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.
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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: