I = I_0 ⋅ e^{-t/θ}

dargestellt wird. Hierbei bedeutet:

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I_0 die Anfangsintensität der Strahlung;

I die Intensität der Strahlung zur Zeit I;

θ eine Zeitkonstante, und zwar θ = 4,97 ⋅ 10^3 Sek.

-------- ------------------------------------------------------------

Die Intensität der Strahlung sinkt in vier Tagen auf die Hälfte.

Dieses Entaktivirungsgesetz ist völlig unveränderlich und gänzlich

unabhängig von den Versuchsbedingungen (Größe des Gefäßes, Natur seiner

Wände, Gasfüllung, Aktivirungsdauer usw.). Das Entaktivirungsgesetz

bleibt dasselbe in einem Temperaturbereich von −180° bis +450°. Dieses

Entaktivirungsgesetz ist also ganz charakteristisch und kann zur

Definition einer völlig unabhängigen Zeiteinheit dienen.

Bei diesen Versuchen ist es die in dem Gase angehäufte radioaktive

Energie, die die Aktivität der Wände unterhält. In der Tat konstatirt

man, wenn man das Gas durch Auspumpen des Gefäßes entfernt, daß sich die

Wände von diesem Augenblick an nach dem schnelleren Gesetz entaktiviren,

so daß die Intensität der Strahlung in 28 Minuten auf die Hälfte sinkt.

Dasselbe Resultat erhält man, wenn man die aktivirte Luft im Gefäß durch

gewöhnliche Luft ersetzt.

Das Entaktivirungsgesetz mit dem Abfall auf die Hälfte in vier Tagen ist

also charakteristisch für das Verschwinden der im Gase angehäuften

radioaktiven Energie. Wenn man sich der Rutherfordschen Ausdrucksweise

bedient, kann man sagen, daß die Emanation des Radiums mit der Zeit von

selbst verschwindet und nach vier Tagen nur noch die Hälfte beträgt.

Die Thoriumemanation ist andrer Natur und verschwindet viel rascher. Das

Aktivirungsvermögen sinkt in ungefähr 70 Sekunden auf die Hälfte.

Die Emanation des Aktiniums verschwindet noch schneller; ihr Betrag

sinkt in wenigen Sekunden auf die Hälfte.

f) Natur der Emanationen.

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Nach Herrn Rutherford ist die Emanation ein materielles radioaktives

Gas, das aus den radioaktiven Körpern entweicht. In der Tat verhält sich

die Radiumemanation in vielen Beziehungen wie ein gewöhnliches Gas.

Wenn man zwei Glasbehälter miteinander verbindet, von denen der eine

Emanation enthält, der andre dagegen nicht, so teilt sich die Emanation

zwischen beiden Behältern wie ein gewöhnliches Gas: Wenn beide Behälter

auf gleicher Temperatur sind, so teilt sich die Emanation zwischen ihnen

im Verhältniß der Volumina; wenn sie auf verschiedenen Temperaturen

sind, so teilt sie sich wie ein Gas, das dem Mariotte-Gay-Lussacschen

Gesetze gehorcht. Bei diesen Versuchen wurde die Menge der in einem

Gefäß enthaltenen Emanation durch die Strahlung seiner Wände bestimmt,

unter Berücksichtigung der zeitlichen Abnahme der Strahlungsintensität

der Emanation[124].

Die Emanation diffundirt längs enger Röhren nach den Gesetzen für die

Diffusion gewöhnlicher Gase; der Diffusionskoeffizient ist nahe gleich

dem der Kohlensäure[124].

Bei der Temperatur der flüssigen Luft kondensirt sich die

Radiumemanation[125]. Wenn man von zwei Emanation enthaltenden

kommunicirenden Gefäßen das eine in flüssige Luft taucht, so kondensirt

sich die ganze in beiden vorhandene Emanation in dem kalten Gefäß.

Die Emanation des Radiums unterscheidet sich von einem gewöhnlichen Gase

dadurch, daß sie sich von selbst zerstört, wenn man sie in einem

geschlossenen Rohre aufbewahrt; wenigstens beobachtet man unter diesen

Umständen das Verschwinden der radioaktiven Eigenschaften. Diese

Eigenschaft der Radioaktivität ist übrigens bis jetzt die einzige, durch

die die Emanation sich für uns bemerkbar macht, denn man hat bisher mit

Sicherheit weder ein charakteristisches Spektrum der Emanation noch

einen Gasdruck derselben nachweisen können.

