Traité de radioactivité

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TRAITÉ
DE
RADIOACTIVITÉ
PAR
Madame P. CURIE
PROFESSEUR À LA FACULTÉ DES SCIENCES DE PARIS.



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PARIS,
GAUTHIEU-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 
 328
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 
 372
87. 
Influence des conditions d’activation sur la forme de la courbe de désactivation. Dépôt actif en suspension dans le gaz 
 379
88. 
Radioactivité acquise par les substances qui séjournent en dissolution avec les substances actives 
 381
89. 
Essais d’activation par le rayonnement seul d’une substance active. Essais d’activation en dehors de la présence de substances radioactives 
 383

CHAPITRE VIII.

THÉORIE DES TRANSFORMATIONS DES CORPS RADIOACTIFS.
90. 
Théories de la radioactivité 
 385
91. 
Théorie de la transformation d’une seule substance 
 392
92. 
Cas de deux et de trois substances 
 394
93. 
Cas général 
 397
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 
 406
97. 
Écarts à partir de la loi simple des transformations radioactives 
 408
98. 
Causes possibles de destruction des atomes radioactifs 
 413
 Tables de fonctions exponentielles relatives à l’émanation du radium 
 417
Portrait 
 
Frontispice.
 Planche I. Image radiographique d’un minerai 
 75
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 1% 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 
 287
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. Evolution 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.
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
232. 
Tableau des données numériques 
 536
232. 
Appendice 
 542

PLANCHES.


PL III. Fig. 1. — 
Épreuve obtenue avec un fil activé de section triangulaire.
PL III. Fig. 2. — 
Action du champ magnétique sur les rayons du radium.
PL III. 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.
PL IV. Fig. 2. — 
Epreuve obtenue avec le dispositif de la figure 1.
PL IV. Fig. 3. — 
Épreuve relative à la mesure du rapport par les rayons β du radium (Kaufman).
PL IV. Fig. 4. — 
Déviation magnétique des rayons de l’uranium.
PL IV. 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).
PL V. Fig. 2. — 
Rayons secondaires produits par les rayons pénétrants du radium.
PL VI. Fig. 1. — 
Déviation magnétique des rayons α.
PL VI. Fig. 2. — 
Déviation magnétique des rayons α.
PL VI. 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.
PL VII. Fig. 2. — 
Radiographie d’une médaille obtenue par l’action des rayons de l’uranium.
PL VII. Fig. 3. — 
Radiographie obtenue au moyen des rayons du radium.