Ionisation

“ Si la destruction d’un atome entraîne l’expulsion d’une seule particule on peut penser que dans une chambre d’ionisation, dans laquelle le parcours des particules est complètement utilisé, le nombre d’ions produit par une particule croît avec le parcours de celle-ci et peut lui être approximativement proportionnel. ”

“ En affirmant que l’ionisation se produit sous d’autres causes que le passage du courant électrique, et par exemple par le seul fait de la dissolution de l’électrolyte dans l’eau ; que les solutions aqueuses de sels quelconques, d’acides minéraux et de bases minérales sont plus ou moins ionisées, Arrhenius et l’école physico-chimique allemande, Ostwald, Nernst et leurs élèves ont rattaché à la théorie de l’ionisation un grand nombre de problèmes de chimie et de chimie biologique et particulièrement celui qui nous occupe, de l’acidité et de la basicité des corps composés. ”

“ Pour suivre la teneur de l’air en émanation au voisinage du sol, M. Ebert [28] 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 celui-ci, en remplaçant l’électrode par une électrode inactive. ”

“ Quand la valeur de est suffisamment grande, l’énergie cinétique de l’ion au moment du choc peut devenir telle que l’ion se comporte comme un véritable projectile qui, en rencontrant une molécule, peut déterminer la formation de deux ions nouveaux. On dira alors qu’il y a ionisation par choc des ions. On conçoit que si un ion donne ainsi lieu à la production d’ions nouveaux, et cela en quantité d’autant plus grande que le champ est plus intense, le courant puisse augmenter rapidement avec la différence de potentiel. ”

“ Ionisation en 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 qui 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 ”

“ Les coefficients d’absorption ainsi déterminés sont aussi pour un même gaz proportionnels à sa densité, et il est probable que l’absorption de l’énergie des rayons par le gaz affecte d’une manière analogue leur pouvoir ionisant et leur pouvoir de produire la phosphorescence.
Quand l’énergie disponible pour l’ionisation est épuisée, un nombre déterminé d’ions a été créé. Si l’énergie nécessaire pour ioniser une molécule est indépendante de la densité du gaz, l’ionisation totale est indépendante de la pression. ”

“ Quand les rayons proviennent d’une substance radioactive, l’ionisation n’est pas, en général, uniforme dans le gaz qui entoure cette substance ; on constate qu’elle est plus énergique au voisinage immédiat de la substance et qu’elle va en diminuant à mesure qu’on s’en éloigne. ”

“ Toutes conditions égales d’ailleurs, il est d’autant plus difficile d’obtenir le courant de saturation que l’ionisation est plus intense. Ceci nous permet de considérer la conduction dans les électrolytes, à laquelle la loi d’Ohm reste toujours applicable, comme représentée par la portion initiale de la courbe (fig. 3) relative à la conduction dans les gaz. Dans un électrolyte l’ionisation est bien plus intense que dans les gaz, et la mobilité des ions est bien plus faible. ”

“ Influence des parois sur l’ionisation en vase clos. — Le nombre d’ions produits par centimètre cube et par seconde dans un vase clos dépend de la nature de la paroi. Ce fait a été mis en évidence par M. Strutt [67] qui a indiqué pour l’ionisation dans des vases de nature différente les valeurs relatives suivantes :
Ainsi l’ionisation varie avec la matière utilisée et, de plus, elle est variable pour divers échantillons d’une même matière. ”

“ Cependant, d’après ce qui précède, l’explication complète de l’ionisation de l’atmosphère par la présence, dans l’atmosphère et dans le sol, de matières radioactives connues paraît parfaitement possible.
227. Rayonnement pénétrant à la surface de la terre. — Nous avons vu que l’ionisation qu’on observe en vase clos est un phénomène dont la nature peut être très complexe. L’étude de ce phénomène présente un grand intérêt, parce qu’elle est en relation avec un problème très important : celui de l’existence d’une radioactivité générale de la matière. ”

“ L’absorption pour un composé s’est montrée égale à la somme des absorptions pour les masses des éléments composants, l’effet produit par la couche liquide absorbante étant évalué par l’épaisseur de la lame d’aluminium dont l’interposition entre la source et la chambre d’ionisation détermine la même réduction d’intensité que l’interposition de la couche liquide étudiée. L’état moléculaire de la matière est sans influence sur le pouvoir absorbant. ”

