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.COMPTEURS DE RADIATIONS POSSEDANT UNE GRANDE ENERGIE.
La présente invention concerne des compteurs de radiations possé= dant une grande énergie et plus particulièrement les compteurs connus sous le nom de compteurs de Geiger-Muller.
Différents dispositifs ont été proposés pour compter les radiations à haute énergie telles que les rayons cosmiques;, les rayons alpha;, les rayons gamma, les rayons bêta, etc. Ils comprennent généralement une enveloppa conte- nant un gaz ionisable à basse pression. Une électrode est disposée le long de l'enveloppe et une seconde électrode est généralement prévue, concentriquement à la première électrode.
Entre ces électrodes est appliqué généralement un po- tentiel de polarisation en série avec une résistance de charge de valeur éle-- vée.Les radiations ou les particules ayant une grande énergie traversent la première électrode et soit directement soit par l'intermédiaire de radiations secondaires, provoquent l'ionisation du gaz., elles produisent ainsi des im- pulsions dans le trajet gazeux entre les deux électrodes, les impulsions ain- si produites étant enregistrées au moyen d'un dispositif de comptageo Ce type général de compteur est connu dans la technique sous le nom de compteur de Geiger-Muller.
On a construit de tels compteurs dans lesquels la seconde élec- trode forme un recouvrement à l'intérieur de lenveloppe ou une enveloppe mé= tallique formant partie de 1-'enveloppe elle-même. Dans les compteurs ne se re- plaçant pas automatiquement en état de fonctionnement une résistance de valeur très élevée est connectée en série avec la source de potentiel, la valeur de la dite résistance pouvant être,par exemple,de l'ordre de 1.000 megohms ou plus.
Un objet de la présente invention est de prévoir un compteur pour des radiations possédant une grande énergie, du type généralement utilisé dans la technique, et dans lequel la seconde électrode est montée à l'extérieur$ de l'enveloppe étanche à l'air, l'enveloppe formant la résistance de valeur élevée du circuit compteur.
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Un autre objet de 1?invention est de prévoir un compteur de radia- tions possédant une haute énergie comprenant une première anode de forme con- ventionnelle et une pluralité d'antres électrodes associées avec cette pre- mière électrode et présentant entre elles des sensibilités différentes par rapport aux radiations possédant une grande énergie.
Suivant une caractéristique de l'invention le compteur comprend une enveloppe de forme substantiellement cylindrique allongée, ayant une pre- mière électrode montée concentriquement à l'enveloppe, l'enveloppe contenant un gaz ionisable. Sur la surface extérieure de l'enveloppe est montée une se- conde électrode ou des électrodes substantiellement cylindriquesconcentri- quement à la première électrode et s'étendant le long d'une partie appréciable de la dite première électrode. Entre les dites électrodes est connectée une source de potentiel de polarisation;, le circuit complet comprenant la résis- tance de valeur élevée présentée par la dite enveloppe.
L'énergie de sortie peut être prise aux bornes d'un condensateur connecté entre les dites électro- des,en parallèle avec le circuit à haute résistance, le dispositif de comp- tage étant couplé aux bornes du dit condensateur.
Si on prévoit une pluralité de secondes électrodes,elles peuvent être de différentes épaisseurs ou différents matériaux de manière à présenter des caractéristiques d'absorption différentes pour les radiations possédant une grande énergie, de sorte que les différentes sections seront différemment sensibles aux radiations ayant des énergies différentes ou à des particules de vitesses différentes. Un dispositif de commutation peut être prévu de ma- nière à choisir une quelconque de ces électrodes et à la connecter au cir- cuit.
L'enveloppe peut encore être composée de différentes sections cylindri- ques ayant des diamètres différents et les secondes électrodes peuvent alors avoir les mêmes propriétés dabsorption des radiations,de sorte que les dif- férentes parties du tube auront des sensibilités différentes puisque la batte- rie de polarisation donnera des gradients de voltage différents dans les inter- valles entre les secondes électrodes et la première électrode suivant le dia- mètre de l'enveloppe. Il est évident que le dispositif à électrodes multiples peut être utilisé avec des compteurs dans lesquels les secondes électrodes sont montées à l'extérieur de l'enveloppe.
