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PERFECTIONNEMENTS APPORTES AUX DETECTEURS DE RAYONNEMENTS.
L'invention est relative à la détection et à la mesure de rayonne- ments pénétrants; et elle concerne, plus spécialement, les détecteurs du ty- pe Geiger-Mueller pour mesurer l'intensité de ces rayonnements en rayons gam-. ma.
Elle a pour but, surtout, de perfectionner un détecteur de rayon- nements analogue à celui du brevet E.U.A. n 2.397.071 du 19 mars 1946.
Elle consiste,principalement, à constituer des détecteurs, du genre en question, dans lesquels il existe une relation telle entre les sur- faces des plaques cathodiques et le nombre des trous anodiques que le fonc- tionnement du détecteur se fasse avec un rendement optimum.
Un autre objet de l'invention est de réaliser un compteur qui fonctionne efficacement à des vitesses de comptage relativement élevées.
En outre, le nouveau détecteur est caractérisé par une réparti- tion sensiblement uniforme de gradients appropriés pour l'intensité du champ électrique.
Le dessin ci-annexé montre, à titre d'exemple, quelques modes de réalisation de 1-'invention.
La figure 1 montre, en perspective, une plaque cathodique pour un compteur du type à plaques avec un seul fil anodique.
La figure 2 montre, en perspective, un ensemble de plaques pour un compteur avec plusieurs fils anodiques.
La figure 3 montre, semblablement, un compteur avec plaques mul- tiples et subdivisé en plusieurs chambres séparées, une partie du compteur étant supprimée pour montrer l'intérieur du dispositif.
L'invention est basée sur le fait que dans des compteurs du type à plaques et pour lesquels on peut se servir d'un ou de plusieurs fils ano- diques, il existe une relation bien définie entre certains éléments du comp-
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teur, cette relation permettant de déterminer le nombre optimum de fils ano- diques et, par conséquent, le nombre de trous à ménager dans chaque plaque.
L'invention vise également un dispositif par lequel: le déplacement de la gai- ne d'ions qui, à chaque comptage, se forme le long de l'anode, peut être li- mité à des portions de longueur réduite de l'anode ce qui rend le compteur sensible pour une plus grande période de temps et lui permet de fonctionner à des vitesses de comptage relativement élevées.
Pour des compteurs, du type à plaques et du genre de ceux spéci- fiés dans le brevet E.U.A. n 2.397.071, une ou plusieurs plaques conductrices et cathodiques sont parallèles et écartées les unes des autres. Dans chaque plaque sont ménagés un ou plusieurs trous et les trous des différentes pla- ques sont alignés par groupes pour permettre le passage et le positionnement des fils anodiques dans des directions sensiblement perpendiculaires au plan de la ou des plaques.
Si l'on utilise seulement une plaque cathodique, elle peut avoir une forme choisie parmi plusieurs formes-différentes. Par exemple, la plaque peut être constituée par une bande ou un ruban enroulé en forme de spirale, ou plié en zig-zag ou en accordéon. Si l'on se sert de plusieurs plaques, celles-ci peuvent être orientées de manière que leurs trous soient en aligne- ment afin qu'un fil anodique puisse être disposé de manière qu'il passe par les centres des trous de chaque groupe. L'ensemble des plaques, qui peut être dénommé cathode, ainsi que les fils anodiques sont logés dans une enveloppe on verre, en métal ou toute autre matière appropriée,cette enveloppe étant remplie, de préférence, avec un gaz approprié.
La figure 2 montre un ensemble des plaques depuis l'intérieur d' un compteur cet ensemble comprenant des plaques 11, dans lesquelles sont mé- nagés des trous 12 pour le passage des fils anodiques 13, et étant logé géné- ralement dans une enveloppe en verre (non montrée). L'enveloppe contient un gaz ou un mélange gazeux approprié, tel qu'un mélange.d'argon et d'alcool à une pression appropriée, de l'ordre de 12,5 à 50 mm de mercure. Le ou les fils anodiques sont maintenus à un potentiel positif par rapport aux plaques et une résistance R est introduite dans le circuit. Normalement, la différen- ce de potentiel entre l'ensemble anodique et les plaques cathodiques est à peu près suffisante pour qu'une décharge puisse avoir lieu, mais elle n'est pas assez élevée pour que cette décharge puisse se faire.
