Petite histoire de la radioactivité

[Invité shf]

Je n'ai pas résisté à l'envie de vous envoyer ceci (c'est un peu long, mais très simple à comprendre et à lire) :

 

 

L'histoire de la découverte des rayons X et de la radioactivité est un peu comme une pièce de théatre en deux actes :

 

1er acte ) Les rayons X

 

En fait, c'est Wilhelm Conrad Roentgen qui a découvert les rayons X en 1895, à l'université de Würzburg, en Allemagne.

Comment a-t-il fait ? Eh bien, dans son labo il faisait des expériences sur la lumière fluorescente produite par les rayons cathodiques avec un tube de Crookes. Il s'est fabriqué un petit écran avec un morceau de carton enduit de produits chimiques fortement fluorescents (c'est l'ancêtre des écrans radar et TV !) Pendant l'expérience, l'écran est resté à quelques dizaines de cm du tube de Crookes, il pousse la tension anodique du tube, et il s'aperçoit soudain que l'écran luit dans le noir. Mis en éveil, il court à l'atelier, choisit une mince feuille de métal et revient la placer entre le tube et l'écran, la lueur de l'écran diminue mais ne s'éteint pas. Roentgen raisonne rapidement, les électrons ne peuvent pas sortir du tube et ce n'est donc pas le rayonnement cathodique qui a cet effet. Le tube doit être la source d'un rayonnement nouveau qui traverse le verre, le carton et même le métal. Il place alors sa main entre le tube et l'écran et le squelette de sa main apparaît sur l'écran, il bouge sa main et la main squelette bouge aussi !! Les rayons provenant du tube traversent la chair et les os de sa main, mais comme les os sont plus denses, cela laisse une ombre sur l'écran. Roentgen sait qu'il vient de découvrir des rayonnements étranges, ignorant la nature de ces rayonnements, il les appelle rayons X.

 

Il a néanmoins encore fallu dix ans aux savants pour percer le mystère des rayons X. Ce sont quand-même les électrons du rayonnement cathodiques qui sont les vrais responsables des rayons X. En se précipitant de la cathode vers l'anode à une vitesse phénoménale liée à une différence de potentiel suffisante entre les deux électrodes, ils sont finalement brutalement arrêtés par le métal de l'anode, ils libèrent alors leur énergie en émettent un rayonnement électromagnétique analogue à la lumière, les rayons X, invisibles et de longueur d'onde bien différente de la lumière. On s'est aussi aperçu que si on place dans le tube un obstacle métallique sur leur trajet, l'intensité du rayonnement X augmente.

 

2ème acte) la radioactivité

 

On ne peut pas jouer le second acte tout seul sans avoir déjà joué le premier acte

 

Je m'explique : les tubes électroniques de l'époque ont été étudiés par des savants qui ne se consacraient pas à la connaissance de l'atome. Mais la science choisit parfois des chemins détournés que les hommes suivent sans savoir à quoi tout ça va mener.

 

Sans les tubes électroniques, il n'y aurait pas eu de découverte des rayons X. Sans les rayons X, il n'y aurait pas eu de recherche visant à expliquer leur nature.

 

Or, parmi ces études, il y en avait une qui aboutit à un échec : elle ne donna pas l'explicaton des rayons X bien que c'était son but :

 

L'année suivant la découverte des rayons X, le Français Henry Becquerel s'intéresse à un métal bon marché appelé uranium. Dans un dictionnaire de l'époque, on trouvait dans le dictionnaire à "uranium" : "métal lourd, pratiquement sans valeur". Becquerel ne pouvait pas savoir que ce métal sans valeur allait révolutionner la science cinquante ans plus tard. Ce métal l'intéressait parce qu'il rendait différentes substances fluorescentes en formant par réaction chimique des "sels d'uranium" avec elles.

 

Becquerel pensait qu'il devait exister un lien entre les rayons X et l'étrange fluorescence produite par les électrons et la lumière solaire frappant ces sels d'uranium. On savait que les sels d'uranium émettaient une forte lumière fluorescente .

 

Becquerel entreprit donc une série d'expériences. Il exposa des échantillons de sel d'uranium au soleil, les laissant devenir légèrement lumineux et les plaçant ensuite sur des plaques photographiques soigneusement entourées de papier noir

En développant les plaques, il vit qu'elles étaint voilées sur tous les points touchés par les échantillons. Les sels d'uranium avaient impressionné les plaques à travers le papier noir épais, exactement comme l'auraient fait des rayons X pénétrants. Becquerel pensa qu'il était sur la bonne voie.

 

Puis un jour, la pluie se mit à tomber sur Paris. Le temps resta gris pendant une semaine. Becquerel ne pouvait pas exposer les sels d'uranium au soleil. ll arrêta ses expériences, mais l'impatience le gagna au bout de trois jours de pluie. Il reprit ses recherches sans soleil. Il plaça un nouvel échantillon de sels d'uranium sur une plaque photographique enveloppée de papier noir, bien que cet échantillon n'ait pas été exposé au soleil et n'était pas fluorescent. La plaque fut quand-même voilée !

 

Les rayons pénétrants émis par les sels d'uranium n'avaient donc rien à voir avec le soleil et la fluorescence et ils n'avaient rien non plus à voir avec le fait qu'on s'était servi de sels d'uranium au lieu d'uranium métallique. Il fallait admettre que l'uranium était "vivant" et qu'il émettait constamment un nouveau rayonnement étrange, capable d'impressionner les plaques photographiques à travers un emballage de protection. Becquerel venait de découvrir la radioactivité de l'uranium.

 

Beaucoup de savants se lancent alors à des travaux portant sur l'étude de cette radioactivité, en particulier Marie Curie aidée par son mari Pierre Curie. Marie, chimiste de formation, s'attaque à une tonne de minerai d'uranium dans des conditions dantesques dans une baraque en bois en plein Paris. Elle pense qu'il y a dans ce minerai des traces d'autres éléments chimiques beaucoup plus radioactifs que l'uranium, mais beaucoup plus rares aussi. Le 18 juillet 1898, elle annonce ainsi la découverte d'un nouvel élément chimique radioactif, qu'elle nomme "Polonium" en hommage à son pays natal ; le 26 décembre de la même année, elle annonce qu'elle a isolé un nouvel autre élément chimique radioactif, le radium. Mais il a fallu comme dit plus haut, traiter une tonne de minerai pour obtenir une pincée de cristaux de quelques décigrammes de polonium et de radium mais d'une radioactiité deux millions de fois plus forte que celle de l'uranium à poids égal.

 

Il fallut aussi quelques années au monde scientifique pour élucider les mystères de la radioactivité et la nature de ces rayonnements (Alpha, Beta et Gamma) dus à l'instabilité des noyeaux atomiques des éléments radioactifs.

 

 

Source de ces infos : livre "Notre ami l'atome" par Heiz Haber Librairie Hachette 1957

[christel]

merci à toi, si tu en as d'autres, je prends