“ L’ionisation due aux rayons pénétrants, dans les chambres d’ionisation de dimensions usuelles, n’est que de quelques pour 100 quand on emploie une couche active épaisse, et moins de 1 pour 100 quand on emploie une couche active très mince. ”

“ Pour construire la courbe d’ionisation on canalise les rayons du radium au moyen d’un diaphragme à tubes, de manière à n’utiliser que les rayons normaux, et l’on mesure le courant
Fig. 135.
de saturation entre la toile et l’électrode pour diverses distances du radium à la lame de mica. La courbe I (fig. 135) montre que la presque totalité de l’ionisation à l’intérieur de la boîte cesse quand le radium est éloigné d’environ 2cm de la fenêtre, le courant très faible observé à une distance plus grande étant dû à la présence d’un reste d’émanation et de radioactivité induite. ”

“ Chaque particule de radio-activité projetée en vertu de sa grande énergie cinétique, libère un grand nombre d’ions par collision avec les molécules de gaz qui se trouvent sur son chemin. Le mode d’ionisation varie avec la vitesse, mais il n’est pas douteux que chaque projectile donne naissance à plusieurs milliers d’ions sur sa route avant que soit détruite l’énergie de son mouvement. ”

“ L’énergie soustraite au faisceau par le processus de diffusion se partage entre les quanta diffusés et les électrons de choc.
Le coefficient τ a également reçu une interprétation quantique. On admet qu’il caractérise un processus d’absorption, dans lequel un quantum cède intégralement son énergie à un atome, en produisant l’ionisation de celui-ci dans un de ses niveaux. Si Wi est le travail d’extraction de l’électron du niveau i, sur lequel porte l’ionisation, et W l’énergie cinétique de l’électron extrait, on a la relation d’Einstein . ”

“ Appliquons la formule (2') au cas de l'ionisation uniforme d'un gaz placé dans un champ uniforme et renfermant deux espèces d'ions, l'une positive, l'autre négative, de mobilités respectives (k_1) et (k_2) , (rho_0) étant la commune valeur absolue des densités en volume à l'instant initial où cesse l'ionisation. Si la diffusion est négligeable, cette densité reste uniforme et constante dans les deux couches, l'une positive, l'autre négative, qui se meuvent en sens inverses, filtrant au travers l'une de l'autre. ”

“ La mesure de la charge des rayons constitue une expérience très délicate. On ne pouvait espérer observer cette charge que dans un vide très parfait, car les particules ont un pouvoir ionisant très grand, et il est nécessaire d’éviter pour l’électrode qui les absorbe la perte de charge résultant de l’ionisation du gaz résiduel. ”

“ On voit que les résultats obtenus par cette méthode viennent confirmer ceux fournis par la méthode d’ionisation ; le coefficient d’absorption diminue quand croît l’épaisseur de la matière traversée. Quand un écran de plomb de 3mm d’épaisseur est placé sur le radium, une faible charge est encore observée, elle correspond à 0,29 pour 100 de la valeur maximum. ”

“ Si la transformation s’effectue de telle manière que chaque atome d’une substance donne lieu à la formation d’un seul atome de la substance suivante, on a et l’activité relative du radium A par rapport au radium C, quand l’équilibre de régime avec l’émanation est atteint, est alors égale au rapport des nombres d’ions créés lors de la destruction d’un atome de radium A et d’un atome de radium C dans la chambre d’ionisation. ”

“ Pour mesurer le débit d’émanation, on fait passer dans la solution de sel de thorium un courant d’air de vitesse constante qui traverse ensuite la chambre d’ionisation ; les mesures n’offrent pas une très grande précision. ”

“ On sait aussi que les corps chauds donnent lieu à une émission d’ions positifs et négatifs. Enfin les corps incandescents peuvent en plus émettre des rayons ultraviolets de très courte période qui sont très fortement absorbés par l’air et lui communiquent une certaine ionisation. Dans tous ces cas, la production d’ions au voisinage du corps considéré n’est pas spontanée, mais se trouve provoquée par une cause excitatrice telle que l’action de la lumière ou d’une élévation de température. De plus, l’action de la substance est intimement liée à un certain état moléculaire ”

“ Iode. — Voir Absorption. Iodures. — Voir Chimie organique. Ionisation des gaz. — Les gaz ionisés dans le champ magnétique ; preuve de l’existence de l’électron tournant ; par MM. Th. V. Ionescu et C. Mihul 70 — Errata relatifs à cette communication 404 — Les électrons libres des gaz ionisés dans le champ magnétique ; par MM. Th. V. Ionescu et C. Mihul 1330 — Sur les propriétés des gaz ionisés en haute fréquence ; par M. Antonio Rostagni 1906 — Voir Électricité, Électronique, Photoélectricité. Physique nucléaire, Radioactivité, Rayons g. Iriscope. — Voir Physique moléculaire. Isolants. ”