Ganz neuerdings haben jedoch die Herren Ramsay und Soddy[107] in dem

Spektrum der vom Radium entwickelten Gase neue Linien gefunden, die

ihrer Ansicht nach der Emanation angehören könnten. Sie haben ferner

konstatirt, daß die vom Radium gewonnenen Gase Helium enthalten, und daß

dieses Gas in der Emanation des Radiums von selbst sich bildet. Wenn

diese äußerst wichtigen Resultate sich bestätigen sollten, so würde man

die Emanation als ein instabiles Gas zu betrachten haben, und das Helium

wäre vielleicht eines der Produkte der freiwilligen Zersetzung des

Gases.

Die Emanationen des Radiums und des Thoriums scheinen von einer Reihe

sehr energischer chemischer Agentien nicht beeinflußt zu werden; die

Herren Rutherford und Soddy[126,127] teilen sie deshalb der Argongruppe

zu.

g) Änderung der Aktivität aktivirter Flüssigkeiten und Radium-haltiger

Lösungen.

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Eine beliebige Flüssigkeit wird radioaktiv, wenn man ein mit ihr

gefülltes Gefäß in einen Aktivirungsraum hineinstellt. Wenn man die

Flüssigkeit wieder herausnimmt und an freier Luft stehen läßt, so

entaktivirt sie sich schnell und überträgt dabei ihre Radioaktivität an

die umgebenden Gase und festen Körper. Schließt man eine aktivirte

Flüssigkeit in ein geschlossenes Gefäß ein, so entaktivirt sie sich viel

langsamer und die Aktivität sinkt dann in vier Tagen auf die Hälfte,

genau wie es für ein Gas in geschlossenem Gefäß der Fall sein würde. Man

kann diese Tatsache erklären, indem man annimmt, daß die radioaktive

Energie in der Flüssigkeit in derselben Form angehäuft ist wie im Gase

(als Emanation).

Eine Lösung Radium—haltigen Salzes verhält sich zum Teil ähnlich. Vor

allem ist es bemerkenswert, daß eine Lösung von Radiumsalz, die sich

seit einiger Zeit in einem geschlossenen Raume befindet, nicht stärker

aktiv ist als reines Wasser, das sich in einem Gefäß innerhalb desselben

Raumes befindet, sobald sich das Strahlungsgleichgewicht hergestellt

hat. Wenn man die Radiumlösung aus dem Raume entfernt und an freier Luft

in weit offenem Gefäß stehen läßt, so verbreitet sich die Aktivität im

Raume aus, und die Lösung wird beinahe inaktiv, obgleich sie noch immer

das Radium enthält. Wenn man dann diese entaktivirte Lösung in eine

geschlossene Flasche bringt, so gewinnt sie allmählich, in etwa zwei

Wochen, wieder einen Grenzwert der Aktivität, der beträchtlich sein

kann. Dagegen gewinnt eine aktivirt gewesene und an der Luft

entaktivirte Flüssigkeit, die kein Radium enthält, ihre Aktivität in

einem geschlossenen Gefäß nicht wieder.

h) Theorie der Radioaktivität.

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Die Herren Curie und Debierne[128] stellten folgende sehr allgemeine

Theorie auf, die es gestattet, die Versuchsresultate über die inducirte

Radioaktivität in Zusammenhang zu bringen; die Resultate selbst, die

soeben besprochen sind, stellen reine Tatsachen dar, die von jeder

Hypothese unabhängig sind.

Man kann annehmen, daß jedes Radiumatom als eine konstante und

kontinuirliche Energiequelle wirkt, ohne daß man sich hierbei vorläufig

Rechenschaft zu geben braucht, woher die Energie stammt. Die radioaktive

Energie, die sich im Radium anhäuft, hat das Bestreben, sich auf zwei

verschiedene Weisen zu zerstreuen:

Untersuchungen über die radioaktiven Substanzen von Marie Curie, übersetzt und mit Litteratur-Ergänzungen versehen von W. Kaufmann · 第 18 / 32 题