émanation radioactive

“ Sans préciser autant les hypothèses, on peut adopter le nom d’émanation pour désigner l’énergie radioactive sous la forme qu’elle affecte quand elle se répand dans le gaz qui entoure les corps radioactifs ; on peut de plus supposer que cette énergie disparaît en créant l’énergie de radioactivité induite des corps solides. ”

“ L'énergie radioactive qui s'accumule dans le radium tend à se dissiper de deux façons différentes: 1o par rayonnement (rayons chargés et non chargés d'électricité) ; 2o par conduction, c'est-à-dire par transmission de proche en proche aux corps environnants, par l'intermédiaire des gaz et des liquides (dégagement d'émanation et transformation en radioactivité induite) .
La perte d'énergie radioactive, tant par rayonnement que par conduction, croît avec la quantité d'énergie accumulée dans le corps radioactif. ”

“ Divers procédés de fractionnement utilisés pour la préparation de cette substance seront décrits plus loin. L’actinium émet des rayons Becquerel et une émanation radioactive caractéristique différente de celles du thorium et du radium.
Toutes ces trois substances radioactives nouvelles se trouvent dans la pechblende en quantité absolument infinitésimale. Pour les obtenir à l’état concentré, nous avons été obligés de traiter plusieurs tonnes de résidus de minerai d’urane. Le gros traitement se fait dans une usine ; il est suivi de tout un travail de purification et de concentration. ”

“ On peut remplacer l’aluminium par une toile métallique. Le choix de la substance radioactive utilisée n’est pas indifférent. On doit éviter tout dégagement d’émanation radioactive dans le condensateur. De plus il est utile d’avoir une substance assez fortement active, émettant le moins possible de rayons pénétrants, lesquels peuvent agir en dehors du condensateur et compromettre l’isolement de l’appareil électrométrique. La substance qui remplit le mieux ces conditions est le polonium qui peut d’ailleurs être déposé sur une lame métallique en couche d’épaisseur extrêmement faible. ”

“ L’ensemble des recherches sur le mode de production de la radioactivité induite prouve que cette dernière ne se développe sur les corps solides que lorsque ceux-ci se trouvent au contact de l’émanation. L’émanation peut ainsi être considérée comme la cause qui donne naissance à la radioactivité induite. ”

“ Quand la concentration de l’émanation est faible, ainsi que cela a lieu dans l’air atmosphérique, la recombinaison est négligeable devant l’effet des poussières, bien que le rayonnement des substances radioactives contenues dans le sol intervienne aussi comme cause ionisante. ”

“ Les lois d’évolution des radioactivités induites sont entièrement indépendantes de la nature du corps activé. Chaque émanation produit une radioactivité induite caractéristique, dont les propriétés ne dépendent ni de la nature de la matière activée ni de l’intensité de l’activation. Tout se passe donc comme si l’activation consistait en un véritable dépôt de substance active sur la surface activée. ”

“ Mais les théories actuelles de la radioactivité nous conduisent à envisager l’existence d’un très grand nombre d’autres substances radioactives dont la vie est éphémère, et dont l’état de dilution dans la matière qui les contient est tel qu’il est difficile d’espérer pouvoir les obtenir en quantité pondérable. Ces substances peuvent être solides ou gazeuses ; en ce dernier cas elles portent le nom d’émanations. L’émanation du radium est celle que l’on peut obtenir en quantité relativement plus grande, et l’on a réussi à observer son spectre et son volume. ”

“ On sait aujourd’hui que le gaz que nous avions obtenu devait contenir de l’émanation du radium.
Ce premier exemple d’une activité temporaire ayant été alors laissé de côté devant l’effort qu’exigeait le travail que nous avions entrepris en vue de l’extraction des substances radioactives nouvelles, la conception de radioactivité permanente restait prépondérante, quand eut lieu en 1899 la découverte d’un fait nouveau de haute importance : la radioactivité induite. ”

“ Si l’on considère qu’une certaine quantité d’émanation a disparu, pendant qu’une certaine quantité de radioactivité induite s’est formée, le fait de l’augmentation du rayonnement dans un vase dans lequel on vient d’admettre l’émanation, prouve que la quantité de radioactivité induite dont la formation accompagne la destruction d’une certaine quantité d’émanation, donne lieu à un rayonnement beaucoup plus important que celui de l’émanation correspondante. ”

“ Il faut éviter le dégagement d’émanations radioactives dans ces mêmes salles, parce que ces émanations rendent l’air conducteur par elles-mêmes et par le dépôt actif qu’elles forment sur les parois de la pièce et sur les objets qui y sont contenus. L’émanation qui est le plus à craindre est celle du radium, parce qu’elle laisse un dépôt actif à évolution très lente, dont la destruction demanderait un temps de l’ordre de 100 ans. Quand le dégagement d’émanation du radium dans une salle de mesures est inévitable, il faut, dans la mesure du possible, réaliser aussitôt une aération énergique. ”

“ Les parois exposées à l’air libre se recouvrent d’une couche de dépôt actif qui diffuse vers elles de l’atmosphère. La radioactivité induite ainsi acquise peut être plus grande que la radioactivité induite de régime due à l’émanation enfermée dans le vase. S’il en est ainsi, on doit observer une décroissance dont la durée ne dépend pas de la forme de la chambre. On peut réduire fortement l’ionisation dans une chambre en soumettant les parois de celle-ci à un nettoyage très parfait par des moyens mécaniques et par des moyens chimiques. ”

“ La substance primaire donne lieu à la production continue d’une forme de radioactivité qui se détruit spontanément ; la vitesse de destruction croît d’ailleurs avec l’intensité atteinte. L’équilibre est obtenu quand la production compense la destruction spontanée. Ainsi le radium produit d’une manière continue l’émanation et la radioactivité induite ; l’uranium produit l’uranium X ; le thorium produit le thorium X ; l’actinium produit l’actinium X. Nous verrons que les lois de production et de destruction sont simples ou peuvent se ramener à des lois simples. ”

“ Quand le radium est en équilibre avec l’émanation et la radioactivité induite, son rayonnement est fortement augmenté, et l’on constate de plus l’émission de rayons et de rayons ces rayons pénétrants proviennent du dépôt actif, tandis que des rayons sont émis aussi bien par l’émanation que par le dépôt actif. ”

“ 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 [29] . ”

“ De plus, il importe d’insister sur ce fait que la radioactivité est une propriété essentiellement atomique, de sorte que toute création, ou destruction, d’une espèce de radioactivité distincte des autres, correspond à une création, ou destruction, d’atomes d’une certaine matière radioactive. ”

“ On constate que l’activité croît d’abord quand on s’écarte de l’origine du tube où se trouvait la substance active ; elle passe ensuite par un maximum, puis commence à décroître ; la loi de décroissance est alors la même que celle que l’on observe dans les mesures du pouvoir ionisant de l’émanation, de sorte que, dans la région du tube qui suit le maximum, la radioactivité induite est proportionnelle à la concentration de l’émanation qui lui a donné naissance, et peut servir à mesurer cette concentration. ”

“ Toutes ces recherches sur la radioactivité sont fondamentales et s’adressent à des sujets très variés. Plusieurs ont pour but l’étude de l’émanation, ce corps gazeux étrange que produit le radium, et qui est responsable, pour une forte part, du rayonnement intense, communément attribué à ce dernier. Pierre Curie mit en évidence, dans une étude approfondie, la loi rigoureuse et invariable, suivant laquelle l’émanation se détruit quelles que soient les conditions dans lesquelles elle se trouve. ”

“ Les liquides et les gaz peuvent aussi être radioactives. Les corps radioactives abandonnés à eux-mêmes perdent rapidement leur activité.
Ces différents faits, tous successivement découverts dès le début, ont montré -que la radioactivité induite n'est pas due au rayonnement du radium, puisque les corps irradiés par un sel de radium enfermé dans une ampoule ne se radioactivent pas.
Ils ont conduit à admettre que le radium et certains corps radioactifs (thorium, Rutherford, 1900 ; actinium, Debierne, 1900) émettent une émanation, ce mot ne préjugeant rien de la nature du phénomène. ”

