Untersuchungen über die radioaktiven Substanzen von Marie Curie, übersetzt und mit Litteratur-Ergänzungen versehen von W. Kaufmann

e) Polonium.

Wie bereits oben gesagt, schlägt man durch Einleitung von Schwefelwasserstoff in die verschiedenen im Laufe des Verfahrens erhaltenen salzsauren Lösungen aktive Sulfide nieder, deren Aktivität vom Polonium herrührt. Diese Sulfide enthalten hauptsächlich Wismut, ein wenig Kupfer und Blei. Letzteres Metall ist darin nur in geringem Maße enthalten, da es zum großen Teil durch die Natronlauge entfernt worden ist, und da sein Chlorid wenig löslich ist. Antimon und Arsen befinden sich nur in minimaler Menge in den Oxyden, da ihre Oxyde durch das Natron gelöst sind. Um hieraus stark aktive Sulfide zu erhalten, benutzte man folgendes Verfahren. Die stark sauren Chloridlösungen wurden durch Schwefelwasserstoff niedergeschlagen. Die hierbei anfallenden Sulfide sind stark aktiv, man benutzt sie zur Herstellung des Poloniums. In der Lösung bleiben die Substanzen, die bei Gegenwart eines Überschusses von Salzsäure nur unvollkommen niedergeschlagen werden (Wismut, Blei, Antimon). Um die Fällung zu vollenden, verdünnt man die Lösung mit Wasser, behandelt sie von neuem mit Schwefelwasserstoff und erhält ein zweites Quantum von Sulfiden, das viel weniger aktiv als das erste ist und im allgemeinen fortgeworfen wird. Zur weiteren Reinigung der Sulfide wäscht man sie mit Schwefelammonium, wodurch die übrig bleibenden Spuren von Antimon und Arsen beseitigt werden. Dann wäscht man sie mit Wasser, dem Ammoniumnitrat zugesetzt ist, und behandelt sie mit verdünnter Salpetersäure. Die Lösung ist niemals vollständig, man behält immer einen mehr oder weniger großen unlöslichen Rückstand, den man nach Gutdünken nochmals behandeln kann. Die Lösung wird auf ein kleines Volumen eingedampft und entweder durch Ammoniak oder durch viel Wasser niedergeschlagen. In beiden Fällen verbleiben Blei und Kupfer, im zweiten Fall auch ein wenig fast unaktives Wismut in Lösung.

Der aus Oxyden oder Subnitraten bestehende Niederschlag wird in folgender Weise fraktionirt: Man löst den Niederschlag in Salpetersäure und fügt der Lösung Wasser zu bis zur Bildung einer genügenden Menge von Niederschlag. Bei dieser Operation muß man berücksichtigen, daß der Niederschlag sich zuweilen erst nach einiger Zeit bildet. Man trennt ihn von der überstehenden Flüssigkeit und löst ihn von neuem in Salpetersäure; beide so erhaltenen Flüssigkeitsmengen unterwirft man von neuem einer Füllung durch Wasser und so fort. Man vereinigt die verschiedenen Portionen nach Maßgabe ihrer Aktivität, indem man die Koncentration so weit wie möglich zu treiben sucht. Man erhält so eine kleine Quantität von Substanz, deren Aktivität enorm ist, die aber nichtsdestoweniger im Spektroskop bis jetzt nur die Linien des Wismut gegeben hat.

Leider hat man wenig Aussicht, auf diesem Wege zu einer Isolirung des Poloniums zu gelangen. Die beschriebene Fraktionirungsmethode bietet große Schwierigkeiten, und dasselbe gilt von andren Fraktionirungsmethoden auf nassem Wege. Welches auch immer der angewandte Proceß sei, es bilden sich sehr leicht Verbindungen, die in verdünnten, wie in koncentrirten Säuren absolut unlöslich sind. Diese Verbindungen können nur aufgelöst werden, wenn man sie vorher in den metallischen Zustand überführt, z. B. durch Schmelzung mit Cyankalium. Da die Zahl der auszuführenden Operationen sowieso schon beträchtlich ist, so bietet dieser Umstand eine enorme Schwierigkeit für den Fortschritt der Fraktionirung; dieser Übelstand ist um so schwerwiegender, als das Polonium eine Substanz ist, die, einmal aus der Pechblende entfernt, allmählich an Aktivität einbüßt. Dieses Nachlassen der Aktivität ist übrigens langsam; so hat z. B. eine Probe von Polonium-haltigem Wismutnitrat in 11 Monaten nur die Hälfte seiner Aktivität eingebüßt.

Beim Radium bietet sich keine analoge Schwierigkeit. Die Radioaktivität bleibt ein treuer Führer für die Koncentrirung; diese Koncentrirung selbst bietet keinerlei Schwierigkeit, und die Fortschritte der Arbeit konnten von Anfang an durch die Spektralanalyse kontrollirt werden.

Als die weiter unten zu besprechenden Erscheinungen der inducirten Aktivität bekannt wurden, konnte man natürlich annehmen, daß das Polonium, das nur die Spektrallinien des Wismuts zeigt und dessen Aktivität mit der Zeit abnimmt, kein neues Element, sondern durch die Nachbarschaft des Radiums in der Pechblende inducirtes Wismut sei. Ich bin nicht davon überzeugt, daß diese Anschauung richtig sei. Im Laufe meiner langen Arbeit über das Polonium habe ich chemische Wirkungen konstatirt, die ich weder mit gewöhnlichem, noch mit durch Radium aktivirtem Wismut jemals beobachtet habe. Diese chemischen Effekte bestehen in erster Linie in der äußerst leichten Bildung unlöslicher Verbindungen, von denen oben die Rede war (speciell Subnitrate), zweitens in der Farbe und dem Aussehen der Niederschläge, die man durch Wasserzusatz zur Lösung von Poloniumhaltigem Wismutnitrat erhält. Diese Niederschläge sind manchmal weiß, aber meistens von einem mehr oder weniger lebhaftem Gelb, das bis zum tiefen Rot geht.

Die Abwesenheit von anderen Spektrallinien als denen des Wismuts beweist durchaus nicht mit Sicherheit, daß die Substanz nur Wismut enthält, denn es giebt Körper, deren Spektralreaktion sehr wenig empfindlich ist.

Es wäre nötig, eine kleine Quantität Polonium-haltigen Wismuts in möglichst großer Koncentration herzustellen und dieses chemisch zu untersuchen, vor allem bezüglich des Atomgewichts des Metalls. Diese Untersuchung konnte noch nicht ausgeführt werden, wegen der eben erwähnten Schwierigkeit bei der chemischen Arbeit.

