CURIE LES
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Développement de la radioactivité
Identification des radioéléments naturels
Ainsi s'est poursuivi, dans une première voie, le développement de la radioactivité. Cette voie est celle de la recherche d'éléments radioactifs naturels. Les collaborateurs de Pierre et Marie Curie y contribuèrent : Gustave Bémont, associé au travail sur le radium ; André Debierne, qui, en 1899, découvrit l'actinium ; Marguerite Perey, la dernière, qui identifia le francium, en 1937.
De nombreux savants étrangers ont apporté leur part de découvertes, et de nouveaux éléments furent identifiés : radiothorium, mésothorium, émanations de gaz radioactifs (dénommés plus tard radon, thoron, actinon), ionium, thorium X, actinium X ; ensuite furent mis en évidence les constituants des dépôts actifs responsables de la radioactivité induite, nom d'abord donné à la propriété apparente de devenir radioactifs acquise par les corps mis en contact avec une émanation. Peu à peu, on établit entre eux des filiations, et les trois familles de radioéléments naturels se constituèrent, issues respectivement de l'uranium, du thorium et de l'actinium (celui-ci descendant de l'actino-uranium, qui a été, beaucoup plus tard, identifié à l'isotope 235 de l'uranium), lorsqu'on eut compris la filiation qui fait apparaître successivement différents radioéléments à partir de ces trois éléments de très longue vie, jusqu'à aboutir à un plomb stable. Accessoirement, on a trouvé une faible radioactivité dans le potassium ainsi que dans le rubidium. On savait en outre que certains radioéléments émettent de l'hélium.
Dans son Traité de radioactivité, Marie Curie donne, en 1910, un tableau de l'ensemble des radioéléments connus ; ceux qui présentent quelques analogies sont placés sur la même ligne.
Ensemble des radioéléments connus en 1910.
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Les trois familles de radioéléments lourds naturels
Les trois familles de radioéléments lourds naturels (d'après Marie Curie, 1934).
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Pour des raisons scientifiques, et parce que les radioéléments utilisés en thérapeutique étaient préparés et vendus par l'industrie, il fut nécessaire de mesurer les quantités de ceux-ci contenues dans une source, le contrôle ne pouvant se faire facilement que par des comparaisons d'intensités de rayonnement.
Marie Curie consacra de longs efforts à purifier et à peser une quantité d'environ 16 mg de chlorure de radium qui, placée dans une ampoule scellée, devint, en 1911, le premier des étalons de radium, dit « étalon Marie Curie », actuellement conservé à l'Institut du radium de Paris (appelé maintenant Institut Curie). L'unité de radioactivité fut fondée sur le nombre de désintégrations par seconde qui se produit dans une source. Elle a reçu le nom de curie (symbole Ci) et correspond à 3,7 × 1010 désintégrations par seconde. La radioactivité de 1 g de radium est très voisine de 1 Ci.
Radioactivité et théorie de l'atome
Ernest Rutherford avait élaboré, en 1912, un modèle d'atome où des électrons gravitaient autour d'un noyau positif. En 1913, Niels Bohr y introduisit la notion de quantum d'action, proposée par Max Planck en 1900, et donna à ce modèle une forme quasi définitive.
Les connaissances acquises en radioactivité ont, dès lors, commandé l'évolution de la théorie atomique.
L'idée de transmutation se précise quand plusieurs savants, dont E. Rutherford, sir Frederick Soddy et Kasimir Fajans, énoncent la « loi de changement de valence », d'où il résulte que certains radioéléments viennent occuper des places encore vides de la classification et que d'autres sont à la même place que des éléments stables connus. Dans une même case, les éléments se distinguent par leurs masses atomiques différentes ; ainsi apparaît la notion d'isotopes (F. Soddy) ; Francis William Aston réussit à séparer des isotopes mélangés dans les éléments stables naturels. Seuls les éléments 43 et 85 n'existent pas dans la nature, ni ceux de numéro supérieur à 92. Ils apparaîtront plus tard, créés par transmutation artificielle, comme des éléments radioactifs.
Dans son Traité de radioactivité de 1934, Marie Curie peut ainsi classer les radioéléments et présenter un tableau des trois familles de radioéléments lourds naturels.
Les trois familles de radioéléments lourds naturels
Les trois familles de radioéléments lourds naturels (d'après Marie Curie, 1934).
Crédits : Encyclopædia Universalis France
Sous une forme actuelle, ce tableau serait complété par d'autres éléments. Un certain nombre de symboles ne sont plus utilisés, mais remplacés par celui de l'isotope principal de même numéro, accompagné du nombre de masse (par exemple, actino-uranium Y : 23190Th).
Radioactivité et théorie du noyau atomique
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Écrit par :
- Marcel FRILLEY : docteur ès sciences, lauréat de l'Institut, directeur de recherche honoraire au C.N.R.S.
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Pour citer l’article
Marcel FRILLEY, « CURIE LES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 24 mai 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/les-curie/