Si une particule, capa- ble d'ioniser le gaz contenu dans l'enveloppe, traverse' le compteur, une déchar- ge a lieu avec la production d'un courant de l'ordre de quelques microampères.
Il en résulte une chute de tension dans la résistance R et la décharge cesse après une période de temps relativement courte. En amplifiant convenablement la chute brusque de tension dans la résistance R, de la manière bien connue, un enregistreur mécanique ou tout autre dispositif capable d'enregistrer la décharge du compteur peut être actionnéo A cause de l'ionisation du compteur, qui lors de la décharge provoque la formation d-une gaine autour du fil ano- dique, avec une tendance de la gaine d'ions à se déplacer le long du fil, le compteur peut être rendu insensible pendant un temps appréciable de sorte que, pendant cette période, le comptage est rendu impossible. Le déplacement non limité de cette gaine d'ions donne lieu à une perte de rendement.
A cause de l'ionisation importante, par unité de longueur du tra- jet suivi par le rayonnement, par exemple celui de rayons cosmiques ou beta, même pour une densité relativement faible du gaz dans le compteur, on obtient un rendement, pour ces rayons, très voisin de 100 % dans un compteur usuel.
Toutefois, la probabilité qu'un rayon gamma puisse donner lieu à une ionisa- tion dans le gaz est notablement moindre et, en pratique, tous les comptages dus au passage de rayons gamma résultent d'électrons éjectés par la cathode à plaques par suite de l'interaction du rayon gamma avec les atomes de la ma- tière cathodique.
La probabilité qu'une telle interaction ait lieu croit quand l'é- paisseur de la paroi de la cathode augmente car, puisque l'ordre de grandeur d'un électron, faisant partie de la matière cathodique et recevant de l'éner-
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gie des rayons gamma, est limitée,on gagne peu en donnant à l'épaisseur de la ou des plaques une valeur plus grande que celle correspondant au double de la dimension moyenne des particules.
Pour les compteurs du type à plaques, tel que celui montré sur la figure 2, on a trouvé que l'intensité du champ électrique, c'est-à-dire le champ électrique obtenu par la différence de potentiel entre le ou les fils anodiques et les plaques cathodiques qui les entourent, est relativement ré- duite ou faible dans les intervalles existant entre les plaques cathodiques et écartés du ou des fils anodiques, à proximité de la paroi de l'enveloppe du contour. Cette répartition du champ est indésirable car un comptage plus effi- cace peut être obtenu par une répartition plus régulière du champ dans tout le volume du compteur.
S'il existe des régions dans lesquelles l'intensité du champ n'est pas suffisamment grande, comme au voisinage de la paroi du compteur, les électrons éjectés peuvent ne pas atteindre les fils anodiques et ne peuvent donc pas déclencher un signal ou une impulsion. Par contre, ils peuvent se ré- pandre ou circuler inutilement et peuvent donc être perdus ou apparaître plus tard à un mauvais moment en étant ainsi la cause d'un comptage défectueux. La possibilité qu'un compteur puisse faire un mauvais comptage est importante car elle détermine la stabilité du compteur.
Tout ce qui précède et, en plus, les caractéristiques géométriques du compteur, les matières servant à sa constitution et le genre de rayonnement à détecter servent à déterminer le rendement du compteur qui peut tre défini comme étant la mesure du nombre de comptages par unité de volume du compteur dans un champ donné de rayons gamma.
En reprenant la question de la répartition du champ électrique, il est évident qu'avec une cathode constituée par des plaques ayant un dia- mètre relativement grand, l'usage d'un seul fil anodique suivant l'axe de 1' ensemble des plaques donne lieu à un champ intense autour dudit axe et à un champ faible autour de chacune des plaques et à proximité de son contour. Avec une petite plaque cathodique, comme celle ayant un diamètre de 28,5 mm et un trou anodique dont le diamètre est d'environ 12,5 mm, l'irrégularité du champ n'est pas aussi évidente. Par contre, avec des plaques cathodiques plus gran- des, dont le diamètre est de l'ordre de 75 et 100 mm, la région à champ faible est importante.