Wenn es erwiesen wäre, daß das Polonium ein neues Element ist, so wäre es darum nicht weniger wahr, daß dieses Element nicht beliebig lange im stark aktiven Zustande existiren kann, wenigstens sobald es von dem Mineral getrennt ist. Man kann also die Frage auf zwei verschiedene Weisen betrachten:

1. Entweder ist die ganze Aktivität des Poloniums bloß von den benachbarten radioaktiven Substanzen inducirt. Das Polonium hätte dann also die Fähigkeit, seine Atome in langdauernder Form zu induciren, eine Fähigkeit, die nicht allen Substanzen zuzukommen scheint;⁷

2. oder die Aktivität ist eine dem Polonium selbst angehörige, die sich unter gewissen Bedingungen von selbst zerstört, unter gewissen anderen Bedingungen, die in dem Mineral realisirt sind, beständig sein kann. Die Erscheinung der Atomaktivirung durch Kontakt ist so wenig bekannt, daß es an jeder Grundlage mangelt, um sich eine bestimmte Meinung in dieser Frage zu bilden.

Ganz kürzlich ist eine Arbeit von Herrn Marckwald^[42] über das Polonium erschienen. Marckwald taucht einen reinen Wismutstab in eine Lösung von Wismutchlorid, das durch Behandlung von Pechblendenrückständen erhalten ist. Nach einiger Zeit bedeckt sich der Stab mit einem stark aktiven Niederschlag und die Lösung enthält nur noch inaktives Wismut. Marckwald erhält ebenfalls einen sehr aktiven Niederschlag, wenn er Zinnchlorid einer Lösung von radioaktivem Wismutchlorid hinzufügt. Er schließt daraus, daß das aktive Element dem Tellur analog ist, und giebt ihm den Namen Radiotellur. Die aktive Substanz Marckwalds scheint mit dem Polonium identisch durch ihre Herkunft und durch die stark absorbirbaren Strahlen, die sie aussendet. Die Wahl eines neuen Namens für diese Substanz ist jedenfalls bei dem gegenwärtigen Stande der Frage noch unnötig.

f) Herstellung des reinen Radiumchlorids.

Der von mir angewandte Weg zur Aussonderung reinen Radiumchlorids aus dem Radium-haltigen Baryumchlorid besteht darin, daß man das Gemenge der Chloride einer fraktionirten Krystallisation unterwirft, zuerst in reinem Wasser, dann in Wasser, dem Salzsäure zugesetzt ist. Man benutzt also den Unterschied in der Löslichkeit der beiden Chloride, wobei das Radiumchlorid weniger löslich ist als das Baryumchlorid.

Beim Beginn der Fraktionirung gebraucht man reines destillirtes Wasser; man löst das Chlorid auf und kocht die Lösung bis zur Sättigung ein. Dann läßt man durch Abkühlung in einer offenen Schale auskrystallisiren. Es bilden sich auf dem Grunde schöne festhaftende Krystalle, von denen die überstehende Mutterlauge leicht abgegossen werden kann. Wenn man eine Probe dieser Lösung zur Trockenheit eindampft, so findet man, daß das hierbei erhaltene Chlorid ungefähr fünfmal weniger aktiv ist als das auskrystallisirte. Man hat also das Chlorid in zwei Teile A und B geteilt, von denen A viel aktiver ist als B. Man erneuert mit jedem der Chloride A und B die Operation und erhält mit jedem von ihnen zwei neue Fraktionen. Wenn die Krystallisation beendet ist, vereinigt man den weniger aktiven Teil des Chlorids A mit dem stärker aktiven des Chlorids B, da diese merklich dieselbe Aktivität haben. Man hat jetzt also drei Teile, die man von neuem derselben Behandlung unterwirft; man läßt jedoch die Zahl der Portionen nicht dauernd wachsen, da sich in dem Maße, wie die Anzahl wächst, die Aktivität der am stärksten löslichen Portion vermindert. Wenn diese Portion eine nur noch ganz unbedeutende Aktivität besitzt, so entfernt man sie aus dem Verfahren. Hat man die gewünschte Anzahl von Portionen erhalten, so fraktionirt man auch die am wenigsten lösliche (an Radium reichste) Portion nicht weiter und entfernt sie aus dem Verfahren.

Man operirt mit einer konstanten Anzahl von Portionen. Nach jeder Reihe von Operationen wird die Mutterlauge der einen Portion auf die Krystalle der nachfolgenden gegossen; aber wenn man nach einer Reihe die löslichste Portion entfernt hat, so macht man im Gegensatz dazu bei der nächsten Reihe eine neue Portion mit der löslichsten Fraktion und entfernt dagegen die Krystalle, die die am stärksten aktive Portion bilden. Durch die stete Abwechslung dieser beiden Operationen erhält man einen sehr regelmäßigen Fraktionirungsmechanismus, in dem die Zahl der Portionen und die Aktivität jeder von ihnen konstant bleiben; jede Portion ist hierbei ungefähr fünfmal aktiver als die folgende. An der einen Seite (am Ende) entfernt man hier ein fast unaktives Produkt, während man an der andren Seite (an der Spitze) ein an Radium angereichertes Chlorid erntet. Die in den Portionen enthaltene Substanzmenge wird natürlich immer geringer und die verschiedenen Portionen enthalten um so weniger Substanz, um so aktiver sie sind. Anfangs wurde mit sechs Portionen operirt und die Aktivität des am Ende entfernten Chlorids betrug nur noch 0.1 der des Urans.

Wenn man so einen großen Teil der inaktiven Substanz eliminirt hat und die Portionen klein geworden sind, wird es zwecklos, eine so schwache Aktivität noch zu eliminiren; man schaltet also eine Portion am Ende der Fraktionsreihe aus und fügt an der Spitze eine Portion hinzu, die aus dem vorher gewonnenen aktiven Chlorid gebildet ist. Man wird jetzt also ein an Radium reicheres Chlorid ernten als vorher. Man fährt mit der Anwendung dieses Systems fort, bis die Krystalle an der Spitze der Reihe aus reinem Radiumchlorid bestehen. Wenn die Ausführung der Fraktionirung eine sehr vollkommene war, so bleiben nur sehr kleine Mengen aller Zwischenprodukte übrig.

Wenn die Fraktionirung weit fortgeschritten und die in den einzelnen Portionen enthaltene Substanzmenge sehr klein geworden ist, so wird die Trennung durch Krystallisation weniger wirksam, da die Abkühlung zu schnell erfolgt und das Volumen der abzugießenden Lösung zu klein wird. Dann empfiehlt es sich, dem Wasser eine bestimmte Menge von Salzsäure hinzusetzen, die um so größer werden muß, je weiter die Fraktionirung fortschreitet.

