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TRAITÉ
DE
RADIOACTIVITÉ
PAR
Madame P. CURIE
PROFESSEUR À LA FACULTÉ DES SCIENCES DE PARIS.
TOME I.
PARIS
GAUTHIER-VILLARS, IMPRIMEUR-LIBRAIRE
DU BUREAU DES LONGITUDES, DE L’ÉCOLE POLYTECHNIQUE,
Quai des Grands-Augustins, 55.
1910
TABLE DES MATIÈRES.
v
CHAPITRE I.
IONS ET ÉLECTRONS.
Pages.
1.
Conductibilité des gaz. Ions gazeux. Courant de saturation
1
2.
Équations fondamentales. Ionisation uniforme. Production et recombinaison
6
3.
Action du champ électrique
9
4.
Distribution du potentiel et du champ électrique
13
5.
Ionisation superficielle
15
6.
Mesure du coefficient de recombinaison
18
7.
Mesure de mobilités
22
8.
Condensation de la vapeur d’eau sur les ions
27
9.
Charge des ions
30
10.
Diffusion des ions
32
11.
Charge élémentaire
36
12.
Causes de production d’ions et nature des ions formés
40
13.
Théorie de l’ionisation par choc des ions et de la décharge disruptive
44
14.
Rayons cathodiques
47
15.
Action d’un champ magnétique et d’un champ électrique sur les rayons cathodiques
48
16.
Mesure du rapport et de la vitesse pour un électron en mouvement
54
17.
Électrons
56
18.
Rayons positifs
59
19.
Rayon Röntgen
61
20.
Champ électromagnétique produit par une particule chargée
62
21.
Inertie et masse électromagnétique
65
22.
Rayonnement d’énergie d’un électron soumis à une accélération
69
CHAPITRE II.
PROCÉDÉS D’ÉTUDE ET DE MESURES EN RADIOACTIVITÉ.
23.
Méthodes d’observation
74
24.
Électroscopes
78
25.
Électromètres. Méthode de vitesse de déviation
85
26.
Méthode de déviation constante
93
27.
Méthodes de compensation. Quartz piézoélectrique
95
28.
Compensation par le courant de charge d’un condensateur
106
29.
Corrections aux mesures
108
30.
Dispositifs expérimentaux
109
31.
Plateaux étalons
115
32.
Influence de la distance des électrodes, de la pression et de la température de l’air sur les résultats des mesures
116
CHAPITRE III.
RADIOACTIVITÉ DE L’URANIUM ET DU THORIUM. MINÉRAUX RADIOACTIFS.
33.
Découverte de la radioactivité
120
34.
Rayons uraniques
121
35.
Ionisation produite par les rayons uraniques
125
36.
Étude des composés d’uranium
129
37.
Radioactivité du thorium
131
38.
La radioactivité est une propriété atomique. Est-elle un phénomène général ?
135
39.
Minéraux radioactifs
142
CHAPITRE IV.
LES NOUVELLES SUBSTANCES RADIOACTIVES.
40.
Méthode nouvelle de recherche d’éléments chimiques basée sur la radioactivité
145
41.
Étude de la pechblende. Découverte du polonium et du radium. Actinium. Plomb radioactif. Thorianite et radiothorium. Ionium
148
42.
Extraction des substances radioactives nouvelles. Traitement du minerai
153
43.
Préparation de sels de radium purs
156
44.
Spectre du radium
161
45.
Poids atomique du radium
164
46.
Propriétés des sels de radium
174
47.
Polonium. Préparation et caractères
178
48.
Actinium
185
49.
Plomb radioactif
189
50.
Radiothorium. Mésothorium
190
51.
Ionium
193
CHAPITRE V.
RADIOACTIVITÉ À DURÉE LIMITÉE. RADIOACTIVITÉ INDUITE, ETC.
52.
Radioactivité permanente et radioactivité éphémère
197
53.
Radioactivité induite
199
54.
Émanations radioactives. Relation entre les émanations et les radioactivités induites
200
55.
Préparation par voie chimique de substances radioactives de durée limitée
202
56.
Production et destruction de matières radioactives
204
CHAPITRE VI.
GAZ RADIOACTIFS OU ÉMANATIONS.
57.
Émanations radioactives
206
58.
Émanation du thorium
206
59.
Émanation du radium
209
60.
Émanation de l’actinium
226
61.
Comparaison des trois émanations
231
62.
Diffusion des émanations
233
63.
Absorption de l’émanation du radium par les liquides. Solubilité. Diffusion dans les liquides
253
64.
Absorption de l’émanation du radium par les solides
258
65.
Condensation des émanations
260
66.