D'autres objets,, caractéristiques et avantages de l'invention ap- paraîtront à la lecture de la description suivante dexemples de réalisation mettant en oeuvre des caractéristiques de 1?inventions la dite description étant faite en relation avec les dessins joints dans lesquels :
La figure 1 montre un circuit illustrant le fonctionnement d'un arrangement connu de compteur de Geiger ;
La figure 2 est une vue en partie en coupe montrant l'application de l'invention à un compteur de radiations simples possédant une grande éner- gie;
La figure 3 est un circuit schématique du compteur représenté à la figure 2 ;
La figure 4 est un autre exemple de 1?invention montrant le circuit d'un compteur à électrodes multiples;
La figure 5 est une autre modification représentant une autre for- me de compteur à électrodes multiples.
En considérant tout dabord la figure 1 on voit un compteur de radiations à grande énergie de type classique et comprenant une première électrode 1 et une seconde électrode 2, généralement formé par un cylindre concentrique par rapport à l'électrode 1. L'ensemble complet est d'habitude enfermé dans une enveloppe de verre comme indiqué en 3. Une source de potentiel représentée en 4 est connectée en série avec une résistance 5 entre les électrodes 1 et comme il est indiqué par les connexions à la masse 6 et 7. Aux bornes de la résistance 5 est connecté le dispositif de comptage 8 qui assure le comp- tage de la décharge qui se produit dans le milieu gazeux entre les électrodes 1 et 2 sous l'influence des radiations à grande énergie traversant l'électro-
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de 2.
Dans l'exemple de réalisation de l'invention représenté en 2 le tu- be compteur lui-même peut comprendre une première électrode 1 disposée à l'in- térieur d'une enveloppe de diélectrique 3 étanche au gaz. Cette enveloppe est généralement faite de verre, l'électrode 1 dépasse à travers l'enveloppe de verre au scellement 9 et peut être supportée à son autre extrémité par l'en- veloppe de verre en 10. Montée à l'extérieur de l'enveloppe 3 est la seconde électrode 11 qui est de préférence cylindrique et concentrique par rapport à l'électrode 1.
Une source de potentiel 4 peut être directement connectée entre les électrodes 1 et 11 par l'intermédiaire de la masse comme il est représen- té en 6 et 7. Entre l'électrode 11 et l'électrode 1 est connecté un conden- sateur 12 qui est utilisé comme condensateur de blocage pour le potentiel de la source 4 et aussi comme condensateur de sortie pour la décharge se pro- duisant entre les électrodes 1 et 2. Un dispositif de comptage peut être con- necté aux bornes du condensateur 12 pour indiquer la décharge qui se produit sous l'influence de la pénétration de particules à grande énergie dans l'élec- trode 1 du tube. On comprendra que l'enveloppe de verre présente une résistan- ce élevée dans le circuit comprenant l'électrode 1, la source de potentiel 4 et l'électrode 2.
A la figure 3 on a représenté le circuit équivalent à la figure 2, dans lequel les électrodes 1 et 11 sont représentées interconnectées par une source de potentiel 4 et par un condensateur 5. La résistance élevée pré- sentée par l'enveloppe de verre 3 est indiquée par une résistance en traits pointillés représentée en 13. On comprendra que cette résistance 13 comprend également toutes les résistances existantes dans le gaz de décharge mais cette résistance doit être de valeur suffisamment petite pour qu'elle puisse être négligée.
On comprendra que le mode de construction du compteur de radiations à grande énergie représenté à la figure 2 est beaucoup plus simple que les sys- tèmes antérieurement connus. En premier lieu la seconde électrode est entière- ment à l'extérieur de l'enveloppe et il n'y a donc pas à tenir compte des gaz occlus au cours du pompage de l'enveloppe. Cette électrode extérieure peut être appliquée en recouvrant la partie extérieure de l'enveloppe. Suivant une vari- antel'électrode peut être disposée de manière à être disposée très près de l'extérieur de l'enveloppe et à pouvoir être ôtée du dit cylindre de sorte que des cylindres présentant différentes caractéristiques d'absorption peuvent ê- tre substitués l'un à l'autre, assurant des sensibilités différentes du cir- cuit pour différents types de radiations.