Der Vorteil dieses Zusatzes besteht in einer Vermehrung der Lösungsmenge, da die Chloride in verdünnter Salzsäure weniger löslich sind als in reinem Wasser. Außerdem wird aber auch die Fraktionirung hierdurch wirksamer; die Differenz zwischen den beiden Fraktionen eines bestimmten Produkts wird jetzt sehr beträchtlich; bei Anwendung von Wasser mit viel Salzsäure erhält man deshalb ausgezeichnete Trennungen und kann mit bloß drei oder vier Portionen auskommen. Es empiehlt sich, dieses Verfahren sogleich anzuwenden, sowie nur die Substanzmenge klein genug geworden ist, um es ohne Schwierigkeiten zu können.

Die Krystalle, die sich aus stark saurer Lösung niederschlagen, haben die Form sehr langer Nadeln, die für das Baryumchlorid genau so aussehen wie für das Radiumchlorid. Beide sind doppelbrechend. Die Krystalle des Radium-haltigen Baryums schlagen sich farblos nieder, aber wenn die Menge des Radiums genügend groß wird, nehmen sie nach einiger Zeit eine gelbe Farbe an, die bis zum Orange geht, manchmal auch eine schöne rosa Färbung. Diese Färbung verschwindet beim Auflösen. Die Krystalle des reinen Radiums färben sich nicht oder wenigstens nicht so schnell; die Färbung scheint also an die gleichzeitige Anwesenheit von Baryum und Radium gebunden zu sein. Das Maximum der Färbung wird mit einer bestimmten Koncentration des Radiums erreicht, und man kann diese Eigenschaft benutzen, um den Fortschritt der Fraktionirung zu kontrolliren. Solange die aktivste Portion sich noch färbt, enthält sie eine merkliche Menge von Baryum, wenn sie selbst sich nicht mehr färbt, wohl aber die folgenden Portionen, so besteht sie im wesentlichen aus reinem Radiumchlorid.

Ich habe manchmal die Bildung eines Krystallgemenges beobachtet, von dem ein Teil farblos blieb, wahrend der andre sich färbte. Es scheint möglich, die farblosen Krystalle durch Aussuchen abzutrennen, doch habe ich es nicht versucht.

Gegen Schluß des Fraktionirungsverfahrens ist das Aktivitätsverhältniß der aufeinander folgenden Portionen nicht mehr dasselbe wie im Anfange und auch nicht mehr so regelmäßig; eine ernsthafte Störung im Gange des Verfahrens tritt jedoch nicht ein.

Auch die fraktionirte Fällung einer wässrigen Lösung von Radium-haltigem Baryumchlorid durch Alkohol führt zur Isolirung des Radiumchlorids, das sich zuerst niederschlägt. Diese anfangs von mir angewandte Methode wurde später zu Gunsten der eben beschriebenen aufgegeben, die mehr Regelmäßigkeit besitzt.

Gleichwohl habe ich manchmal die Fällung durch Alkohol benutzt, um Radiumchlorid zu reinigen, das eine kleine Spur von Baryumchlorid enthält. Letzteres bleibt in der leicht wässrigen alkoholischen Lösung zurück, und kann so entfernt werden.

Herr Giesel der sich seit der Publikation unserer ersten Untersuchungen mit der Herstellung radioaktiver Körper befaßte, empfiehlt die Trennung des Radiums vom Baryum durch fraktionierte Krystallisation eines Gemenges der Bromide. Ich konnte feststellen, daß dieses Verfahren tatsächlich sehr vorteilhaft ist, besonders im Beginn der Fraktionierung.

Welches Fraktionirungsverfahren man auch anwenden mag, jedenfalls sollte man es durch Messung der Aktivität kontrolliren. Dabei ist zu bemerken, daß eine Radiumverbindung, wenn sie aus dem gelösten Zustande in den festen übergeführt wird, sei es durch Fällung, sei es durch Krystallisation, im Beginn eine um so geringere Aktivität besitzt, je länger sie sich im Zustand der Lösung befand. Die Aktivität wächst sodann während mehrerer Monate bis zu einer stets gleichen Grenze. Der Endwert der Aktivität ist fünf- bis sechsmal größer als der Anfangswert. Diese Veränderungen, auf die ich weiter unten zurückkommen werde, müssen bei der Messung der Aktivität berücksichtigt werden. Wenn auch die Endaktivität besser definirt ist, so ist es doch praktischer, im Laufe eines chemischen Verfahrens die Anfangsaktivität des festen Produkts zu messen.

Die Aktivität der stark aktiven Substanzen ist von einer ganz andren Größenordnung als die des Minerals, aus dem sie stammen (sie ist 10⁴ mal größer). Wenn man diese Radioaktivität mit der im Beginn dieser Arbeit erläuterten Methode mißt (Fig. 1), so kann man die dem Quarz zu erteilende Belastung nicht über eine gewisse Grenze vermehren. Diese Belastung betrug bei unsren Versuchen im Maximum 4000 g, entsprechend einer entwickelten Elektrizitätsmenge von 25 elektrostatischen Einheiten. Wir können also nur im Verhältniß von 1 zu 4000 variirende Aktivitäten mit ein und derselben Oberfläche der aktiven Substanz messen. Um den Meßbarkeitsbereich auszudehnen, lassen wir die Oberfläche in einem bestimmten Verhältniß sich ändern. Die aktive Substanz bedeckt dann auf der Platte B eine kreisförmige Zone von bekanntem Radius. Da die Aktivität unter diesen Bedingungen nicht genau der Oberfläche proportional ist, so bestimmt man empirisch Koefficienten, die eine Vergleichung der Aktivitäten bei ungleicher Oberfläche ermöglichen. Wenn auch dieses Hülfsmittel versagt, muß man zu absorbirenden Schirmen und andren entsprechenden Maßnahmen seine Zuflucht nehmen, auf die ich hier nicht näher eingehen will. Alle diese mehr oder weniger unvollkommenen Maßnahmen genügen jedoch, um eine Kontrolle bei den Untersuchungen zu haben.

Wir haben auch den Strom im Kondensator gemessen, indem wir ihn in einen Kreis mit einer Batterie kleiner Akkumulatoren und einem empfindlichen Galvanometer schalteten. Die häufig notwendige Kontrolle der Galvanometerempfindlichkeit ließ uns von der Anwendung dieser Methode bei den laufenden Messungen absehen.

g) Bestimmung des Atomgewichts des Radiums.

Im Laufe meiner Arbeit habe ich mehrmals das Atomgewicht des in den Proben Radium-haltigen Baryumchlorids enthaltenen Metalls untersucht. Jedesmal, wenn ich nach Abschluß einer neuen Verarbeitung einen neuen Vorrat Radium-haltigen Baryumchlorids zu behandeln hatte, trieb ich die Koncentrirung so weit wie möglich, derart, daß ich 0,1 bis 0,5 g einer Substanz erhielt, in der fast die ganze Aktivität des Gemenges enthalten war. Aus dieser kleinen Substanzmenge füllte ich durch Alkohol oder Salzsäure einige Milligramm, die zur spektralanalytischen Untersuchung bestimmt wurden. Dank seiner ausgezeichneten Methode bedurfte Herr Demarçay nur dieser minimalen Substanzmenge, um eine Photographie des Funkenspektrums aufzunehmen. Mit dem übrig bleibenden Produkt führte ich eine Atomgewichtsbestimmung aus.

