un élément nouveau, mais du bismuth activé par le voisinage du radium dans la pechblende. ”

“ On ne pouvait donc espérer de trouver une différence qu’en employant un produit beaucoup plus actif. L’expérience suivante a été faite avec un chlorure dont l’activité était environ 3500 fois plus grande que celle de l’uranium ; cette expérience permit, pour la première fois, d’apercevoir une différence petite, mais certaine ; je trouvais, pour le poids atomique moyen du métal contenu dans ce chlorure, le nombre 140, qui indiquait que le poids atomique du radium devait être plus élevé que celui du baryum. ”

“ Les combinaisons chimiques et les mélanges contenant de l’uranium ou du thorium sont d’autant plus actifs qu’ils contiennent une plus forte proportion de ces métaux, toute matière inactive agissant à la fois comme matière inerte et matière absorbant le rayonnement.
La radioactivité atomique est-elle un phénomène général ? — Comme il a été dit plus haut, j’ai cherché si d’autres substances que les composés d’uranium et de thorium étaient radioactives. ”

“ Le radium est une substance qui accompagne le baryum retiré de la pechblende ; il suit le baryum dans ses réactions et s’en sépare par différence de solubilité des chlorures dans l’eau, l’eau alcoolisée ou l’eau additionnée d’acide chlorhydrique. Nous effectuons la séparation des chlorures de baryum et de radium, en soumettant leur mélange à une cristallisation fractionnée, le chlorure de radium étant moins soluble que celui de baryum. ”

“ Au début, la courbe est rectiligne ; le quotient de l’intensité du courant par la différence de potentiel est constant pour les tensions faibles, et représente la conductance initiale entre les plateaux. On peut donc distinguer deux constantes importantes caractéristiques du phénomène observé : 1° la conductance initiale pour différences de potentiel faibles ; 2° le courant limite pour différences de potentiel fortes. C’est le courant limite qui a été adopté comme mesure de la radioactivité. ”

“ Il n’est pas nécessaire que le sel soit éclairé ; de plus, l’uranium et tous ses composés, fluorescents ou non, agissent de même, et l’uranium métallique est le plus actif. M. Becquerel trouva ensuite qu’en plaçant les composés d’urane dans l’obscurité complète, ils continuent à impressionner les plaques photographiques au travers du papier noir pendant des années. M. Becquerel admit que l’uranium et ses composés émettent des rayons particuliers : rayons uraniques. Il prouva que ces rayons peuvent traverser des écrans métalliques minces et qu’ils déchargent les corps électrisés. ”

“ D’après son poids atomique, le radium vient se placer également, dans le Tableau de Mendeleeff, à la suite du baryum dans la colonne des métaux alcalino-terreux et sur la rangée qui contient déjà l’uranium et le thorium.
Caractères des sels de radium. — Les sels de radium : chlorure, azotate, carbonate, sulfate, ont le même aspect que ceux de baryum, quand ils viennent d’être préparés à l’état solide, mais tous les sels de radium se colorent avec le temps.
Les sels de radium sont tous lumineux dans l’obscurité. ”

“ Nous avons mesuré la radioactivité de l’uranium à midi et à minuit, pensant que si le rayonnement primaire hypothétique avait sa source dans le soleil, il pourrait être en partie absorbé en traversant la terre. ”

“ Le polonium est une substance voisine du bismuth au point de vue analytique et l’accompagnant dans les séparations. On obtient du bismuth de plus en plus riche en polonium par l’un des procédés de fractionnement suivants :
1° Sublimation des sulfures dans le vide ; le sulfure actif est beaucoup plus volatil que le sulfure de bismuth.
2° Précipitation des solutions azotiques par l’eau ; le sous-nitrate précipité est beaucoup plus actif que le sel qui reste dissous. ”

“ On y trouve, en outre, en quantité plus ou moins grande, presque tous les métaux (cuivre, bismuth, zinc, cobalt, manganèse, nickel, vanadium, antimoine, thallium, terres rares, niobium, tantale, arsenic, baryum, etc.) . Le radium se trouve, dans ce mélange, à l’état de sulfate et en constitue le sulfate le moins soluble. Pour le mettre en dissolution, il faut éliminer autant que possible l’acide sulfurique. Pour cela, on commence par traiter le résidu par une solution concentrée et bouillante de soude ordinaire. ”

“ Extraction des substances radioactives nouvelles. — La première partie de l’opération consiste à extraire des minerais d’urane le baryum radifère, le bismuth polonifère et les terres rares contenant l’actinium. Ces trois premiers produits ayant été obtenus, on cherche, pour chacun d’eux, à isoler la substance radioactive nouvelle. Cette deuxième partie du traitement se fait par une méthode de fractionnement. On sait qu’il est difficile de trouver un moyen de séparation très parfait entre des éléments très voisins ; les méthodes de fractionnement sont donc tout indiquées. ”

“ Si, au point de vue chimique, la question que nous nous sommes primitivement posée peut être considérée comme résolue, l’étude des propriétés physiques des substances radioactives est en pleine évolution. ”

“ En augmentant cette épaisseur depuis 0mm,25 à 6mm, on faisait croître le courant de 1,8 à 2,3.
Tous les minéraux qui se montrent radioactifs contiennent de l’uranium ou du thorium ; leur activité n’a donc rien d’étonnant, mais l’intensité du phénomène pour certains minéraux est inattendue. Ainsi, on trouve des pechblendes (minerais d’oxyde d’urane) qui sont 4 fois plus actives que l’uranium métallique. La chalcolite (phosphate de cuivre et d’urane cristallisé) est 2 fois plus active que l’uranium. L’autunite (phosphate d’urane et de chaux) est aussi active que l’uranium. ”