La résistance présentée par le ver- re ou d'autres matériaux de l'enveloppe dépendra de la nature de l'enveloppe qui dépend elle-même de la nature du verre ou de l'autre matériau utilisé.
Cette résistance peut être considérablement plus grande que la résistance ha- bituellement utilisée mais comme cette valeur n'est pas critique pour le fonc- tionnement du système le compteur fonctionne aussi bien que les types usuels.
On considèrera maintenant la figure 4 qui illustre une modificati- on de l'invention dans laquelle une pluralité de secondes électrodes ou élec- trodes extérieures sont utilisées. Ce compteur peut comprendre une première électrode 1 s'étendant le long de la longueur de l'enveloppe cylindrique de verre 3. Comme dans la figure 2 une source de potentiel 4 est connectée par sa borne positive à l'électrode 1. A l'extérieur de l'enveloppe sont prévues des électrodes 14, 15 et 16, chacune présentant des caractéristiques d'absorp- tion différentes pour les radiations à grande énergie.
Comme il est représen- té, les électrodes 14, 15 et 16 sont faites du même métal, d'épaisseurs dif- férentes, de sorte que la pénétration des rayons à grande énergie sera diffé- rente pour les différentes électrodes. Au lieu d'utiliser un même métal avec des épaisseurs différentes, des métaux ayant des caractéristiques propres de pénétration différentes peuvent être utilisées. Les bornes 17, 18 et 19 sont connectées respectivement aux bornes 14, 15 et 16 de manière à pouvoir être connectées au choix au circuit avec l'électrode 1 et la source 4 au moyen du bras mobile du commutateur 20. Le condensateur de sortie 12 et le dispositif de comptage 8 sont connectés entre l'électrode 1 et celle des électrodes 14, 15 et 16 qui a été choisie, en parallèle avec la source 4.
Il est clair qu'
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avec cet arrangement les particules de radiations,de vitesses différentes., pourront être mesurées indépendamment et qu'une analyse spectrale des radia- tions à grande énergie pourra être réalisée. Il est clair que plus de trois électrodes séparéescomme il a été représenté, peuvent être prévues si on le désirs.
La figure 5 montre une variante de la structure du tube de comp- tage comprenant encore une première électrode 1 s'étendant tout le long de la longueur de 1?enveloppe 3. L'enveloppe 3 toutefois est formée par une plura- lité de sections de différents diamètres comme il est indiqué par les par- ties 21, 22 et 23. Les secondes électrodes 24;, 25 et 26 sont respectivement associées avec les sections correspondantes 21, 22 et 23.Ces électrodes peu- vent être du même matériau et de la même épaisseur. Toutefois puisque l'es- pacement radial entre l'électrode 1 et les électrodes 24, 25 et 26 est dif- férent,il s'y trouvera établi un potentiel différent à partir de la même source de voltage qui y est connectée.
Ce tube peut être connecté à l'inté- rieur d'un circuit de la même manière que celle représentée à la figure 4.
Comme le commutateur 20 est en contact avec les différentes bornes 17, 18 et 19 différentes sensibilités de résistance dans le dispositif de comptage peuvent se produire.
Il est clair que différentes sensibilités peuvent être obtenues de la même manière avec une structure similaire à celle représentée à la figure 4 dans laquelle les électrodes possèdent toutes la même résistance de pénétration mais dans laquelle le commutateur permet de connecter différents potentiels choisis aux bornes des paires d'électrodes. Il est également évi- dent que les principes permettant de faire varier la sensibilité ou les effets de la pénétration variable qui ont été exposés aux figures 4 et 5 peuvent éga- lement s'appliquer aux compteurs de radiation à grande énergie des types clas- siques dans lesquels les électrodes sont disposées à l'intérieur dune enve- loppe ou forment une partie de l'enveloppe elle-même.
Bien que la présente invention ait été décrite en relation avec des exemples particuliers de réalisation il est clair qu'elle n'est pas li- mitée aux dits exemples et qu'elle est susceptible de variantes et de modifi- cations sans sortir de son domaine.