<html>  <head> <title> Radioactivity history . Histoire de la radioactivite pour le centenaire de la radioactivite et les 20ans du LAPP. </title> <link rev="made" href="mailto:verkindt@lapp.in2p3.fr"> </head> <body BGCOLOR=#cfefff>   <center> <h1><FONT COLOR=#ff0000>LA RADIOACTIVITE A 100 ANS</FONT></h1> </center>  <P> <center> <FONT SIZE=-1> Cette page est une initiative privee et est en constante amelioration. D'apres l'auteur, les informations historiques et scientifiques qu'elles contiennent sont exactes. <br>Des erreurs peuvent toutefois etre presentes et toutes remarques ou suggestions de votre part sont les <br>bienvenues. </center>  <br> De tres nombreuses informations concernant le centenaire de la radioactivite peuvent etre trouvees aupres du  <A HREF="http://www.centenaire.jussieu.fr/radioactivite"> Comite National pour le centenaire de la radioactivite</A> ou aupres du <A HREF="http://www.IN2P3.fr/100ansRadioActivite/index.html"> Comite Rhone-Alpes</A> <br><br> </FONT>  <A HREF="rada.html"> <IMG VSPACE=5 ALIGN=middle SRC="radimg/drapeaue.gif">English version</A> <br>  <hr> <center> <strong> Il y a cent ans, Henri Becquerel decouvrait la radioactivite. Cette decouverte et les travaux scientifiques qui suivirent rendirent notre siecle totalement different des precedents. La radioactivite, cette etonnante propriete de la matiere: les hommes sont parvenu a en extraire l'energie et a l'utiliser (pour le pire ou le meilleur!). </strong> </center>   <IMG VSPACE=5 SRC="radimg/lineu.gif">   <h2>Les rayons X</h2>  <A HREF="radimg/roentgen.jpg"> <IMG ALIGN=right VSPACE=5 HSPACE=5 SRC="radimg/zroentgen.gif"></A> Tout commence en fait en 1895 avec la decouverte d'un professeur prussien, directeur de l'Institut de physique de Wurzburg: <A HREF="radimg/roentgen2.jpg">Wilhelm Roentgen</A>. Le 8 Novembre 1895, ayant recouvert d'un carton noir  <A HREF="radimg/expXray1.jpg">un appareil</A> qu'il utilisait pour etudier les phenomenes electriques, il s'apercoit qu'un ecran plac&eacute a proximite devient fluorescent. De plus, sa main passant derriere l'ecran fait apparaitre <A HREF="radimg/Xrayimage.jpg">l'ombre de ses os</A>!  <P> Tres intrigue, il repete ses experiences pendant tout le mois de decembre, n'en parlant a personne, confiant seulement a sa femme que ce qu'il etudie fera croire qu'il est devenu fou! Ce n'est qu'a la fin du mois de decembre qu'il publie un court article annoncant une nouvelle retentissante: l'existence d'un rayonnement etrange et inconnu et que l'on appela donc tres vite "rayons X". Cette decouverte lui vaut le premier prix Nobel de physique en 1901.  <P> Aujourd'hui, ces rayons X sont connus comme etant <A HREF="radimg/grayonnement.gif">une forme particuliere de lumiere</A>, c'est a dire des photons de grande energie, au-dela meme de <A HREF="radimg/spectre.gif">l'ultra-violet</A>. Cette decouverte fait l'effet d'un coup de tonnerre parmi les physiciens et <A HREF="radimg/roentgen3.jpg">Roentgen</A> est demande un peu partout pour faire des demonstrations sur les rayons X. Deplacements "mediatiques" qu'il refusera pratiquemment tous. Deux ou trois ans plus tard, il delaisse l'etude des rayons X. Son role s'acheve ici.   <br><center> <IMG VSPACE=5 SRC="radimg/Xrayroom.jpg"><br> Laboratoire de Wilhelm Roentgen <br><br> <A HREF="radimg/expXray2.jpg">Et son laboratoire aujourd'hui reconstitue</A> </center><br>  <br CLEAR=left><br><hr>    <h2>La radioactivite se devoile</h2>  <IMG ALIGN=left VSPACE=5 HSPACE=5 SRC="radimg/zbecquerel.gif"> Henri Poincare, tres excite, fait une communication sur la decouverte de Roentgen, lors de la seance hebdomadaire de l'Academie des Sciences. <A HREF="radimg/becquerel.jpg"> Henri Becquerel</A> est present et decide d'etudier l'existence d'une possible relation entre le phenomene de fluorescence et ces fameux rayons X. Il etudie alors la fluorescence des sels d'uranium. Une fois expos&eacutes a la lumiere du soleil (donc aux ultra-violets) ces sels sont capable de reemettre de la lumiere visible: c'est ce que l'on appelle la fluorescence. <P> Becquerel sort donc ses sels d'uranium au soleil, puis les place contre des plaques photo recouvertes d'un carton noir. Le developpement des plaques lui montre alors que les sels d'uranium ont emis des rayons X, seuls capables d'impressionner les plaques photo a travers un carton noir. Les materiaux fluorescents seraient-ils aussi emetteurs de rayons X?  <P>La semaine suivante, le ciel est couvert sur Paris. Impossible d'exposer les sels d'uranium. <A HREF="radimg/becquerel2.gif">Becquerel</A> range donc son uranium et ses plaques photographiques protegees de papier noir dans un tiroir. Par chance le soleil ne se montre pas pendant plusieurs jours. et les plaques restent dans le tiroir pendant plusieurs jours. Finalement, Henri Becquerel decide quand meme de developper ces plaques vierges qu'il n'avait pas exposees aux sels d'uranium fluorescents. Stupefait, il constate que <A HREF="radimg/uray.gif">les plaques sont impressionnees</A>. Un nouveau type de rayonnement emis par l'uranium non fluorescent est passe au travers du papier noir. L'ombre de la croix de cuivre que Becquerel avait placee entre l'uranium et les plaques est visible: le nouveau rayonnement ne l'ont pas traversee.  <br> <center> <A HREF="radimg/uray.gif"> <IMG VSPACE=5 SRC="radimg/uray2.gif"></A> <br>Plaque de photo impressionnee par la radioactivite des sels d'uranium </center> <br>  Des rayons provenant d'une substance inerte! Des rayons emis spontanement sans que l'on apporte la moindre energie!... Quel etrange phenomene! <A HREF="radimg/becquerel3.jpg"> Becquerel</A> les baptise "rayons U" et continue a etudier ces rayons etranges, mais en utilisant uniquement les sels d'uranium. Cela l'empechera d'accomplir le grand pas realise par Pierre et Marie Curie. Son role s'arrete la. Il aura ete "l'allumeur de l'etoile". <br CLEAR=left><br>   <A HREF="radimg/pmcurie.jpg"> <IMG ALIGN=left VSPACE=5 HSPACE=5 SRC="radimg/zpmcurie.gif"></A> A quelques centaines de metres du Jardin des Plantes ou travaille Becquerel, une jeune polonaise, <A HREF="radimg/mcurie.jpg">Marie Sklodowska</A> vient d'epouser  <A HREF="radimg/pcurie.jpg">Pierre Curie</A>, alors chef des travaux de l'Ecole de Physique et de Chimie de Paris. Elle <A HREF="radimg/pmcurie2.jpg">travaille avec lui</A> dans <A HREF="radimg/labocurie2.gif">son petit laboratoire</A>. Dix-huit mois plus tard, elle soutient sa these sur les rayons "uraniques" decouvert par Henri Becquerel. Elle montre que, comme l'uranium, le thorium est radioactif. Et, en juillet 1898, avec l'aide de Pierre, elle isole une nouvelle substance bien plus radioactive que l'uranium et qu'elle appelle le polonium. Puis, a partir de plusieurs tonnes de minerai de pechblende, Pierre et Marie extraient a la main quelques milligrammes d'une autre susbstance, 2.5 millions de fois plus radioactive que l'uranium: le radium. Pour cette decouverte, Pierre et Marie Curie recoivent le prix Nobel de physique en 1903. Quelques annees plus tard, Marie Curie, desormais seule apres la mort de Pierre en 1906, isole le radium sous forme metallique grace a un procede electrolytique et recoit le prix Nobel de chimie, en 1911. <br><br> <center> <A HREF="radimg/labocurie.jpg"> Le laboratoire de Pierre et Marie Curie</A> </center> <br CLEAR=left><br>    <IMG ALIGN=right VSPACE=5 HSPACE=5 SRC="radimg/radium.gif"> Un kilo de radium libere en 1600 ans plus de 60 milliards de Joules, l'equivalent grossierement de la consommation electrique d'un parisien en un an! D'ou vient donc cette energie considerable qui sort de la matiere comme par enchantement?... Marie Curie emet l'hypothese que des rayons inconnus baignant l'univers peuvent etre absorbes par le radium qui renvoie ensuite cette energie sous