vitesse de beaucoup supérieure encore à celle des particules alpha, et qui peut aller jusqu'aux 98,5 % de celle de la lumière. Cette vitesse aussi varie d'un élément radioactif à l'autre, et, pour un même élément, on peut distinguer plusieurs vitesses initiales nettement déterminées. Moins massifs que les projectiles alpha, les électrons ionisent beaucoup moins de molécules gazeuses sur leur trajet; ils dévient plus facilement, mais ils portent plus loin, d'autant que leur force vive est souvent plus considérable. La photographie par la méthode de Wilson révèle pour eux des sillages plus grêles, suites de points brillants, moins réguliers et plus longs. Tous les rayons bêta n'ont pas l'énergie requise pour le travail d'ionisation. Ceux qui sont projetés trop lentement pour cela atteignent, pense-t-on, la proportion des deux tiers; on les appelle parfois les rayons d. D'après certaine hypothèse qui sera exposée plus loin, il existerait des rayons bêta ultra-rapides; en raison même de leur vitesse ceux-ci traverseraient les molécules sans les disloquer.

Les rayons gamma, à la différence des précédents, ne sont pas corpusculaires, mais de nature ondulatoire, à la façon des rayons X, seulement de longueur d'onde bien plus courte et par suite excessivement pénétrants. On n'en découvre autour des corps radioactifs qu'en la compagnie des rayons bêta; mais pas toujours, même dans ces conditions. Peut-être sont-ils un rayonnement secondaire de l'atome sous le bombardement des électrons quand ceux-ci explosent avec une vitesse suffisante. du noyau. La traînée d'ionisation des rayons gamma est enchevêtrée, comme celle des rayons X; les traits grêles qui la composent divergent tout autour de la direction. de propagation des rayons; ces traits sont probablement eux-mêmes les sillages d'ionisation d'électrons détachés des molécules gazeuses. Ainsi les rayons gamma ioniseraient principalement par le rayonnement bêta secondaire qu'ils provoqueraient dans les molécules.

Le rayonnement a résulte dans certaines circonstances d'un effet de recul dans les molécules ou atomes qui décochent les projectiles alpha relativement massifs; il n'en sera pas question ici.

2. Les substances radioactives. La radioactivité est une propriété atomique qui s'exerce indépendamment de toute action physique ou chimique connue. Rutherford et Soddy en ont établi la théorie comme d'une désagrégation spontanée : les atomes d'un élément lourd perdent de leurs constituants nucléaires, tandis que se modifie sans doute en conséquence le nombre de leurs électrons périphériques; ils deviennent successivement atomes des autres éléments chimiques de la série ou famille radioactive à laquelle ils appartiennent. On connaît trois de ces familles, issues respectivement de l'uranium, du thorium et de l'actinium. Peut-être l'actinium dérive-t-il, lui aussi, de l'uranium. La plupart des éléments radioactifs sont à l'état solide dans les conditions ordinaires de température et de pression; toutefois chaque famille compte un élément normalement à l'état gazeux, sans affinité chimique, analogue aux gaz rares et inertes de l'atmosphère; ce sont l'émanation du radium, ou radon, l'émanation du thorium, ou thoron, et l'émanation de l'actinium, ou actinon. Au point de vue de l'électricité atmosphérique, l'étude des émanations et de leurs dérivés. est des plus importantes. Si, en effet, les radioéléments solides contenus dans le sol peuvent ioniser les couches basses de l'atmosphère et on ne manquera pas de les prendre en considération - ils ne le font guère que par rayonnement et sans pénétrer eux-mêmes dans l'air. Au contraire, leurs émanations gazeuses se mélangent sous terre à l'eau et à l'air qui y circulent et peuvent déboucher dans l'atmosphère.

Précisons d'abord le pouvoir d'ionisation des éléments qui entrent en ligne de compte et montrons comment

on peut doser leur présence dans l'atmosphère. Nous verrons ensuite quelques résultats de ces méthodes d'observation, et les conséquences qu'on peut dès à présent en déduire.

Quel est, par exemple, le pouvoir ionisant du radium et de ses produits de désintégration?

On sait qu'il est le dernier terme d'une série d'éléments ordinairement à l'état solide, dont l'ionium, dérivés de l'uranium par désintégrations très lentes. Le radium se transforme, en proportion constante dans chaque unité de temps, par rayonnement alpha et bêta. Le nombre caractéristique de chaque élément qui exprime la proportion constante dans laquelle il se transforme, nombre d'autant plus exactement déterminé que la durée choisie comme unité de temps est plus courte, s'appelle la constante de radioactivité de l'élément. Pour le radium, l'évolution est lente: un atome sur 7.9 milliards se transforme en une seconde (done 34 milliards pour un gramme), donnant naissance à un noyau d'hélium, à deux électrons libres et à un atome de radon gazeux. Telle est l'interprétation concrète de sa constante de radioactivité. On peut l'expliquer encore de la manière suivante La fraction 1/7,9 milliards exprime pour chaque atome ses risques de destruction dans la seconde. L'inverse de cette fraction peut définir ce qu'on appelle la vie moyenne d'un atome de radium 7,9 milliards de secondes ou 2500 années en chiffres ronds. Cette durée serait celle de l'atome qui se désintégrerait le dernier, si chaque seconde ce n'était pas seulement une proportion constante des survivants, mais toujours le même nombre absolu d'atomes qui se détruisait.

Plutôt que la vie moyenne, on considère généralement une autre durée, qu'on appelle la période d'un radioélément; c'est le temps de la désintégration par moitié d'une quantité quelconque de cet élément. Chaque atome a autant de probabilité de dépasser cette durée que

d'exploser avant de l'avoir atteinte. La période est dans un rapport constant avec la vie moyenne; elle vaut ce nombre multiplié par le logarithme naturel de 2, soit 0,69315. La période du radium est donc 1730 années environ. Geiger a calculé le nombre de paires d'ions positifs et négatifs sur le trajet d'une particule alpha du radium 153.000. Le pouvoir ionisant des rayons alpha d'un milliardième de gramme de cet élément est donc 5,2 millions de paires d'ions par seconde. Le pouvoir ionisant de ses rayons bêta est moins bien déterminé.

De la désintégration du radium naît son émanation ou radon. Celui-ci est également radioactif; il émet des rayons alpha ionisants; sans doute aussi des électrons, mais avec trop peu de force vive pour déterminer de l'ionisation. La période du radon est de 3,85 jours, très courte en comparaison de celle du radium. La quantité d'émanation qui se dégage du radium isolé va d'abord en augmentant; mais petit à petit les atomes de radon devenant plus nombreux, le nombre de ceux qui explosent à leur tour va croissant ; au bout de trente jours environ, ce nombre égale celui même des atomes de radium qui se désintègrent en émanation. Ensuite le radon reste en proportion constante avec le radium qui l'engendre, et le nombre des particules alpha émises par lui chaque seconde est égal à celui qu'émet le radium restant. La quantité d'émanation qui reste ainsi en équilibre de rayonnement avec un gramme de radium sert d'unité de mesure de l'émanation; elle est désignée sous le nom de curie. Rutherford a trouvé qu'elle occupe, à Oo C et sous 760 mm. de pression, un volume de 0,6 mme. Un curie de radon produisant par seconde autant de particules qu'un gramme de radium, en émet donc 34 milliards. Chacun produit au passage, dans les conditions normales, 170.000 paires d'ions; le pouvoir ionisant d'un micromillicurie (milliardième de curie) est donc de 5,8 millions de paires d'ions par seconde.

Les dérivés solides du radon sont appelés son dépôt actif. Le premier de la série est le radium A. Il porte généralement un excès d'électricité positive. C'est une poussière imperceptible, impondérable, en raison de ses très faibles quantités; elle se dépose sur les parois en contact avec le radon et surtout sur les corps chargés négativement. Le radium A se désintègre lui aussi par rayonnement alpha. Sa période est de 3 minutes, bien courte en comparaison de celle du radon ; entre eux deux s'établit donc aussi l'équilibre de rayonnement ; en moins de quatre heures les atomes de radium A explosent en nombre égal aux atomes de radon qui leur donnent naissance. Un curie de radium A -on appelle ainsi la quantité constante en équilibre de rayonnement avec un curie de radon produit donc lui aussi 34 milliards de particules alpha par seconde. Le nombre d'ions pour chaque particule est 182.000, d'où un pouvoir ionisant par micromillicurie, de 6,2 millions de paires d'ions par seconde.

Le terme suivant, le radium B, est caractérisé par un rayonnement bêta d'électrons rapides (36 % à 82 % de la vitesse de la lumière) et un rayonnement gamma. Il se transforme avec une période de 26,8 minutes en radium C. Eve a déterminé à 70.000 paires d'ions par seconde le pouvoir ionisant d'un micromillicurie de radium B.

Le radium C a une période de 19,5 minutes; par émission d'une particule alpha, il devient le radium C2; celui-ci par rayonnement bêta se transforme, avec une période de 1,4 minute, en plomb, le dernier aboutissement de la série. Le radium C émet aussi un rayonnement bêta accompagné de rayons gamma; il devient ainsi le radium C'; lequel se transforme presque aussitôt en radium D. Le pouvoir ionisant alpha d'un micromillicurie de radium C, à raison de 231.000 paires par particule, est de 7,9 millions par seconde. Son pouvoir ionisant bêta, évalué par Eve, est de 411.000 par seconde.