Ich benutzte die klassische Methode, die darin besteht, daß man das in einer bestimmten Menge wasserfreien Chlorids enthaltene Chlor als Chlorsilber bestimmt. Als Kontrollversuch bestimmte ich das Atomgewicht des Baryums auf dieselbe Weise, unter denselben Bedingungen und mit derselben Substanzmenge, zuerst 0,5 g dann bloß 0,1 g. Die gefundenen Zahlen lagen stets zwischen 137 und 138. Die Methode liefert also selbst mit einer so kleinen Substanzmenge genügend gute Resultate.

Die beiden ersten Bestimmungen wurden mit Chloriden gemacht, von denen das eine 230mal, das andre 600mal aktiver war als Uran. Diese beiden Versuche ergaben innerhalb der Fehlergrenze dieselbe Zahl, wie der Versuch mit reinem Baryumchlorid.

Man konnte also die Auffindung einer Differenz nur bei Anwendung eines viel stärker aktiven Produkts erhoffen. Der folgende Versuch, der mit einem Chlorid, das 3500mal aktiver war als Uran, ausgeführt wurde, ließ zum erstenmal eine zwar kleine, aber sichere Differenz bemerken; ich fand für das mittlere Atomgewicht des in dem Chlorid enthaltenen Metalls 140, was darauf hinwies, daß das Atomgewicht des Radiums viel höher sein mußte als das des Baryums. Als ich dann immer aktivere Produkte anwandte, die das Radiumspektrum in immer größeren Intensität zeigten, konstatirte ich auch, daß die erhaltenen Zahlen immer größer wurden, wie aus der folgenden Tabelle hervorgeht (A bedeutet die Aktivität des Chlorids, die des Urans gleich 1 gesetzt; M das gefundene Atomgewicht):

Die Zahlen der Spalte A sind nur als rohe Angaben zu betrachten. Die Auswertung der Aktivität stark aktiver Körper ist in der Tat aus weiter unten zu erörternden Gründen sehr schwierig.

Im Laufe des oben beschriebenen Verfahrens erhielt ich im März 1902 0,12 g eines Radiumchlorids, dessen spektralanalytische Untersuchung Herr Demarçay freundlichst ausführte. Dieses Radiumchlorid war nach Herrn Demarçays Meinung so gut wie rein; gleichwohl zeigte sein Spektrum die Hauptlinien des Baryums noch mit merklicher Stärke. Ich habe mit diesem Chlorid vier Einzelbestimmungen hintereinander ausgeführt, deren Resultate folgende sind:

Ich unternahm sodann eine neue Reinigung des Chlorids und gelangte zu einer noch reineren Substanz, in deren Spektrum die beiden stärksten Baryumlinien nur noch sehr schwach sind. Unter Berücksichtigung der Empfindlichkeit der Spektralreaktion des Baryums meint Herr Demarçay, daß dieses gereinigte Chlorid nur noch minimale Spuren von Baryum enthält, die das Atomgewicht nicht mehr in angebbarem Betrage beeinflussen können. – Mit diesem vollkommen reinen Radiumchlorid machte ich drei Bestimmungen mit folgenden Resultaten:

Diese Zahlen ergeben als Mittel 225. Sie sind, ebenso wie die früheren, unter der Annahme berechnet, daß das Radium zweiwertig sei, daß also sein Chlorid die Formel RaCl₂ habe, und unter Zugrundelegung folgender Zahlen für das Silber und das Chlor: Ag = 107,8; Cl = 35,4.

Aus diesen Versuchen folgt als Atomgewicht des Radiums 225.^[43-45] Ich halte diese Zahl für auf eine Einheit genau.

Die Wägungen wurden mit einer genau justirten Curieschen aperiodischen Wage gemacht, deren Empfindlichkeit ¹ / ₂₀ mg betrug. Diese direkt ablesbare Wage erlaubt die Ausführung sehr schneller Wägungen, was sehr wesentlich ist bei der Wägung von wasserfreien Radium- und Baryumchloriden, die selbst bei Anwesenheit von Trockenmitteln im Wagekasten langsam Wasser absorbiren. Die zu wägenden Substanzen befanden sich in einem Platintiegel, der seit langer Zeit im Gebrauch war; ich habe mich überzeugt, daß sein Gewicht sich während einer Operation nicht um ¹ / ₁₀ mg änderte.

Das durch Krystallisation erhaltene, Krystallwasser enthaltende Chlorid wurde in den Tiegel gebracht und durch Erhitzung im Trockenschrank in Anhydrid verwandelt. Der Versuch ergiebt, daß, wenn das Chlorid einige Stunden auf 100° gehalten wurde, sein Gewicht sich nicht mehr ändert, selbst wenn man die Temperatur auf 200° erhöht und während einiger Stunden erhält. Das so erhaltene wasserfreie Chlorid bildet also einen wohldefinirten Körper.

Ich teile einige Messungen hierüber mit: Das Chlorid (1 dg) wird bei 55° im Trockenschrank getrocknet und in einem Exsikkator mit Phosphorsäureanhydrid gestellt; es verliert dann langsam an Gewicht, woraus hervorgeht, daß es noch etwas Wasser enthält; während 12 Stunden betrug dieser Verlust etwa 3 mg. Man bringt das Chlorid wieder in den Trockenschrank und steigert die Temperatur auf 100°. Während dieser Operation verliert das Chlorid 6,3 mg. Während weiterer 3 Stunden und 15 Minuten verliert es noch 2,5 mg. Man erhält die Temperatur 45 Minuten lang zwischen 100° und 120°, wodurch ein Gewichtsverlust von 0,1 mg entsteht. Weitere 30 Minuten auf 125° gelassen, verliert das Chlorid nichts. Sodann 30 Minuten auf 150° gehalten, verliert es 0,1 mg. Endlich 4 Stunden lang auf 200° erhitzt, erfahrt es einen Gewichtsverlust von 0,15 mg. Während aller dieser Operationen änderte sich das Gewicht des Tiegels um 0,05 mg.

Nach jeder Bestimmung des Atomgewichts wurde das Radium folgendermaßen wieder in Chlorid zurückverwandelt: Die Flüssigkeit, die nach der Analyse Radium- und Silbernitrat im Überschuß enthielt, wurde mit reiner Salzsäure versetzt und das Chlorsilber durch Filtration beseitigt; dann wurde die Flüssigkeit mehrer Male mit einem Überschuß reiner Salzsäure zur Trockne eingedampft. Der Versuch ergiebt, daß man auf diese Weise die Salpetersäure vollständig beseitigen kann.