“ Quand la limite a été atteinte, on abaisse l’ionisation à nouveau en aérant le récipient et en le remplissant d’air frais ; mais la valeur obtenue immédiatement après reste néanmoins supérieure à la valeur initiale, laquelle ne peut être obtenue à nouveau qu’à la suite d’un nettoyage des parois. ”

“ De même, l'effet métal s'explique bien en supposant qu'au contact d'un conducteur et d'une façon variable avec la nature du conducteur et avec la pression, l'ionisation du gaz est très intense; je propose d'appeler ce phénomène ionisation superficielle du gaz au contact du conducteur. Le coefficient d'ionisation superficielle pour un gaz et un métal donnés est fixé quand on a choisi le gaz pour lequel le coefficient d'ionisation cubique est 1. ”

“ Isolement d’un microbe capable de produire de la b -imidazoléthylamine aux dépens de l’histidine ; par MM. Albert Berthelot et D.-M. Bertrand 1643 Ions dans les gaz. — Rotations produites par le champ magnétique dans l’air ionisé à basse pression ; par M. Auguste Righi 488 — Sur l’éclipse de Soleil du 17 avril et la radiation pénétrante mesurée par l’ionisation naturelle de l’air en vase clos ”

“ Les sédiments séchés et tinement pulvérisés sont introduits dans ia petite chambre d’ionisation de rélectroscope. Aussitôt, on fait une lecture pour déter-miner la vitesse de chute de la feuille, puis, de minute en minute. On obtient ainsi des vitesses croissantes pendant les 10 premières minutes environ ; on cons-tate ensuite que la chute acquiert une valeur maxi-mum qui demeure fixe. La différence d’intensité entre Factivité initiale et Factivité limite provient du déga-gement de l’émanaîion, qui arrive rapidement à la période d’équilibre : à cè moment, sa destruction compense sa production. ”

“ Quelques minéraux radioactifs ont une activité supérieure à celle de l’oxyde d’Urane, mais la plupart ont un pouvoir ionisant inférieur.
Enfin, en ce qui concerne les gaz, on compare la vitesse de la ehute de la feuille de l’électroscope muni d’une grande chambre d’ionisation appelée encore cylindre déperditeur et renfermant un volume gazeux donné, à la pression atmosphériquè, aVec la vitesse de chute de la féuille ïorsque le gaz a été remplacé dans le cylindre par une quantité connue d’émanation de radium. ”

“ L'expulsion des électrons et des ions se fait à grande vitesse. L'expulsion, d'un électron forme la trajectoire d'un projectile p et l'ensemble des expulsions qui ont heu dans un temps donné se révèle à nous sous forme du rayonnement p. L'expulsion d'un ion forme la trajectoire d'un projectile a et l'ensemble des expulsions qui ont heu dans un temps donné se révèle à nous d'une part par le rayonnement a, d'autre part par la présence autour du corps radioactif, de gaz hélium décelable par la spectroscopie, l'ion a n'étant que l'atome d'hélium, privé de deux charges négatives unités. ”

“ Les corps incandescents émettent dans le vide des ions négatifs très mobiles. Dans les gaz sous pression normale, ils émettent des ions positifs et négatifs ; ces derniers prédominent à mesure que la température augmente. Les mesures du rapport de la charge à la masse effectuées sur ces ions rendent probable que la masse de l’ion négatif est de l’ordre de de celle d’un atome d’hydrogène, tandis que celle de l’ion positif est du même ordre que celle d’un atome [20] . ”

“ En effet, pour une valeur suffisante du champ, tous les chocs d’un ion contre les molécules rencontrées semblent efficaces ; le nombre d’ions d’une espèce formés sur la longueur d’un centimètre est, en ce cas, égal au nombre des chocs, c’est-à-dire à l’inverse du libre parcours moyen de l’ion. On trouve que dans l’air sous pression de 1mm de mercure l’ion négatif peut, pour des champs forts, produire au maximum 15 ions nouveaux par centimètre ; on en déduit pour le libre parcours d’un ion négatif à cette pression et dans un champ électrique intense la valeur de de centimètre. ”