L'étude du rayonnement bêta va nous faire connaître le seul véritable atome, indivisible celui-là: l'électron ou atome d'électricité. 2o Les rayons bêta. Ils forment 3,2 % du rayonnement global. Ce sont comme les alpha des rayons corpusculaires, mais chargés, eux, d'électricité négative. Leur masse égale la deux-millième partie environ de l'atome hydrogène qui pèse seulement un milliardième de milligramme. Leur vitesse varie de 30 000 à près de 300 000 kilomètres par seconde (1). On les divise pour cette raison en différentes catégories. Les bêta mous (les plus lents) sont absorbés par 9/10 de mm. d'aluminium, les bêta durs (les plus rapides) sont arrêtés seulement par 5 millimètres de ce métal. Ils sont donc notablement plus pénétrants que les alpha et, traversant aisément (au moins en partie) les récipients contenant du radium, ils sont susceptibles d'utilisation à l'inverse des alpha qui le sont seulement dans certains cas particuliers. Les rayons bêta, émis spontanément par le radium, sont analogues aux rayons cathodiques qui naissent dans les ampoules de Crookes grâce à la mise en action de moyens électriques excessivement puissants! Ces particules sont des particules constitutives de l'atome, une poussière d'atome en quelque sorte, et l'accouplement de ces mots résonne d'étrange façon ! Nous ne serons donc pas surpris de voir tout à l'heure que l'émission de bêta est, comme l'émission alpha, susceptible de transformer la matière génératrice, qui devient autre quand elle laisse échapper ses éléments constitutifs. La trajectoire des bêta a pu être mise en évidence, grâce (1) Ce chiffre est à retenir et à comparer avec celui de la vitesse des électrons dans les ampoules de Crookes, vitesse qui n'est que de 193 000 kilomètres par seconde pour la tension déjà élevée de 100 000 volts. Or les électrons constituent des rayons d'autant plus pénétrants que leur vitesse est plus grande. au phénomène de l'ionisation en milieu sursaturé d'humidité, mais le nombre d'ions est plus petit, les gouttelettes sont moins serrées, la trajectoire n'est pas rectiligne et présente de nombreuses brisures. Un Allemand, Regener, a réussi à dénombrer les bêta et les rayons cathodiques et ce fait est d'autant plus remarquable que l'électron est la plus petite particule connue. La différence du pouvoir pénétrant caractérisant les alpha et les bêta, permet une curieuse expérience montrant que le radium est vraiment une source d'électricité. Mettons un peu de radium dans une ampoule en verre, terminée à sa partie inférieure par deux feuilles d'or battu. Fixons ce dispositif avec un fil de quartz dans une ampoule plus grande où l'on fait un vide parfait de façon à rendre impossible toute ionisation. Les rayons bêta chargés d'électicité négative s'échappent avec facilité. Les particules alpha relativement volumineuses ne peuvent sortir de l'ampoule. Elles abandonnent leur charge à la masse où s'accumule l'électricité positive. Cette charge fait diverger les feuilles d'or qui s écartent progressivement. Mais si les parois du récipient donnent passage à deux fils réuris à la terre, fils disposés de telle façon que les feuilles d'or les rencontrent quand elles ont atteint une certaine divergence, le contact provoque la décharge. Les feuilles retombent. Une nouvelle charge s'accumulant peu à peu, elles divergent à nouveau, rencontrent encore une fois les fils mis à la terre, retombent, etc... Mais ce mouvement imprimé aux feuilles d'or, c'est un mouvement perpétuel! Oui, c'est du moins la réalisation la plus approchée que l'on puisse faire de ce rêve poursuivi par certains esprits fantasques. La solution n'est point parfaite; cependant le battement de cette horloge se répétera avec une constante régularité, durant des années !... 3o Les radiations (1) gamma. Elles forment 4,8 % du rayonnement total et sont caractérisées par la puissance de leur pouvoir pénétrant. Une épaisseur de plomb de 20 millimètres arrête seulement 60 % du rayonnement gamma que l'on peut mettre en évidence, même à travers 150 millimètres de plomb et 300 millimètres de fer. Pour mieux comprendre les gamma, rappelons comment se forment dans les ampoules de Crookes les rayons X auxquels on les compare, tous deux étant d'ailleurs de nature vibratoire. Les rayons cathodiques sont, comme les bêta, des électrons animés de vitesses variables. Dans l'ampoule de Crookes, ces électrons en s'amortissant contre la cathode engendrent un rayonnement de nature vibratoire dont la longueur d'onde dépend et de la vitesse des électrons et de la nature de l'anticathode. Une anticathode de composition donnée émet des radiations caractéristiques et tellement caractéristiques qu'une spectrographie nouvelle prend naissance (2), les rayons X permettant de déterminer la nature des corps. On