“ Si cette théorie de la radioactivité était générale, il faudrait admettre que tous les corps radioactifs émettent de l'émanation. Or, cette émission a été constatée pour le radium, le thorium et l'actinium; ce dernier corps en émet énormément même à l'état solide. L'uranium et le polonium ne semblent pas émettre d'émanation, bien qu'ils émettent des rayons Becquerel. Ces corps ne produisent pas la radioactivité induite en vase clos comme les corps radioactifs cités précédemment. ”

“ Quant à la question de la radioactivité de l’air expiré par le sujet, il est intéressant de remarquer que, dans le cas de l’absorption d’émanation du Ra-dium par un individu, l’air expiré est très actif pendant la demi-heure qui suit, puis de moins en moins actif. ”

“ Cette solution émet de l’émanation qui se répand dans la pièce et provoque la radioactivité induite des parois. La radioactivité du radium se trouve ainsi extériorisée. Si l’on enferme la solution en tube scellé, son activité augmente peu à peu et tend vers une valeur limite qui n’est guère atteinte qu’au bout d’un mois. On peut admettre que l’émanation produite par le radium s’accumule dans le tube scellé, jusqu’à ce que la vitesse de sa destruction spontanée devienne égale au débit fourni par le radium. ”

“ Si la source de rayons n’émet que des rayons (polonium) , et si la destruction d’un atome est accompagnée de l’émission d’une seule particule on a
étant le nombre d’ions produit par une particule et la charge élémentaire ; on suppose que les rayons sont complètement absorbés dans la chambre d’ionisation, et que se trouve ainsi bien défini. On sait, en effet, que toutes les particules émises par une substance radioactive simple, distribuée en couche extrêmement mince, peuvent franchir dans l’air la même distance et produisent le même nombre d’ions le long de ce parcours (voir § 124) . ”

“ La droite XII représente les résultats d’une série de mesures obtenues dans un appareil à électrodes intérieures, avec l’émanation restante d’une expérience faite précédemment dans l’appareil à électrodes extérieures. La loi de destruction est toujours sensiblement la même ( 0,00330) . À la fin de cette série l’émanation était séparée du radium depuis 3 mois. ”

“ Toutefois il est nécessaire de remplir l’espace entre le fil et le tube par un isolant solide tel que la paraffine ou l’ébonite. Il existe en effet entre le fil et l’enveloppe une force électromotrice de contact ; si l’espace intermédiaire est rempli d’air, cet air possède toujours une certaine conductibilité très faible dans les conditions normales, mais plus importante dans les laboratoires de radioactivité, surtout au voisinage d’une substance radioactive pouvant émettre des rayons pénétrants. ”

“ En étudiant les propriétés des matières fortement radioactives, préparées par nous (le polonium et le radium) , nous avons constaté que les rayons émis par ces matières, en agissant sur des substances inactives, peuvent leur communiquer la radioactivité, et que cette radioactivité induite persiste pendant un temps assez long.
Voici comment les expériences sont disposées. La matière radioactive en poudre se trouve sur un plateau horizontal ; au-dessus de cette matière l’on place, à quelques millimètres de distance, la plaque que l’on étudie, soutenue par des cales. ”

“ 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. ”

“ La vie moyenne de l’émanation et des constituants du dépôt actif étant courte par rapport à celle du radioactinium et de l’actinium X, la loi d’évolution de l’activité du radioactinium et de l’actinium peut être étudiée en faisant intervenir seulement les constantes radioactives et qui caractérisent le radioactinium et l’actinium X ”

“ Quand l’émanation est brusquement admise dans un récipient, la radioactivité induite commence aussitôt à s’établir sur les parois du vase et sur toute lame solide qu’on aura placée dans le vase. P. Curie et M. Danne ont trouvé que si l’on désigne par la valeur limite de l’activité acquise par la lame, la différence varie en fonction du temps suivant la même loi que celle qui caractérise la désactivation d’une lame après activation saturée. Ainsi que la lame s’active ou se désactive, le rayonnement tend vers sa valeur limite suivant la même loi. ”