Pour éviter cette mauvaise distribution on ménage dans les plaques cathodiques plusieurs trous placés en alignement et on loge les fils anodiques dans ces trous. On obtient ainsi plusieurs régions à champ intense et la répartition totale du champ est rendue plus uniforme de sorte que les électrons, projetés n'importe comment dans le compteur, atteignent une anode et déclenchent un signal ou une impulsion. Alors qu'on pourrait croire que l'on peut augmenter le nombre de fils anodiques à l'infini pour rendre le champ plus uniforme, on constate qu'en procédant ainsi on diminue l'étendue des pla- ques et on réduit, en conséquence, le rendement du compteur.
On a trouvé qu'il existe une relation optimum entre le nombre de fils anodiques et la surface de la plaque et pour laquelle on obtient une in- tensité et une répartition convenables du champ ainsi qu'une valeur voulue pour l'étendue de ladite plaque.
Cette relation tient compte de l'écartement S (figure 2) entre les plaques, de la surface A (figure 2) des plaques et d'un coefficient d'expé- rience K Si l'on considère une plaque 14, comme celle de la figure 1 qui a un trou 15 ayant un diamètre de 12,5 mm alors que la plaque a un diamètre ex- térieur de 28,5 mm, on a trouvé que K a une valeur comprise entre 4 et 8, de préférence une valeur d'environ 6. Cette valeur de K est basée sur un écarte- ment entre les plaques compris entre environ 3,2 mm et 6,4 mm, de préférence d'environ 4,8 mm alors que le trou, ménagé dans la plaque pour le passage du fil anodique, a un diamètre égal à au moins le double de la valeur de S et, de préférence, égal à une valeur comprise entre trois ou quatre fois la valeur de S.
Bien que ce ne soit pas un.facteur entrant en considération, le diamètre du fil anodique est généralement compris entre 0,025 et 0,25 mm.
En se servant des facteurs indiqués plus haut, le nombre optimum
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n des trous répartis en substance uniformément dans une plaque cathodique peut être déterminé par la formule suivante :
EMI4.1
dans laquelle A = surface de la plaque ; S = écartement entre les plaques ; K = constante.
Pour des plaques ayant une forme annulaire avec un diamètre inté- rieur Di et un diamètre extérieur Do, la formule peut être modifiée comme suit
EMI4.2
En appliquant la première formule à la plaque de la figure 1 avec un diamètre extérieur de 1,125 " on détermine n comme suit :
EMI4.3
Quand le diamètre extérieur est 2" :
EMI4.4
Quand le diamètre extérieur est 2,5
EMI4.5
Quand le diamètre extérieur est 3":
EMI4.6
Quand le diamètre extérieur est 4" :
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EMI5.1
Quand on considère que le trou d'une plaque ayant un diamètre de 1,125" a une surface d'environ un pouce carré et que n pour cette plaque est égal à 1, il est évident que n est approximativement égal à la surface de la plaque exprimée en pouces carrés ou leurs équivalents. Ceci est confirmé par le tableau suivant donnant la valeur de n pour les plaques dont question plus haut
EMI5.2
<tb> Diamètre <SEP> de <SEP> Surface <SEP> approximative
<tb>
<tb>
<tb> la¯plaque <SEP> n <SEP> A <SEP> en <SEP> pouces <SEP> carrés.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
2" <SEP> 3 <SEP> 3,1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2,5" <SEP> 5 <SEP> 4,0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3" <SEP> 7 <SEP> 7,1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 4" <SEP> 13 <SEP> 12,6
<tb>
Les mesures sont indiquées ci-dessus en pouces mais il est évident que ces valeurs peuvent être remplacées par leurs équivalentso
Les relations susindiquées établissent le compromis optimum entre la surface de la plaque que l'on désire être aussi grande que possible pour augmenter son pouvoir d'interception des rayonnements et la réduction de cet- te surface par le nombre correspondant de trous percés dans celle-ci et de fils anodiques nécessaires pour rendre l'intensité du champ suffisamment uni- forme.
L'invention consiste également à améliorer un compteur, du genre en question, afin que son rendement aux vitesses élevées de comptage soit amé- lioré. Pour des compteurs du type Geiger-Mueller, l'ionisation se fait prin- cipalement dans une gaine qui longe le fil anodique et,quand elle est déclen- chée,elle s'étend le long de ce fil. Quand le fil a une longueur appréciable, il est désirable de limiter l'amplitude du déplacement de la gaine d'ions car celle-ci rend le compteur insensibleo Cette limitation est surtout désirable quand on veut faire fonctionner le compteur à des vitesses de comptage éle- vées. Sans cela les périodes d'insensibilité relativement longues du compteur empêchent celui-ci de compter un nombre appréciable de rayonnements.
La manière dont on limite le déplacement de la gaine d'ions, con- formément à l'invention, peut tre expliquée en se référant à la figure 3 qui montre un détecteur avec une enveloppe 21 en une matière appropriée, une sé- rie de plaques cathodiques 22, une série de plaques conductrices 23 écartées les unes des autres tout en ayant une épaisseur importante, c'est-à-dire de ¯ . l'ordre de deux ou trois fois l'épaisseur des plaques cathodiques.
Les pla- ques 23 sont établies entre des groupes de plaques cathodiques 22 en étant sen- siblement parallèles à celles-ci tout en ayant un diamètre un peu plus petite. comme montréo Un fil anodique 24 est logé dans les trous alignés 25 des pla- ques 22 et dans des trous 26 de la plaque 23, ces trous 26 ayant un diamètre notablement moindre que celui'des trous 25. Une tige de connexion 27 travers sant des trous alignés des plaques 22 est reliée aux plaques 23. Le compteur est rempli avec du gaz, à une pression réduite, comme expliqué plus haut.
Pour un compteur ainsi constitué, le déplacement des ions le long du fil anodique est arrêté par une variation dans l'intensité du champ élec- trique formé dans le gaz entourant le fil, cette variation étant telle que 1'
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intensité du champ, à proximité des plaques 23, est moindre que celle qui provoque une ionisation progressive.
Si l'on suppose que le fil anodique 24 est au potentiel de fonctionnement El du compteur et que les plaques ca- thodiques 23 sont à leur potentiel normal, les plaques E2 sont à une tension E2 telle que la différence de potentiel entre le fil anodique 24 et chacune des plaques 23 forme un champ électrique dans les trous 26 dont l'intensité n'aide pas à l'ionisation le long du fil anodique et intervient pour empêcher le mouvement de la gaine d'ions. On peut donc admettre que les sections 31, 32y et 33 du compteur sont séparées les unes des autres en ce qui concerne le déplacement des ions le long du fil anodique.
Il est évident que le compteur peut être subdivisé en autant de sections qu'on le désire en intercalant un nombre suffisant de plaques 23 entre les plaques cathodiques 22. '
La tige 27 qui relie les plaques 23 a des dimensions telles qu'el- le ne crée pas un champ électrique intense entre elle et chacune des plaques cathodiques 22. Toutes les plaques peuvent être maintenues en place par des isolateurs appropriés non montrés.
La figure 3 montre un détecteur avec un seul fil anodique mais il est évident que le dispositif qui agit sur le mouvement des ions peut être appliqué tout aussi bien à des détecteurs à plusieurs anodes, comme celui de la figure 2.
Il résulte de ce qui précède que l'invention permet d'obtenir un compromis optimum entre les dimensions des plaques et la répartition du champ dans les compteurs du type à plaques. Avec la disposition additionnel- le par laquelle on limite le mouvement de la gaine d'ions le long des fils anodiques, on peut rapprocher davantage la sensibilité et le rendement du compteur d'un maximum désiré.
Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'applica- tion non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant plus spécialement été indiqués; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes.
REVENDICATIONS
1 Détecteur de rayonnements avec une répartition sensiblement uniforme des gradients d'intensité du champ électrique et avec un rendement relativement élevé, ce détecteur comprenant plusieurs plaques cathodiques écartées et sensiblement parallèles tout en ayant des surfaces sensiblement égales, chaque plaque étant percée d'un trou ou de plusieurs trous uniformément répartis, ces trous étant alignés par groupes et chaque groupe de trous étant traversé par un fil anodique isolé desdites plaques, le nombre de trous dans chacune desdites plaques étant approximativement égal à la surface d'une des- dites plaques, exprimée en pouces carrés, alors que l'écartement entre les pla- ques est de l'ordre de 3,2 à 6,4 mm.
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IMPROVEMENTS PROVIDED TO RADIATION DETECTORS.
The invention relates to the detection and measurement of penetrating radiation; and it relates, more specifically, to detectors of the Geiger-Mueller type for measuring the intensity of this gam- ray radiation. my.
Its main purpose is to improve a radiation detector similar to that of the E.U.A. No. 2,397,071 of March 19, 1946.
It mainly consists in constituting detectors, of the type in question, in which there is such a relationship between the surfaces of the cathode plates and the number of anode holes that the operation of the detector takes place with optimum efficiency.
Another object of the invention is to provide a counter which operates efficiently at relatively high counting speeds.
In addition, the new detector is characterized by a substantially uniform distribution of gradients suitable for the strength of the electric field.
The accompanying drawing shows, by way of example, some embodiments of the invention.
Figure 1 shows, in perspective, a cathode plate for a plate type meter with a single anode wire.
Figure 2 shows, in perspective, a set of plates for a meter with several anode wires.
Figure 3 shows, similarly, a counter with multiple plates and subdivided into several separate chambers, part of the counter being omitted to show the interior of the device.
The invention is based on the fact that in meters of the plate type and for which one or more anodal wires can be used, there is a well-defined relationship between certain elements of the meter.
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tor, this relation making it possible to determine the optimum number of anodal wires and, consequently, the number of holes to be made in each plate.
The invention also relates to a device by which: the displacement of the ion channel which, at each count, is formed along the anode, can be limited to portions of reduced length of the anode which makes the counter sensitive for a longer period of time and allows it to operate at relatively high count speeds.
For meters, of the plate type and of the kind specified in U.S. Patent No. n 2.397.071, one or more conductive and cathode plates are parallel and spaced apart from each other. In each plate are made one or more holes and the holes of the different plates are aligned in groups to allow the passage and positioning of the anode wires in directions substantially perpendicular to the plane of the plate or plates.
If only one cathode plate is used, it can have a shape chosen from among several different shapes. For example, the plate may consist of a strip or ribbon wound in a spiral shape, or folded in a zig-zag or accordion fashion. If more than one plate is used, these can be oriented so that their holes align so that an anode wire can be arranged so that it passes through the centers of the holes in each group. The set of plates, which may be called the cathode, as well as the anode wires are housed in an envelope made of glass, made of metal or any other suitable material, this envelope being preferably filled with a suitable gas.
FIG. 2 shows a set of plates from inside a meter, this set comprising plates 11, in which holes 12 are made for the passage of the anode wires 13, and being generally housed in a casing of glass (not shown). The envelope contains a suitable gas or gas mixture, such as a mixture of argon and alcohol at an appropriate pressure, of the order of 12.5 to 50 mm Hg. The anode wire (s) are maintained at a positive potential with respect to the plates and a resistance R is introduced into the circuit. Normally, the potential difference between the anode assembly and the cathode plates is about sufficient for a discharge to take place, but it is not high enough for this discharge to take place.
If a particle capable of ionizing the gas contained in the envelope passes through the meter, a discharge takes place with the production of a current of the order of a few microamperes.
This results in a voltage drop across resistor R and the discharge ceases after a relatively short period of time. By suitably amplifying the sudden drop in voltage across resistor R, in the well known manner, a mechanical recorder or other device capable of recording the discharge of the meter can be operated due to ionization of the meter, which upon discharge causes a sheath to form around the anodic wire, with a tendency for the ion sheath to move along the wire, the counter can be rendered unresponsive for an appreciable time so that during this period, counting is made impossible. The unrestricted movement of this ion cladding gives rise to a loss of efficiency.
Because of the high ionization, per unit length of the path followed by the radiation, for example that of cosmic or beta rays, even for a relatively low density of the gas in the meter, an efficiency is obtained for these rays. , very close to 100% in a usual meter.
However, the probability that a gamma ray can give rise to ionization in the gas is considerably less, and in practice all counts due to the passage of gamma rays result from electrons ejected by the plate cathode as a result of the interaction of the gamma ray with the atoms of cathode matter.
