La fisica dei corpuscoli/Capitolo 6/2
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2. — Misure di radiattività. — L’intensità della radiattivita di una sostanza si può misurare in diversi modi secondo che si tien conto degli effetti chimici che essa produce, o degli effetti luminosi, o di quelli elettrici. Nel primo caso si espone una lastra fotografica all’azione dei raggi uscenti dalle sostanze che si vogliono studiare, e se ne determina l’intensità dell’annerimento in relazione col tempo di esposizione. Nel secondo caso si tien conto della luminosità che i raggi eccitano sul platinocianuro di bario, o sul solfuro di zinco, o sostanze analoghe. Questo metodo serve molto bene per la numerazione delle particelle α, come si dice altrove, ma all’infuori di questo si può dire che costituisce solo un metodo di ricerche qualitative.
Il metodo più adoperato e più esatto è quello elettrico, che si fonda sulla proprietà che hanno le radiazioni di ionizzare i gas e renderli così conduttori. Le radiazioni passando attraverso un gas liberano corpuscoli, dovuti ordinariamente alla frattura delle molecole; questi sono veicoli di elettricità, e in un campo elettrico, col loro moto, stabiliscono una corrente elettrica. Sono questi veicoli che prendono il nome di ioni. Il numero di ioni prodotti è proporzionale alla intensità della radiazione. D’altra parte la quantità di elettricità trasportata dai ioni è proporzionale al loro numero, quindi misure di quantità di elettricità, o di corrente elettrica ci possono rappresentare altrettante misure di intensità radiattiva.
Immaginiamo un condensatore C ad aria, in cui i due piatti siano collegati con un circuito che contiene una batteria e un galvanometro. La corrente non passa perchè l’aria non conduce, ma se fra i due piatti poniamo uno strato di sostanza radiattiva, i ioni che questa produce rendono l’aria conduttrice. Se la differenza di potenziale a cui sono i due piatti è sufficientemente grande, tutti i ioni formati vengono assorbiti dai piatti stessi e si ha ciò che si dice la corrente di saturazione. Se il galvanometro è abbastanza sensibile si può misurare l’intensità di questa corrente. Tale intensità è proporzionale al numero dei ioni formati e quindi proporzionale all’attività della sostanza.
Quando l’attività è piccola, piuttosto che al galvanometro si ricorre all’uso dell’elettrometro.
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Fig. 4. Uno dei piatti del condensatore è a terra, l’altro è caricato ad un certo potenziale e connesso con un elettrometro. I ioni formati dalla sostanza radiattiva trasportano sul piatto carico una certa quantità di elettricità di segno contrario, e l’elettrometro segna la diminuzione di potenziale. Questa diminuzione è proporzionale al numero di ioni giunti sul piatto. Si può in questo caso misurare direttamente la quantità di elettricità trasportata dai ioni. È evidente che se si vuol mantenere costante il potenziale del piatto carico bisognerebbe comunicargli una quantità di elettricità in valore assoluto eguale a quella che vi hanno portato gli ioni, ma di segno contrario. Si ricorre per ciò alla piezoelettricità sviluppata da una lamina di quarzo. È noto che una lamina di quarzo tagliata normalmente ad uno degli assi binari dei cristallo sviluppa elettricità dei due segni sulle due faccie quando venga sottoposta ad una tensione normale all’asse ottico e all’asse binario (asse elettrico). Allora se le due faccie A e B della lamina L (fig. 4) sono inargentate nella parte centrale e una di esse per es. A si connette con la terra, l’altra con l’elettrometro, regolando il peso P che produce la tensione della lamina, si può riuscire a compensare la caduta di potenziale provocata dalla ionizzazione dell’aria in C. La quantità di elettricità fornita dalla lamina è proporzionale al peso P.
Le varie misure che si possono fare circa l’attività delle sostanze radiative si riferiscono sempre alle grandezze corrispondenti del campione di radio internazionale. La preparazione di questo campione fu affidata alla Curie dal Congresso di Radiologia tenuto a Bruxelles nel 1910. Con un anno circa di lavoro la Curie preparò un tubetto campione contenente 21,99 mmgr. di cloruro di radio purissimo. Anche a Vienna si lavorò per la preparazione di tubetti campione e ne furono preparati tre con quantità diverse di cloruro di radio. Paragonati i campioni di Vienna con quello di Parigi si trovò che le grandezze relative corrispondevano perfettamente a meno di differenze dell’ordine stesso degli errori di misura.
Il campione internazionale preparato dalla Curie è depositato a Parigi all’Ufficio internazionale dei Pesi e Misure a Sèvres.