Propriétés chimiques des émanations
270
67.
Rayonnement et charge des émanations
271
68.
Production et dégagement des émanations
273
69.
Dosage du radium par la mesure de l’émanation dégagée
283
70.
Action de la température sur le dégagement des émanations radioactives par les matières solides
295
71.
Les émanations sont des gaz matériels. Séparation de l’émanation du radium à l’état pur. Mesure du volume
313
72.
Liquéfaction de l’émanation du radium
323
73.
Spectre de l’émanation du radium
325
CHAPITRE VII.
RADIOACTIVITÉ INDUITE.
74.
Production de radioactivité induite
327
75.
Radioactivité induite due au radium
329
76.
Loi de disparition de la radioactivité induite due au radium
332
77.
Radioactivité induite à évolution lente
341
78.
Activité induite due au thorium
342
79.
Radioactivité induite due à l’actinium
347
80.
Relation entre les radioactivités induites et les émanations
349
81.
Nature des radioactivités induites
350
82.
Action de la température sur la radioactivité induite
352
83.
Action du champ électrique sur le dépôt de la radioactivité induite
353
84.
Mécanisme du dépôt de la radioactivité induite. Projection du dépôt actif
361
85.
Propagation du dépôt actif par diffusion
364
86.
Action de la pesanteur sur le dépôt de la radioactivité induite
371
87.
Influence des conditions d’activation sur la forme de la courbe de désactivation. Dépôt actif en suspension dans le gaz
378
88.
Radioactivité acquise par les substances qui séjournent en dissolution avec les substances actives
380
89.
Essais d’activation par le rayonnement seul d’une substance active. Essais d’activation en dehors de la présence de substances radioactives
382
CHAPITRE VIII.
THÉORIE DES TRANSFORMATIONS DES CORPS RADIOACTIFS.
90.
Théories de la radioactivité
384
91.
Théorie de la transformation d’une seule substance
391
92.
Cas de deux et de trois substances
393
93.
Cas général
396
94.
Relation entre l’ionisation et les quantités de substances radioactives
404
95.
Indépendance des constantes radioactives de toutes conditions extérieures
405
96.
Considération à l’appui de la transformation atomique des corps radioactifs
405
97.
Écarts à partir de la loi simple des transformations radioactives
408
98.
Causes possibles de destruction des atomes radioactifs
412
Tables de fonctions exponentielles relatives à l’émanation du radium
417
Portrait
Planche I. Image radiographique d’un minerai
78'
Planche II. Spectre du radium
164'
CHAPITRE IX.
NATURE DES RADIATIONS.
Pages.
99.
Procédés d’étude du rayonnement
1
100.
Energie du rayonnement
2
101.
Nature complexe du rayonnement
3
102.
Propagation rectiligne des rayons, réflexion, polarisation, réfraction, émission
6
103.
Action du champ magnétique sur le rayonnement des corps radioactifs
10
104.
Pouvoir pénétrant du rayonnement des corps radioactifs
17
Rayons β.
105.
Définition du rayonnement β
19
106.
Complexité du rayonnement β. Action du champ magnétique
20
107.
Charge des rayons du radium
24
108.
Action du champ électrique sur les rayons β
33
109.
Rapport de la charge à la masse pour une particule chargée négativement émise par le radium
35
110.
Distribution des rayons β du radium entre différentes vitesses
45
111.
Action du champ magnétique sur les rayons des autres substances radioactives
47
112.
Passage des rayons β au travers de la matière
51
113.
Mesure du pouvoir pénétrant des rayons β. Loi exponentielle
54
114.
Loi d’absorption des rayons
56
115.
Forme générale des courbes d’absorption. Changement de vitesse au passage des écrans dans le cas des rayons β
67
116.
Relation entre la vitesse des rayons β et leur pouvoir pénétrant
70
117.
Relation entre l’absorption et la nature de la matière absorbante
71
118.
Augmentation de l’intensité des rayons β avec l’épaisseur de la couche active
77
119.
Dispersion des rayons β. Production de rayons secondaires par les rayons β
77
120.
Théorie du passage des rayons β au travers de la matière
88
Rayons α.
121.
Nature des rayons α. Déviation magnétique et électrique
93
122.
Étude des rayons α par la méthode des scintillations
96
123.
Absorption des rayons α
98
124.
Méthode de MM. Bragg et Kleemann pour l’étude des rayons α
104
125.
Courbe d’ionisation des rayons α
112
126.
Passage des rayons α au travers des écrans métalliques minces. Pouvoir d’arrêt
117
127.
Absorption par des écrans pour un rayonnement émis dans toutes les directions
121
128.