The probability that such an interaction takes place increases when the thickness of the wall of the cathode increases because, since the order of magnitude of an electron, being part of the cathode matter and receiving energy
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gie gamma rays, is limited, little is gained by giving the thickness of the plate or plates a value greater than that corresponding to double the average size of the particles.
For plate type meters, such as that shown in Figure 2, it has been found that the strength of the electric field, that is to say the electric field obtained by the potential difference between the anode wire (s) and the cathode plates which surround them, is relatively small or small in the gaps existing between the cathode plates and spaced apart from the anode wire (s), near the wall of the envelope of the contour. This distribution of the field is undesirable because more efficient counting can be achieved by a more even distribution of the field throughout the volume of the meter.
If there are regions where the field strength is not large enough, such as near the wall of the meter, the ejected electrons may not reach the anode wires and therefore cannot trigger a signal or pulse. . On the other hand, they can spread or circulate unnecessarily and can therefore be lost or appear later at a bad time, thus being the cause of a defective counting. The possibility that a meter could do a bad count is important because it determines the stability of the meter.
All of the above and, in addition, the geometric characteristics of the meter, the materials used in its constitution and the type of radiation to be detected serve to determine the efficiency of the meter which can be defined as being the measurement of the number of counts per unit of volume of the meter in a given field of gamma rays.
Returning to the question of the distribution of the electric field, it is obvious that with a cathode constituted by plates having a relatively large diameter, the use of a single anode wire along the axis of the set of plates. gives rise to an intense field around said axis and to a weak field around each of the plates and near its contour. With a small cathode plate, such as the one having a diameter of 28.5 mm and an anode hole whose diameter is about 12.5 mm, the irregularity of the field is not so obvious. On the other hand, with larger cathode plates, the diameter of which is of the order of 75 and 100 mm, the weak field region is important.
To avoid this poor distribution, several holes placed in alignment are made in the cathode plates and the anode wires are housed in these holes. In this way, several regions with a strong field are obtained and the total distribution of the field is made more uniform so that the electrons, thrown in any way in the counter, reach an anode and trigger a signal or a pulse. While we might believe that we can increase the number of anode wires ad infinitum to make the field more uniform, we see that by proceeding in this way we decrease the extent of the plates and we reduce, consequently , the efficiency of the meter.
It has been found that there is an optimum relation between the number of anode wires and the surface of the plate and for which a suitable intensity and distribution of the field is obtained as well as a desired value for the extent of said plate. .
This relation takes into account the distance S (figure 2) between the plates, the surface A (figure 2) of the plates and an experience coefficient K If we consider a plate 14, like that of Figure 1 which has a hole 15 having a diameter of 12.5 mm while the plate has an outer diameter of 28.5 mm, it has been found that K has a value between 4 and 8, preferably a value of approximately 6. This value of K is based on a gap between the plates of between approximately 3.2 mm and 6.4 mm, preferably approximately 4.8 mm as the hole in the plate for the passage of the anode wire, has a diameter equal to at least twice the value of S and, preferably, equal to a value between three or four times the value of S.
Although not a factor of consideration, the diameter of the anode wire is generally between 0.025 and 0.25 mm.
Using the factors listed above, the optimum number
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n holes distributed substantially uniformly in a cathode plate can be determined by the following formula:
EMI4.1
where A = surface of the plate; S = distance between the plates; K = constant.
For plates having an annular shape with an inside diameter Di and an outside diameter Do, the formula can be changed as follows
EMI4.2
By applying the first formula to the plate of figure 1 with an outside diameter of 1.125 "we determine n as follows:
EMI4.3
When the outside diameter is 2 ":
EMI4.4
When the outer diameter is 2.5
EMI4.5
When the outside diameter is 3 ":
EMI4.6
When the outer diameter is 4 ":
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EMI5.1
When we consider that the hole in a plate having a diameter of 1.125 "has an area of about one square inch and that n for that plate is equal to 1, it is evident that n is approximately equal to the area of the plate. expressed in square inches or their equivalents. This is confirmed by the following table giving the value of n for the plates mentioned above
EMI5.2
<tb> Diameter <SEP> of <SEP> Approximate <SEP> area
<tb>
<tb>
<tb> the plate <SEP> n <SEP> A <SEP> in <SEP> inches <SEP> squares.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
2 "<SEP> 3 <SEP> 3.1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2.5 "<SEP> 5 <SEP> 4.0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3 "<SEP> 7 <SEP> 7.1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 4 "<SEP> 13 <SEP> 12.6
<tb>
The measurements are shown above in inches but it is obvious that these values can be replaced by their equivalents.