Das zur Analyse dienende Chlorsilber war stets radioaktiv und selbstleuchtend. Ich überzeugte mich, daß es keine wägbare Menge von Radium mitgerissen habe, indem ich die darin enthaltene Silbermenge bestimmte. Zu diesem Zwecke wurde das in dem Tiegel enthaltene geschmolzene Chlorsilber durch Wasserstoff reducirt, der aus verdünnter Salzsäure und Zink hergestellt war; nach Auswaschung wurde der Tiegel mit dem darin enthaltenen metallischen Silber gewogen.

Ich habe ferner durch einen Versuch konstatirt, daß das Gewicht des regenerirten Radiumchlorids ebenso groß war wie vor der Operation. Bei anderen Versuchen begann ich die neuen Operationen, ohne eine vollständige Verdampfung des Waschwassers abzuwarten.

Diese Prüfungen besitzen nicht dieselbe Genauigkeit wie die direkten Versuche; sie erlaubten gleichwohl die Feststellung, daß kein merklicher Fehler untergelaufen war.

Nach seinen chemischen Eigenschaften gehört das Radium zur Reihe der Erdalkalimetalle. Es bildet in dieser Reihe das höhere Homologe des Baryums. Nach seinem Atomgewicht kommt das Radium auch in der Mendelejeffschen Tabelle hinter das Baryum in die Kolumne der Erdalkalien und in die Zeile, die schon das Uran und das Thor enthält.

h) Eigenschaften der Radiumsalze.

Die Radiumsalze: Chlorid, Nitrat, Karbonat, Sulfat sehen, in festem Zustande dargestellt, ebenso aus wie die entsprechenden Baryumsalze, sie färben sich jedoch alle im Laufe der Zeit.

Die Radiumsalze leuchten im Dunkeln.

In ihren chemischen Eigenschaften verhalten sich Radiumsalze genau so, wie die entsprechenden Baryumsalze. Die Löslichkeit des Radiumchlorids ist jedoch geringer wie die des Baryumchlorids; die Löslichkeit der Nitrate in Wasser scheint merklich dieselbe.

Die Radiumsalze sind der Sitz einer fortwährenden selbsttätigen Wärmeentwicklung.

Reines Radiumchlorid ist paramagnetisch. Seine Magnetisirungszahl k (Verhältniß des magnetischen Moments der Masseneinheit zur Feldintensität) ist von den Herren Curie und Cheneveau^[46] mittels eines eigens hierzu konstruirten Apparates gemessen worden. Die Messung geschah durch Vergleich mit der Magnetisirungszahl des Wassers unter Anbringung der Korrektion für den Magnetismus der Luft. Man fand so:
k = 1, 05  ⋅  10^− 6. 
Reines Baryumchlorid ist diamagnetisch, seine Magnetisirungszahl beträgt:
k =  − 0, 40  ⋅  10^− 6. 
Ganz entsprechend diesen Resu1taten findet man für ein Radium-haltiges Baryumchlorid mit etwa 17 Proz. Radiumchlorid diamagnetisches Verhalten und eine Magnetisirungszahl:⁸
k =  − 0, 20  ⋅  10^− 6. 

i) Fraktionirung gewöhnlichen Baryumchlorids.

Wir suchten festzustellen, ob das käufliche Baryumchlorid nicht kleine Spuren von Radiumchlorid enthielte, die zu gering waren, um mit unsrem Meßapparat wahrgenommen zu werden. Zu diesem Zwecke unternahmen wir die Fraktionirung einer großen Menge von käuflichem Baryumchlorid, in der Erwartung, eine etwa vorhandene Spur von Radiumchlorid dadurch konzentriren zu können.

50 kg käuflichen Baryumchlorids wurden mit schwefelsäurefreier Salzsäure gefällt, wobei 20 kg gefällten Chlorids erhalten wurden. Dieses wurde in Wasser aufgelöst und wieder teilweise durch Salzsäure gefällt, wobei man 8,5 kg Niederschlag erhielt. Dieses Chlorid wurde der beim Radium-haltigen Baryum angewandten Fraktionirungsmethode unterworfen, wobei man an der Spitze der Fraktionirung 10 g Chlorid geringster Löslichkeit ausschied. Dieses Chlorid zeigte in unsrem Meßapparat keinerlei Aktivität; es enthielt also kein Radium; dieser Körper ist demnach in den das Baryum liefernden Mineralien nicht enthalten.

Drittes Kapitel. Strahlung der neuen radioaktiven Substanzen.

a) Methoden zur Untersuchung der Strahlen.

Um die von den radioaktiven Substanzen emittirte Strahlung zu untersuchen, kann man irgend eine Eigenschaft dieser Strahlung benutzen. Man kann also entweder die Wirkung der Strahlen auf die photographische Platte, oder ihre Eigenschaft, die Luft zu ionisiren und leitend zu machen, oder endlich ihre Fähigkeit, die Fluorescenz gewisser Substanzen zu erregen, benutzen. Ich werde im Folgenden, wenn ich von einem dieser verschiedenen Verfahren spreche, zur Abkürzung folgende Ausdrücke gebrauchen: Radiographische, elektrische, fluoroskopische Methode.

Die beiden ersteren wurden von Anfang an zur Untersuchung der Uranstrahlen benutzt; die fluoroskopische Methode kann nur auf die neuen, stark aktiven Substanzen angewandt werden, denn die schwach radioaktiven Substanzen, wie Uran und Thor, bringen keine merkliche Fluorescenz hervor. Die elektrische Methode ist die einzige, die präcise Intensitätsmessungen erlaubt; die beiden andren sind von diesem Gesichtspunkte aus betrachtet hauptsächlich zur Erlangung qualitativer Resultate gegeignet, und können nur ganz grobe Intensitätsmessungen liefern. Die mit den drei betrachteten Methoden erhaltenen Resultate sind, wenn überhaupt, nur ganz roh mit einander vergleichbar und gestatten manchmal überhaupt keinen Vergleich. Die empfindliche Platte, das sich ionisirende Gas, der Fluorescenzschirm sind ebenso viele Empfänger, welche Strahlungsenergie absorbiren und in eine andre Energieform transformiren sollen; nämlich in chemische Energie, Ionenenergie oder in Lichtenergie. Jeder Empfänger absorbirt einen Bruchteil der Strahlung, dessen Größe wesentlich von seiner Natur abhängt. Es wird weiter unten gezeigt werden, daß die Strahlung zusammengesetzter Natur ist; die von den verschiedenen Empfängern absorbirten Strahlungsbruchteile können sehr quantitativ und qualitativ verschieden sein. Endlich ist es weder sicher, noch auch nur wahrscheinlich, daß die absorbierte Energie von dem Empfänger vollständig in die zur Beobachtung erwünschte Form transformirt wird: ein Teil dieser Energie kann in Wärme verwandelt werden, oder in Emission von Sekundärstrahlen, die je nachdem zur Hervorbringung der beobachteten Erscheinung angenommen werden oder nicht, oder in chemische Wirkungen, die verschieden sind von der zu beobachtenden usw., es hängt somit auch der Nutzeffekt des Empfängers bezüglich der bescheinigten Efficienz wesentlich von der Natur des Empfängers ab.

Vergleichen wir zwei Proben radioaktiver Substanz mit einander, von denen die eine Radium, die andere Polonium enthält, und die in dem in Fig. 1 dargestellten Plattenapparat gleiche Activität zeigen. Bedeckt man beide mit einem dünnen Aluminiumblatt, so wird das zweite beträchtlich schwächer aktiv erscheinen als das erste und dasselbe wird bei Benutzung desselben Fluorescenzschirms für beide der Fall sein, wenn der Schirm genügend dick ist oder sich in einiger Entfernung von den beiden radioaktiven Substanzen befindet.

b) Energie der Strahlung

Welche Untersuchungsmethode man auch anwendet, man findet immer, daß die Strahlungsenergie der neuen radioaktiven Substanzen beträchtlich größer ist, als die des Urans und Thors. So wird z. B. eine photographische Platte bei kleiner Entfernung sozusagen augenblicklich beeinflußt, während eine Exposition von 24 Stunden nötig ist, wenn man mit Uran oder Thor operiert. Ein Fluorescenzschirm wird bei Berührung mit den neuen radioaktiven Substanzen lebhaft erhellt, während man mit Uran oder Thor keine Spur von Licht wahrnehmen kann. Endlich ist auch die Wirkung auf die Luft vielmals stärker, etwa im Verhältniß 10⁶. Es ist jedoch, streng genommen, überhaupt nicht mehr möglich, die Totalintensität der Strahlung wie beim Uran mit der eingangs beschriebenen elektrischen Methode (Fig. 1) zu bestimmen. In der Tat wird beim Uran die Strahlung nahezu vollständig in der Luftschicht zwischen den Platten absorbirt, und der Grenzstrom wird bereits bei einer Spannung von 100 Volt erreicht. Dies ist jedoch nicht mehr bei den stark aktiven Substanzen der Fall. Ein Teil der Radiumstrahlung besteht aus sehr durchdringenden Strahlen, die den Kondensator und die Metallplatten durchsetzen und überhaupt nicht zur Ionisation der Luft zwischen den Platten ausgenutzt werden. Ferner kann der Grenzstrom durchaus nicht immer mit den verfügbaren Spannungen erreicht werden; so ist z. B. für das stark aktive Polonium der Strom noch zwischen 100 und 500 Volt der Spannung proportional. Die experimentellen Bedingungen, die den Messungen eine einfache Bedeutung geben, sind hier also nicht erfüllt, und die erhaltenen Zahlen können somit nicht als ein Maß der Totalstrahlung betrachtet werden; sie bieten in dieser Hinsicht nur eine grobe Annäherung.

c) Zusammengesetzte Natur der Strahlung.

Die Arbeiten verschiedener Physiker (der Herren Becquerel, Meyer und v. Schweidler, Giesel, Villard, Rutherford, P. und S. Curie) haben gezeigt, daß die Strahlung der radioaktiven Substanzen sehr komplicirter Natur ist. Man kann drei Arten von Strahlung unterscheiden, die ich nach der von Herrn Rutherford angenommenen Bezeichnungsweise durch die Buchstaben α, β, γ unterscheiden will.

1. Die α-Strahlen sind wenig durchdringende Strahlen, die den Hauptteil der Strahlung auszumachen scheinen. Diese Strahlen sind durch die Art ihrer Absorption in der Materie charakterisirt. Das magnetische Feld wirkt sehr wenig auf sie, so daß man sie zuerst für magnetisch unablenkbar gehalten hat. In einem sehr starken Magnetfeld werden die α-Strahlen jedoch ein wenig abgelenkt; die Ablenkung erfolgt in derselben Weise wie bei den Kathodenstrahlen, aber im umgekehrten Sinne; dasselbe gilt für die Kanalstrahlen in den Entladungsröhren.

2. Die β-Strahlen sind im Ganzen weniger absorbirbar als die vorigen. Sie werden im Magnetfelde in gleicher Weise und im gleichen Sinne abgelenkt wie die Kathodenstrahlen.

3. Die γ-Strahlen sind durchdringende Strahlen, die vom Magnetfelde nicht beeinflußt werden, und den Röntgenstrahlen vergleichbar sind.

Die Strahlen einer Gruppe können ein in sehr weiten Grenzen variables Durchdringungsvermögen haben, wie aus den Versuchen mit β-Strahlen hervorgeht.

Denken wir uns folgenden Versuch: Das Radium R befindet sich in einer kleinen Höhlung, die in einen Bleiblock P eingegraben ist (Fig. 4). Ein geradliniges und wenig sich verbreiterndes Strahlenbündel entweicht aus dem Troge. Nehmen wir an, daß in der Umgebung der Vertiefung ein gleichförmiges, sehr starkes magnetisches Feld erzeugt werde, senkrecht zur Zeichnungsebene und von vorn nach hinten gerichtet. Dann werden die drei Strahlengruppen von einander getrennt werden.

Die wenig intensiven γ-Strahlen setzen ihren geradlinigen Weg fort, ohne eine Spur von Ablenkung. Die β-Strahlen werden wie Kathodenstrahlen abgelenkt und beschreiben kreisförmige Bahnen in der Zeichnungsebene, deren Krümmungsradius in weiten Grenzen variirt. Wenn der Trog auf eine photographische Platte AC aufgesetzt wird, so wird der von den β-Strahlen getroffene Teil BC der Platte beeinflußt. Die α-Strahlen endlich bilden ein sehr intensives Bündel, das nur wenig abgelenkt und ziemlich schnell in der Luft ebsorbirt wird. Diese Strahlen beschreiben in der Zeichnungsebene eine Bahn von sehr großem Krümmungsradius; der Sinn der Ablenkung ist der entgegengesetzte wie bei den β-Strahlen.

Bedeckt man die Höhlung mit einem dünnen Aluminiumschirm (0,1 m dick), so werden die α-Strahlen großenteils absorbirt, die β-Strahlen viel weniger, und die γ-Strahlen überhaupt nicht in merklichem Maße.

In der soeben beschriebenen Form kann der Versuch nicht wirklich ausgeführt werden; die Versuche, aus denen die Wirkung des Magnetfeldes auf die verschiedenen Strahlenarten hervorgeht, sollen weiter unten besprochen werden.

d) Wirkung des Magnetfeldes.