Relation entre l’absorption et la densité
128
129.
Changement de vitesse des rayons α au passage de la matière
129
130.
Mesure du rapport de la charge à la masse et de la vitesse pour les rayons α
138
131.
Nature des particules α
147
132.
Charge des rayons α
150
133.
Numération directe des particules α. Mesure de la charge d’une particule α. Valeur de la charge élémentaire
159
134.
Volume de l’émanation en équilibre avec 1g de radium. Vitesse de production d’hélium par le radium
165
135.
Nombre d’ions produit par une particule α le long de son parcours
166
136.
Production de rayons secondaires par les rayons α. Diffusion des rayons α
170
Rayons γ.
137.
Découverte des rayons γ. Pouvoir pénétrant
178
138.
Dosage des substances radioactives par les rayons γ qu’elles émettent
185
139.
Nature des rayons γ
186
140.
Rayons secondaires des rayons γ
193
141.
Comparaison des propriétés des rayons α, β et γ. Pouvoir ionisant des radiations
198
142.
Pouvoir pénétrant comparé
201
143.
Ionisation et absorption
202
144.
Ionisation totale
204
145.
Courant de saturation dans le gaz ionisé par les rayons α, β et γ
209
146.
Rayons δ ou électrons de faible vitesse
213
147.
Action de la température sur le rayonnement des corps radioactifs
213
CHAPITRE X.
DIVERS PHÉNOMÈNES OBSERVES EN PRÉSENCE DES CORPS RADIOACTIFS.
148.
Effets lumineux. Excitation de substances phosphorescentes
216
149.
Luminosité propre des sels de radium
221
150.
Spectre de la lumière émise par les composés de radium et d’actinium
222
151.
Production de thermoluminescence
223
152.
Effet radiographique
224
153.
Effets de charge des rayons. Action sur la décharge électrique. Applications de l’effet ionisant dans les gaz
226
154.
Condensation de la vapeur d’eau sursaturée. Formation de brouillards en présence de l’émanation du radium. Influence sur le phénomène de cristallisation
229
155.
Action ionisante des rayons du radium sur les liquides et les solides isolants
234
156.
Colorations. Effets chimiques
242
157.
Dégagement d’hélium par les corps radioactifs
253
158.
Essais de transformations atomiques par l’action des corps radioactifs
259
159.
Effets physiologiques
265
CHAPITRE XI.
DÉGAGEMENT DE CHALEUR PAR LES SUBSTANCES RADIOACTIVES.
160.
Dégagement de chaleur par le radium en équilibre radioactif. Méthodes de mesures
269
161.
Chaleur dégagée par l’émanation du radium et par la radioactivité induite
278
162.
Energie cinétique des rayons α et chaleur dégagée
282
163.
Effet calorifique du thorium et du polonium
284
CHAPITRE XII.
URANIUM ET SA FAMILLE.
164.
Rayonnement de l’uranium
288
165.
Uranium X. Préparation et rayonnement
295
166.
Diffusion de l’uranium X
296
167.
Radiouranium
297
168.
Famille de l’uranium
299
CHAPITRE XIII.
RADIUM ET SA FAMILLE — POLONIUM.
169.
Rayonnement du radium
300
170.
Analyse de la radioactivité induite
303
171.
Interprétation théorique
306
172.
Application de la théorie de deux substances à l’étude de l’évolution du rayonnement pénétrant d’un corps activé
310
173.
Théorie des trois substances. Radium A, radium B, radium C. Activation
315
174.
Désactivation
317
175.
Détermination des constantes radioactives
321
176.
Distillation du dépôt actif et expériences d’électrolyse
323
177.
Représentation graphique
328
178.
Vérification des formules théoriques
341
179.
Charge des particules de dépôt actif. Dimensions des particules.
355
180.
Phénomène de recul pour le radium A, le radium B et le radium C.
357
181.
Volatilité du radium A, du radium B et du radium C
361
182.
Effet de la température sur la constante radioactive du radium C.
362
183.
Ionisation produite par l’émanation et la radioactivité induite
364
184.
Rayonnement du dépôt actif. Nature complexe du radium C. Rayons β du radium
366
185.
Loi d’évolution de l’activité induite restante du radium. Radium D, E et F. Leur relation avec le radioplomb et le polonium
370
186.
Radium D. Essai de détermination de la période et propriétés
372
187.
Radium E1 et E2 Radium F
377
188.
Vie du radium. Évolution de l’activité du radium
380
189.
Émission totale d’énergie par le radium
383
190.
Perte de poids du radium
384
191.
Famille du radium
385
CHAPITRE XIV.
THORIUM ET SA FAMILLE.
192.
Activité du thorium
387
193.
Thorium X
388
194.
Composition du dépôt actif
391
195.
Attribution des constantes a et b
393
196.
Rayonnement α du dépôt actif ; Thorium B, thorium C, thorium D.
395
197.
Rayonnement β du dépôt actif
398
198.
Évolution de l’activité du thorium X et du thorium privé de thorium X
401
199.
Radiothorium. Mésothorium
404
200.
Rayonnement des substances de la famille du thorium
410
201.
Famille du thorium.
415
CHAPITRE XV.
ACTINIUM ET SA FAMILLE.
202.
Activité de l’actinium
417
203.
Actinium X
417
204.
Radioactinium
420
205.
Composition du dépôt actif
423
206.
Propriétés des substances de la série de l’actinium
429
207.
Rayonnement des substances de la famille de l’actinium
430
208.
Famille de l’actinium
434
CHAPITRE XVI.
MINÉRAUX RADIOACTIFS. — PRODUCTION DU RADIUM. — IONIUM.
ANALOGIES ET LIAISONS ENTRE LES FAMILLES D’ÉLÉMENTS RADIOACTIFS.
ANALOGIES ET LIAISONS ENTRE LES FAMILLES D’ÉLÉMENTS RADIOACTIFS.
209.
Origine du radium
435
210.
Découverte de l’ionium
443
211.
Vie moyenne du radium et de l’uranium
446
212.
Activité des minerais d’urane
450
213.
Produits extrêmes de la destruction des éléments radioactifs. Âge des minéraux
455
214.
Liste des minéraux radioactifs
459
215.
Remarques sur les familles de radioéléments
464
CHAPITRE XVII.
RADIOACTIVITÉ DU SOL ET DE L’ATMOSPHÈRE.
216.
Dissémination des poussières radioactives et radioactivité induite du laboratoire
467
217.
Ionisation spontanée de l’air
469
218.
Présence, dans l’atmosphère, d’émanations radioactives et de leurs dépôts actifs
470
219.
État de la radioactivité induite dans le gaz
474
220.
Théorie de l’activation des fils chargés négativement et exposés dans l’air contenant de l’émanation
477
221.
Activation de fils à l’air libre.
484
222.
Dosage direct de l’émanation du radium dans l’air atmosphérique. Variations de la radioactivité atmosphérique
490
223.
Radioactivité du sol et des eaux
493
224.
Teneur en radium à la surface de la terre. Teneur en uranium et thorium
499
225.
Procédés de mesures de l’ionisation de l’air atmosphérique
505
226.
Origine de l’ionisation de l’air atmosphérique. Ionisation en vase clos
509
227.
Rayonnement pénétrant à la surface de la terre
515
228.
Variation de l’ionisation en vase clos. Relation avec la pression et la nature du gaz
518
229.
Influence des parois sur l’ionisation en vase clos
523
230.
La radioactivité des métaux est-elle une propriété spécifique du métal ?
527
231.
Radioactivité du potassium et du rubidium
529
232.
Chaleur solaire et chaleur terrestre
532
Tableau des données numériques
536-541
Appendice
542
PLANCHES.
Pl. III. Fig. 1. —
Épreuve obtenue avec un fil activé de section triangulaire.
Fig. 2. —
Action du champ magnétique sur les rayons du radium.
Fig. 3. —
Action du champ magnétique sur les rayons du radium. Plaque recouverte par des écrans.
Pl. IV. Fig. 1. —
Dispositif de Becquerel pour isoler des rayons β simples.
Fig. 2. —
Épreuve obtenue avec le dispositif de la figure 1.
Fig. 3. —
Épreuve relative à la mesure du rapport par les rayons β du radium (Kaufman).
Fig. 4. —
Déviation magnétique des rayons de l’uranium.
Fig. 5. —
Passage de rayons β simples au travers d’une couche de paraffine (épaisseur 2mm).
Pl. V. Fig. 1. —
Passage des rayons β simples au travers d’un écran en aluminium (épaisseur 0mm,1).
Fig. 2. —
Rayons secondaires produits par les rayons pénétrants du radium.
Pl. VI. Fig. 1. —
Déviation magnétique des rayons α.
Fig. 2. —
Déviation magnétique des rayons α.
Fig. 3. —
Action du champ magnétique sur les rayons du radium.
Pl. VII. Fig. 1. —
Photographie du sel de radium. Épreuve obtenue au moyen de la lumière émise par le sel.
Fig. 2. —
Radiographie d’une médaille obtenue par l’action des rayons de l’uranium.
Fig. 3. —
Radiographie obtenue au moyen des rayons du radium.