forme de radioactivite. Aujourd'hui, nous parlons d'interaction faible et d'interaction forte pour expliquer la radioactivite des noyaux atomiques, mais l'idee de Marie etait originale et reapparaitra peut-etre un jour...? <br CLEAR=left><br><hr>    <h2>L'etude du noyau atomique</h2>  <IMG ALIGN=left VSPACE=5 HSPACE=5 SRC="radimg/zrutherford.gif"> La suite de l'histoire est faites de longues et patientes etudes jalonnees de nombreux progres fondamentaux dans la comprehension de la matiere. <A HREF="radimg/rutherford.jpg"> Rutherford</A>, <A HREF="radimg/chadwick2.gif"> Chadwick</A>, les Curie et Villard montrent que la radioactivite est de trois types: des noyaux d'helium (rayons alpha), des electrons (rayons beta), ou des photons energetiques (rayons gamma). <P> Puis <A HREF="radimg/chadwick.jpg">James Chadwick</A> montre en 1914 que le spectre du rayonnement beta (distribution de l'energie de l'electron emis) est continu, ce qui contredit le principe de conservation de l'energie!... Ceci aboutit a l'hypothese d'une nouvelle particule emise avec l'electron du rayonnement beta: <A HREF="http://wwwlapp.in2p3.fr/neutrinos/neut.html">le neutrino</A>. <br> <A HREF="radimg/pauli.jpg">Wolfgang Pauli</A> invente cette particule en 1930 pour sauver le principe de conservation de l'energie et <A HREF="radimg/fermi.jpg">Enrico Fermi</A> la baptise en 1933. Le <A HREF="http://wwwlapp.in2p3.fr/neutrinos/neut.html">le neutrino</A> ne sera detectee qu'en 1956 par F. Reines et C. Cowan. <br CLEAR=left>  <P> Le noyau atomique fut decouvert autour de 1911 grace, entre autres, a Rutherford, Geiger et Marsden. Sa connaissance progresse a une vitesse prodigieuse: en 1932, James Chadwick decouvre le neutron, tandis qu'Irene et Frederic  <A HREF="radimg/pijoliot.jpg">Joliot-Curie</A>, l'ayant observe, ne l'avaient pas reconnu comme une nouvelle particule. Plus tard, apprenant que le prix Nobel a ete decerne a Chadwick pour la <A HREF="radimg/neutron1.jpg">decouverte du neutron</A>, Rutherford dira, selon E. Segre: "Pour le neutron, c'est Chadwick tout seul. Les Joliot-Curie sont tellement brillants qu'ils le meriteront vite pour quelques chose d'autre!". <br><br><br><hr>   <h2>L'energie nucleaire</h2>  <A HREF="radimg/joliot.jpg"> <IMG ALIGN=left VSPACE=5 HSPACE=5 SRC="radimg/pjoliot.gif"></A>  <P>En 1934, <A HREF="radimg/fijoliot.gif">Irene et Frederic Joliot-Curie</A> decouvrent la radioactivite artificielle, accomplissant un immense pas en avant vers l'utilisation et le controle de la radioactivite. Pour cette decouverte, ils recoivent tous deux le prix Nobel de chimie en 1935. <P> Jusqu'a present, on trouvait des noyaux atomiques radioactifs dans la nature: c'etait la radioactivite naturelle. Depuis Rutherford, on savait meme que cette radioactivite naturelle changeait un noyau en un autre noyau, par exemple le radium devenait peu a peu du plomb. On pourrait dire que ce n'etait pas le plomb qui se changeait en or mais l'or qui se changeait en plomb! Toutefois, ces changements de matiere n'etait pas controlable. On ne pouvait pas fabriquer l'element chimique que l'on voulait, comme le revaient les alchimistes... Mais grace a Irene et Frederic Joliot-Curie, le reve allait devenir un peu realite.  <P> Ils furent les premiers a montrer que l'humanite pouvait fabriquer de facon controlee des noyaux atomiques radioactifs. En bombardant avec des particules alpha (noyaux d'Helium) une feuille d'aluminium, ils fabriquerent du phosphore radioactif, un isotope du phosphore stable qui n'avait jamais ete observe dans la nature. Ils le demontrerent en isolant chimiquement le phosphore produit avant qu'il ne se desintegre en silicium par radioactivite. La creation d'un element radioactif n'existant pas a l'etat naturel est ce que l'on appelle la creation de radioactivite artificielle.  <P> En 1938, certains physiciens commencent a percevoir les possibilites de l'energie nucleaire (injustement baptisee energie atomique). Hahn et Strassmann, deux physiciens allemands, montrent que le noyau d'uranium fissionne.  Quelques mois plus tard, Joliot-Curie et ses collegues Halban et Kowarski detectent l'emmission de neutrons lorsqu'un noyau d'uranium fissionne. Frederic Joliot-Curie prevoit meme deja les enormes ressources energetiques que cela pourrait apporter a l'humanite.  Toute sa vie, il ne cessera de lutter pour que seules les applications pacifiques de l'energie nucleaire soient utilisees. En 1948, grace a la volonte et a l'energie de Joliot, la premiere pile nucleaire francaise, nommee Zoe, demarre. Elle s'est arretee en 1976, devenue depuis un musee retracant l'histoire du nucleaire depuis Pierre et Marie Curie. Aujourd'hui, pres de 80% de l'electricite francaise provient de l'energie nucleaire. Le probleme des dechets radioactifs n'est toujours pas regle correctement, mais depuis 1994, de serieux travaux sont en cours au CNRS et au CERN, entre autres, pour montrer la faisabilite d'un couplage entre accelerateur de particules et reacteur nucleaire fonctionnant avec du thorium au lieu de l'uranium. Cela produirait moins de dechets radioactifs a long temps de vie et permettrait peut-etre un jour "l'incineration" des dechets les plus radioactifs (au lieu de les enterrer a 1 km sur la surface terrestre).  <A HREF="radimg/oppenheimer.jpg"> <IMG ALIGN=right VSPACE=5 HSPACE=5 SRC="radimg/zoppen2.gif"></A>  <P>Mais cet episode de l'histoire de la radioactivite s'est aussi termine avec la premiere bombe nucleaire qui explosa le 16 juillet 1945 dans le desert d'Alamogordo, pres de Los Alamos, et qui aurait fait dire a <A HREF="radimg/oppen2.jpg">Robert Oppenheimer</A>, directeur du projet Manhattan, regardant l'explosion: "Dieu nous pardonne, nous avons cree pire que l'enfer". Ce changement radical de notre siecle, qui eut pour horreurs les deux bombes de 1945 larguees sur des etres humains, s'est produit grace a la decouverte de la radioactivite. Mais ne blamons pas l'inventeur des allumettes quand les pyromanes ne savent pas s'en servir.  <P>La radioactivite et les rayons X servent aujourd'hui en medecine, en biologie, en archeologie, en geologie, dans la restauration d'oeuvres d'art, pour la conservation des aliments, etc... Et nous pouvons esperer que de nouvelles possibilites d'applications benefiques verront le jour a l'avenir, Cela est vrai a la seule condition que scientifiques et responsables soient capables de garder sagesse dans la science et dans l'utilisation de ses decouvertes. <br CLEAR=left><br>  <br> <IMG VSPACE=5 SRC="radimg/lineu.gif"> <br>   <h2>Quelques liens avec la radioactivite</h2>  <ul> <li><A HREF="http://www.centenaire.jussieu.fr/radioactivite"> <strong>Le Comite National pour le centenaire de la radioactivite</strong></A>  <li><A HREF="http://www.IN2P3.fr/100ansRadioActivite/index.html"> <strong>Le Comite Rhone-Alpes</strong></A>  <li><A HREF="http://www.shef.ac.uk/uni/academic/A-C/chem/web-elements/genr-nt/periodic-table.html"> Tableau Periodique des Elements</A>  <li><A HREF="http://sfpmrs.univ-mrs.fr/node7.html"> Centenaire de la radioactivite (SFP)</A>  <li><A HREF="http://www.california.com/%7Elynco/curie.htm"> Marie Curie</A>  <li><A HREF="http://wwwlapp.in2p3.fr/neutrinos/neut.html"> Histoire d'une particule: le neutrino</A> (la radioactivite beta est a l'origine du neutrino)  <li><A HREF="http://www.aip.org/history/"> Histoire de la physique (AIP)</A> </ul>    <br><br> Since November, 4  1999</A>: <B>This site has been visited <IMG SRC="/cgi-bin/counter.cgi?file=./counters/centenaire.ctr,key=rad,small,autosize"> times.</B>   <hr> <cite>Last update 28/08/2000:  http://wwwlapp.in2p3.fr/centenaire/rad.html</cite> <ADDRESS>   <IMG ALIGN=bottom SRC="radimg/atome.gif">   <A HREF="mailto:verkindt@lapp.in2p3.fr">Didier Verkindt</A>  </ADDRESS>   </body> </html> 