Aus dem obigen ergiebt sich, daß die von den radioaktiven Substanzen emittirten Strahlen eine große Zahl von Eigenschaften mit den Kathodenstrahlen und den Röntgenstrahlen gemeinsam haben. Die Kathodenstrahlen ionisiren ebenso wie die Röntgenstrahlen die Luft, wirken auf die photographischen Platten, erregen Fluorescenz, erfahren keine regelmäßige Reflexion. Aber die Kathodenstrahlen unterscheiden sich von den Röntgenstrahlen darin, daß sie durch die Einwirkung eines Magnetfeldes aus ihrer geradlinigen Bahn abgelenkt werden, und daß sie eine negative elektrische Ladung mit sich führen.

Die Tatsache, daß das magnetische Feld auf die Strahlung der radioaktiven Körper wirkt, wurde fast gleichzeitig von den Herren Giesel^[48], Meyer und v. Schweidler^[49-52] und Becquerel^[11] entdeckt⁹. Diese Physiker fanden, daß die Strahlen der radioaktiven Körper in derselben Weise und im selben Sinne abgelenkt werden wie die Kathodenstrahlen; ihre Beobachtungen bezogen sich auf die β-Strahlen.

Herr Curie^[54] zeigte, daß die Radiumstrahlung aus zwei wohl zu unterscheidenden Strahlengruppen besteht, von denen die eine im Magnetfelde stark ablenkbar ist (β-Strahlen), während die andre unempfindlich gegen die Wirkung des Feldes zu sein scheint (α- und γ-Strahlen, die unter der gemeinsamen Bezeichnung ablenkbare Strahlen zusammengefaßt wurden).

Bei den von uns hergestellten Poloniumpräparaten hat Herr Becquerel keine Emission von Strahlen, die den Kathodenstrahlen entsprechen, beobachtet. Im Gegensatz hierzu hat Herr Giesel an einem von ihm hergestellten Poloniumpräparat zuerst die Wirkung des Magnetfeldes beobachtet. Unter allen von uns hergestellten Poloniumpräparaten hat keines jemals den Kathodenstrahlen analoge Strahlen gezeigt.

Das Gieselsche Polonium emittirt die kathodenstrahlartige Strahlung nur im frisch hergestellten Zustande, es ist wahrscheinlich, daß diese Strahlung von der Erscheinung der inducirten Radioaktivität herrührt, von der weiter unten die Rede sein wird.

Folgende Versuche dienten zum Nachweis, daß ein Teil der Radiumstrahlung, und zwar nur ein Teil aus leicht ablenkbaren Strahlen besteht (β-Strahlen). Die Versuche geschahen mittels der elektrischen Methode^[54].

Der radioaktive Körper A (Fig. 5) sendet Strahlen in der Richtung AD zwischen die Platten P und Pʹ. Die Platte P wird auf einem Potential von 500 Volt erhalten, die Platte Pʹ ist mit einem Elektrometer und einem piezoelektrischen Quarz verbunden. Man mißt die Stärke des unter dem Einfluß der Strahlung die Luft durchfließenden Stromes. Mittels eines Elektromagneten kann man nach Belieben innerhalb des ganzen Bereiches EEEE ein magnetisches Feld erzeugen, das senkrecht zur Zeichnungsebene verläuft. Wenn die Strahlen auch nur schwach abgelenkt werden, so gelangen sie nicht mehr zwischen die Platten, und der Strom wird unterdrückt. Die Bahn der Strahlen ist durch die Bleimassen BBʹBʺ sowie durch die Polschuhe des Elektromagneten begrenzt; wenn die Strahlen abgelenkt werden, so werden sie von den Bleimassen B und Bʹ absorbirt.

Die erhaltenen Resultate hängen wesentlich von dem Abstand AD der Strahlungsquelle A von dem Beginn des Kondensators bei D ab. Ist die Entfernung AD ziemlich groß (größer als 7 cm), so wird der größte Teil (etwa 90 Proz.) der Radiumstrahlung, die den Kondensator erreicht, von einem Magnetfelde von 2500 Einheiten abgelenkt und unterdrückt. Diese Strahlen sind die β-Strahlen. Ist die Entfernung AD kleiner als 65 mm, so wird ein weniger beträchtlicher Teil der Strahlen vom Felde abgelenkt; dabei wird dieser Teil bereits vollständig in einem Felde von 2500 Einheiten abgelenkt, so daß eine Erhöhung der Feldstärke auf 7000 Einheiten keine Vermehrung des beseitigten Bruchteiles der Strahlung hervorbringt.

Der durch das Feld nicht abgelenkte Bruchteil der Strahlung ist um so größer, je kleiner die Entfernung zwischen der Strahlungsquelle und dem Kondensator. Für sehr kleine Abstände bilden die ablenkbaren Strahlen nur noch einen ganz geringen Bruchteil der Gesamtstrahlung.

Die durchdringenden Strahlen bestehen also zum großen Teil aus ablenkbaren Strahlen von der Art der Kathodenstrahlen (β-Strahlen).

Mit der soeben beschriebenen Anordnung konnte die Wirkung des Magnetfeldes auf die α-Strahlen bei den angewandten Feldstärken kaum beobachtet werden. Die sehr beträchtliche, scheinbar unablenkbare Strahlung, die man bei kleinem Abstande von der Strahlungsquelle beobachtete, bestand aus α-Strahlen; die bei großer Entfernung beobachtete unablenkbare Strahlung bestand aus γ-Strahlen.

Filtrirt man das Bündel durch ein Absorptionsmittel (Aluminium, oder schwarzes Papier), so werden die hindurchgehenden Strahlen fast alle im Magnetfelde abgelenkt, so daß durch den Absorptionsschirm und das Magnetfeld zusammen fast die ganze Strahlung im Kondensator unterdrückt wird; der übrig bleibende Rest besteht nur noch aus γ-Strahlen, deren Menge gering ist. Die α-Strahlen werden von dem Schirm absorbirt.

Ein Aluminiumblatt von 0,01 mm Dicke genügt, um fast alle schwer ablenkbaren Strahlen zu unterdrücken, wenn die Substanz sich ziemlich weit entfernt vom Kondensator befindet; für kleinere Abstände (34 und 51 mm) sind zwei Aluminiumblätter von 1 bis 100 mm nötig, um dasselbe Resultat zu erreichen.

Ähnliche Messungen mit ganz analogem Resultat wurden an vier strahlenden Substanzen (Chloriden und Karbonaten) von sehr verschiedener Aktivität gemacht.

Man findet bei allen Präparaten, daß die magnetisch ablenkbaren durchdringenden Strahlen (β-Strahlen) nur einen geringen Bruchteil der Gesamtstrahlung ausmachen; sie kommen bei den Messungen nur wenig in Betracht, wenn man die Gesamtstrahlung benutzt, um die Luft leitend zu machen.