admet que les gamma sont le résultat du bombardement incessant des atomes radio-actifs par les bêta (3). Ils seraient en fait le rayonnement caractéristique de (1) Radiation est le mot propre convenant aux gamma. Ce terme désigne, en effet, l'ébranlement communiqué à l'éther par une source lumineuse. Le mot « rayon », au contraire, désigne avec précision les alpha et les bêta formés par la trajectoire d'une particule matérielle émise par la source. Le terme « rayon » consacré par l'usage est souvent employé pour désigner des radiations. Cette appellation impropre désigne cependant la propagation rectiligne du mouvement vibratoire, et pour cette raison n'est pas absolument un non-sens. (2) Dr Maurice D'halluin, L'Énigme Roentgenienne. JOURNAL DES SCIENCES MÉDICALES De Lille, 17 et 24 juillet 1921. (3) Cette théorie n'est pas absolument certaine, mais elle est commode, elle légitime l'expression de Beclère appelant le radium « l'édition de poche de l'ampoule de Crookes » et elle a l'avantage de montrer, en même temps que les analogies, les différences qui caractérisent les deux émissions. l'atome radium bombardé par les électrons qu'il expulse. Et comme la longueur d'onde des radiations caractéristiques est fonction de la grandeur du poids atomique, on conçoit (surtout en se souvenant de la grande vitesse de translation des rayons bêta) que les radiations nouvelles aient un mouvement vibratoire extrêmenent rapide, une longueur d'onde toute petite. Cette longueur d'onde est si petite que la structure cristalline (1), parfaite pour obtenir des spectres de diffraction avec les rayons X, est trop grossière pour l'étude des gamma les plus pénétrants dont la longueur d'onde est d'environ 0 Angström 0071 (2). Pour obtenir artificiellement avec une ampoule des radiations aussi pénétrantes que celles que nous fournit spontanément le radium, il faudrait l'alimenter par un courant sous 3 000 000 de volts (3). Voilà l'explication du pouvoir pénétrant considérable des gamma. Ce grand pouvoir pénétrant est probablement la raison de l'efficacité thérapeutique particulière du radium comparé aux rayons X, car les cellules paraissent d'autant plus sensibles aux radiations que la longueur d'onde est plus courte. Les gamma déchargent les électroscopes, mais le phénomène est complexe. L'étude de l'ionisation en milieu sursaturé de vapeur d'eau, montre que les gamma en bombardant les gaz en font sortir des corpuscules chargés négativement et leur trajectoire photographiée est analogue à celle des rayons bêta. Le pouvoir ionisant des gamma est donc indirect et dû à la formation d'un rayonnement secondaire, dont nous avons parlé tout à l'heure. (1) Grâce à la structure cristalline des réseaux constitués par l'empilement d'atomes séparés les uns des autres par une distance de l'ordre de grandeur de la longueur d'onde des rayons X, on a pu obtenir avec ces derniers de véritables spectres de diffraction et la nature ondulatoire des rayons X est aujourd'hui démontrée par l'expérimentation. (2) L'unité Angström égale le dix-millionième de millimètre. (3) Les appareils des rayons X modernes sont alimentés par du courant à 200 000 volts. Voilà, rapidement exposée, l'étude raisonnée de ce que nous avons appelé les manifestationsvitales du radium. Ces phénomènes de radio-activité dont la spontanéité est la propriété caractéristique sont une propriété atomique et accompagnent la transformation des atomes dont il est essentiel de montrer de plus près le mécanisme. Ainsi, le radium doit à son rayonnement ses propriétés fondamentales et son rayonnement est le fait de la désintégration des atomes. III. GÉNÉALOGIE ET DESCENDANCE En étudiant le rayonnement du radium, nous avons signalé son épuisement, sa mort par conséquent. Le moment est venu de parler de sa naissance, de ses ancêtres, de ses cousins germains, de sa lignée; oui, de sa lignée, car en évoluant pour mourir, le radium donne naissance à une série de produits qui ont chacun leur individualité propre. 1o L'ancêtre nécessaire. Des liens étroits unissent entre elles les différentes branches des sciences, et voilà que le mystère de la naissance du radium nous amène à parler de l'âge de la terre. Les acquisitions faites dans l'étude de la radio-activité permettent, en effet, d'évaluer cet âge par un procédé des plus séduisants. L'uranium est, comme le radium, un corps en évolution, mais sa vie moyenne est d'environ 8 milliards d'années! Lui aussi émet des alpha et ces alpha se transforment en hélium. Cet hélium reste enfermé dans les cristaux. En dosant la richesse des minerais en hélium on peut déterminer l'âge des roches, à condition de connaître la quantité d'hélium dégagée en un temps donné par un poids déterminé. Mille tonnes d'uranium fournissent par an 2 milligrammes d'hélium. |