The above relations establish the optimum compromise between the surface of the plate which it is desired to be as large as possible in order to increase its capacity to intercept radiation and the reduction of this surface by the corresponding number of holes drilled in it. ci and anode wires necessary to make the field strength sufficiently uniform.
The invention also consists in improving a counter of the kind in question so that its efficiency at high counting speeds is improved. For Geiger-Mueller type counters, ionization takes place mainly in a sheath which runs along the anode wire and, when it is triggered, it extends along this wire. When the wire has an appreciable length, it is desirable to limit the amplitude of the displacement of the ion sheath because this makes the counter insensitive. This limitation is especially desirable when it is desired to operate the counter at high counting speeds. - vées. Otherwise, the relatively long periods of insensitivity of the counter prevent it from counting an appreciable number of radiations.
The manner in which the displacement of the ion sheath is limited, in accordance with the invention, can be explained with reference to FIG. 3 which shows a detector with a casing 21 made of a suitable material, a series of cathode plates 22, a series of conductive plates 23 spaced apart from each other while having a significant thickness, that is to say ¯. the order of two or three times the thickness of the cathode plates.
The plates 23 are set between groups of cathode plates 22 being substantially parallel thereto while having a somewhat smaller diameter. as shown. An anode wire 24 is accommodated in the aligned holes 25 of the plates 22 and in the holes 26 of the plate 23, these holes 26 having a considerably smaller diameter than that of the holes 25. A connecting rod 27 through of the aligned holes of the plates 22 is connected to the plates 23. The meter is filled with gas, at reduced pressure, as explained above.
For a counter thus constituted, the movement of the ions along the anode wire is stopped by a variation in the intensity of the electric field formed in the gas surrounding the wire, this variation being such that 1 '
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field strength, near the plates 23, is less than that which causes progressive ionization.
If it is assumed that the anode wire 24 is at the operating potential El of the meter and that the cathode plates 23 are at their normal potential, the plates E2 are at a voltage E2 such that the potential difference between the anode wire 24 and each of the plates 23 forms an electric field in the holes 26 the intensity of which does not aid ionization along the anode wire and intervenes to prevent movement of the ion sheath. It can therefore be assumed that the sections 31, 32y and 33 of the counter are separated from each other with regard to the displacement of the ions along the anode wire.
It is obvious that the counter can be subdivided into as many sections as desired by inserting a sufficient number of plates 23 between the cathode plates 22. '
The rod 27 which connects the plates 23 is of such dimensions that it does not create an intense electric field between it and each of the cathode plates 22. All of the plates can be held in place by suitable insulators not shown.
Figure 3 shows a detector with a single anode wire, but it is obvious that the device which acts on the movement of the ions can be applied just as well to detectors with several anodes, like that of figure 2.
It follows from the foregoing that the invention makes it possible to obtain an optimum compromise between the dimensions of the plates and the distribution of the field in counters of the plate type. With the additional arrangement of limiting the movement of the ion sheath along the anode wires, the sensitivity and efficiency of the meter can be brought closer to a desired maximum.
As goes without saying and as it follows moreover already from the foregoing, the invention is in no way limited to that of its modes of application or to those of the embodiments of its various parts, having been more especially indicated; on the contrary, it embraces all the variants.
CLAIMS
1 Radiation detector with a substantially uniform distribution of the intensity gradients of the electric field and with a relatively high efficiency, this detector comprising several cathode plates spaced apart and substantially parallel while having substantially equal surfaces, each plate being pierced with a hole or several evenly distributed holes, these holes being aligned in groups and each group of holes being crossed by an anode wire insulated from said plates, the number of holes in each of said plates being approximately equal to the area of one of said plates, expressed in square inches, while the distance between the plates is of the order of 3.2 to 6.4 mm.