Auch die Poloniumstrahlung kann mittels der elektrischen Methode beobachtet werden. Wenn man die Entfernung AD des Poloniums vom Kondensator variirt, so bemerkt man zuerst, so lange die Entfernung ziemlich groß ist, gar keinen Strom; nähert man das Polonium, so bemerkt man, daß für eine gewisse Entfernung, die bei dem untersuchten Präparat 4 cm betrug, die Strahlung sich plötzlich mit großer Intensität bemerkbar macht; der Strom wächst dann gleichmäßig, wenn man das Polonium weiter nähert, doch bringt das Magnetfeld unter diesen Bedingungen keinen merklichen Effekt hervor. Es sieht so aus, als ob die Poloniumstrahlen im Raume begrenzt wären und in Luft kaum eine Art von Scheidewand überschritten, die die Substanz im Abstande von einigen Centimetern umgiebt.

Ich muß hier einige wichtige allgemeine Einschränkungen bezüglich der Deutung der soeben beschriebenen Versuche machen. Wenn ich von dem durch den Magneten abgelenkten Bruchteil der Strahlung spreche, so handelt es sich dabei nur um diejenigen Strahlen, die im Stande sind, einen Strom im Kondensator zu erzeugen. Wenn man als Reagenz für die Becquerelstrahlen die Fluorescenz oder die Wirkung auf die photographische Platte benutzte, so würde der Bruchteil wahrscheinlich ein andrer werden; eine Intensitätsmessung hat eben im allgemeinen nur einen Sinn für die gerade angewandte Meßmethode.

Die Poloniumstrahlen sind von der Art der α-Strahlen. Bei den soeben beschriebenen Versuchen wurde keinerlei Einfluß des Magnetfeldes auf diese Strahlen bemerkt, doch war die Anordnung derartig, daß eine schwache Ablenkung unbemerkbar bleiben mußte.

Versuche mittels der radiographischen Methode bestätigten die Resultate der obigen Versuche. Benutzt man Radium als Strahlungsquelle und fängt die Strahlen auf einer Platte auf, die parallel zum ursprünglichen Strahlenbündel und senkrecht zum Felde steht, so erhält man die sehr scharfe Spur zweier durch das Feld getrennter Strahlenbündel, von denen das eine abgelenkt ist, das andre nicht. Die β-Strahlen bilden das abgelenkte Bündel; die nur sehr wenig abgelenkten α-Strahlen vermischen sich fast ganz mit dem unabgelenkten Bündel der α-Strahlen.

e) Ablenkbare β-Strahlen.

Es folgte aus den Versuchen der Herren Giesel und Meyer und v. Schweidler, daß die Strahlung der radioaktiven Körper wenigstens zum Teil vom Magnetfeld abgelenkt wird, und daß diese Ablenkung ebenso geschieht wie bei den Kathodenstrahlen. Herr Becquerel^[55-57] hat die Wirkung des Feldes auf die Strahlen mittels der radiographischen Methode untersucht. Die benutzte Anordnung war die der Fig. 4. Das Radium befand sich in einer Bleischale P, die auf der Schichtseite einer in schwarzes Papier eingehüllten photographischen Platte AC stand. Das Ganze befand sich zwischen den Polen eines Elektromagneten, dessen Feld senkrecht zur Zeichnungsebene verlief.

Wenn das Feld von vorn nach hinten gerichtet ist, so wird der Teil BC der Platte von Strahlen getroffen, die nach Zurücklegung kreisförmiger Bahnen auf die Platte zurückgeworfen werden und sie in rechtem Winkel schneiden. Diese Strahlen sind β-Strahlen.

Becquerel zeigte, daß das Bild aus einem breiten diffusen Bande, einem richtigen kontinuirlichen Spektrum besteht, woraus hervorgeht, daß das von der Quelle ausgesandte ablenkbare Strahlenbündel aus einer unendlichen Zahl verschieden ablenkbarer Strahlen besteht. Bedeckt man die Schicht der Platte mit verschiedenen Absorptionsmitteln (Papier, Glas, Metalle), so wird ein Teil des Spektrums unterdrückt, und es ergiebt sich, daß diejenigen Strahlen, die am stärksten im Magnetfelde abgelenkt werden, oder anders ausgedrückt, diejenigen, deren Bahn den kleinsten Krümmungsradius hat, am stärksten absorbirt werden. Für jeden Schirm beginnt die Einwirkung auf die Platte erst bei einem gewissen Abstand von der Strahlungsquelle, und dieser Abstand ist um so größer, je stärker der Schirm absorbirt.

f) Ladung der ablenkbaren Strahlen.

Die Kathodenstrahlen sind, wie Perrin^[58,59] gezeigt hat, mit negativer Elektrizität geladen. Sie vermögen ferner nach den Versuchen der Herren Perrin und Lenard^[60] ihre Ladung durch mit der Erde verbundene Metallschirme und durch isolirende Substanzen hindurch zu transportiren. An jeder Stelle, wo Kathodenstrahlen absorbirt werden, findet eine kontinuirliche Entwicklung negativer Elektrizität statt. Wir stellten fest, daß dasselbe für die ablenkbaren β-Strahlen des Radiums stattfindet. Die ablenkbaren β-Strahlen sind mit negativer Elektrizität geladen^[61].

Die radioaktive Substanz sei auf einer der Platten eines Kondensators ausgebreitet und die Platte zur Erde abgeleitet; die zweite mit dem Elektrometer verbundene Platte empfängt und absorbirt die von der Substanz emittirten Strahlen. Wenn die Strahlen geladen sind, so sollte man einen kontinuirlichen Elektrizitätszufluß zum Elektrometer erwarten. Als wir dieses Experiment in Luft ausführten, konnten wir keine Ladung der Strahlen nachweisen, aber in dieser Form ist der Versuch auch nicht empfindlich genug. Die Luft zwischen den Platten wird durch die Strahlen leitend gemacht, das Elektrometer ist also nicht mehr isolirt und kann nur ziemlich starke Ladungen anzeigen. Damit die α-Strahlen den Versuch nicht stören, kann man sie durch Bedeckung der Strahlungsquelle mit einem dünnen Metallschirm unterdrücken; das Resultat des Versuchs wird dadurch nicht geändert.¹⁰

Wir haben den Versuch in Luft ohne besseren Erfolg wiederholt, indem wir die Strahlen in das Innere eines mit dem Elektrometer verbundenen Faradayschen Cylinders eindringen ließen.¹¹

Man konnte sich schon nach den vorangehenden Versuchen davon Rechenschaft geben, daß die Ladung der von dem angewandten Präparat ausgehenden Strahlung nur schwach sein konnte.

Um eine schwache Elektrizitätsentwicklung auf einem die Strahlen absorbirenden Leiter zu konstatiren, muß der Leiter elektrisch gut isolirt sein; dazu muß man ihn aber vor der Einwirkung der Luft schützen, indem man ihn entweder in ein sehr vollkommen evakuirtes Gefäß bringt,¹² oder ihn mit einem guten festen Dielektrikum umgiebt. Die letztere Anordnung wurde von uns benutzt.