“ Enfin j’ai pu, par une nouvelle purification, obtenir un chlorure extrêmement pur, dans le spectre duquel les deux raies dominantes du baryum sont à peine visibles.
Voici, d’après Demarçay [6] , la liste des raies principales du radium pour la portion du spectre comprise entre λ = 500,0 et λ = 350,0 millièmes de micron (μμ) . L’intensité de chaque raie est indiquée par un nombre, la plus forte raie étant marquée 16. ”

“ On continue à appliquer ce système jusqu’à ce que les cristaux de tête représentent du chlorure de radium pur. Si le fractionnement a été fait d’une façon très complète, il reste à peine de très petites quantités de tous les produits intermédiaires.
Quand le fractionnement est avancé et que la quantité de matière est devenue faible dans chaque portion, la séparation par cristallisation est moins efficace, le refroidissement étant trop rapide et le volume de solution à décanter trop petit. On a alors intérêt à additionner l’eau d’une proportion déterminée d’acide chlorhydrique ”

“ Elle varie peu avec la température, elle est à peine influencée par les oscillations de la température ambiante ; elle n’est pas influencée par l’éclairement de la substance active. L’intensité du courant qui traverse le condensateur augmente avec la surface des plateaux. Pour un condensateur donné et une substance donnée le courant augmente avec la différence de potentiel qui existe entre les plateaux, avec la pression du gaz qui remplit le condensateur et avec la distance des plateaux (pourvu que cette distance ne soit pas trop grande par rapport au diamètre) . ”

“ Cela n’a rien d’étonnant, si l’on considère la complexité des phénomènes auxquels donne lieu la radioactivité et les différences qui existent entre les diverses substances radioactives. Les recherches des divers physiciens qui étudient ces substances viennent constamment se rencontrer et se croiser. ”

“ L’activité n’étant pas, dans ces conditions, exactement proportionnelle à la surface, on détermine expérimentalement des coefficients qui permettent de comparer les activités à surface active inégale. ”

“ Enfin, on peut imaginer que l’espace est constamment traversé par des rayonnements encore inconnus qui sont arrêtés à leur passage au travers des corps radioactifs et transformés en énergie radioactive. ”

“ Voici la liste des substances qui ont fait partie de mon étude sous forme d’élément ou de combinaison :
1° Tous les métaux ou métalloïdes que l’on trouve facilement et quelques-uns, plus rares, produits purs, provenant de la collection de M. Étard, à l’École de Physique et de Chimie industrielles de la Ville de Paris ;
2° Les corps rares suivants : gallium, germanium, néodyme, praséodyme, niobium, scandium, gadolinium, erbium, samarium et rubidium (échantillons prêtés par M. Demarçay) ; yttrium, ytterbium avec nouvel erbium (échantillons prêtés par M. Urbain [17] ) ”

“ Cette coloration disparaît par la dissolution. Les cristaux de chlorure de radium pur ne se colorent pas, ou tout au moins pas aussi rapidement, de sorte que la coloration parait due à la présence simultanée du baryum et du radium. Le maximum de coloration est obtenu pour une certaine concentration en radium, et l’on peut, en se basant sur cette propriété, contrôler les progrès du fractionnement. Tant que la portion la plus active se colore, elle contient une quantité notable de baryum ”

“ L’actinium accompagne certains corps du groupe du fer contenus dans la pechblende ; il semble surtout voisin du thorium dont il n’a pu encore être séparé. L’extraction de l’actinium de la pechblende est une opération très pénible, les séparations étant généralement incomplètes.
Toutes les trois substances radioactives nouvelles se trouvent dans la pechblende en quantité absolument infinitésimale. Pour les obtenir à l’état concentré, nous avons été obligés d’entreprendre le traitement de plusieurs tonnes de résidus de minerai d’urane. Le gros traitement se fait dans une usine ”

“ Les deux premières déterminations ont été faites avec des chlorures, dont l’un était 230 fois et l’autre 600 fois plus actif que l’uranium. Ces deux expériences ont donné, à la précision des mesures près, le même nombre que l’expérience faite avec le chlorure de baryum pur. ”

“ Avec des produits plus actifs, préparés ensuite, Demarçay vit la raie 381μμ,47 se renforcer ; en même temps d’autres raies nouvelles apparurent, et dans le spectre les raies nouvelles et les raies du baryum avaient des intensités comparables. Une nouvelle concentration a fourni un produit, pour lequel le nouveau spectre domine, et les trois plus fortes raies du baryum, seules visibles, indiquent seulement la présence de ce métal à l’état d’impureté. Ce produit peut être considéré comme du chlorure de radium à peu près pur. ”

“ Quand on mesure cette radioactivité par la méthode qui a été exposée au début de ce travail (appareil fig. 1) , on ne peut pas augmenter, au delà d’une certaine limite, la charge que l’on met dans le plateau du quartz. ”

“ Le potentiel du plateau A est indiqué par un électromètre E. Si l’on interrompt en C la communication avec le sol, le plateau A se charge, et cette charge fait dévier l’électromètre. La vitesse de la déviation est proportionnelle à l’intensité du courant et peut servir à la mesurer. ”