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DOSIMETRE A COMPTEUR DE GEIGER.
A l'aide de chambres d'ionisation, on peut mesurer quantitative- ment des doses de rayons X et gamma, comprises, entre 10 -6 et environ 10 r/s. Mais déjà pour mesurer des doses inférieures à 10 -4 r/s, il faut des chambres à air de grand volume pour obtenir les courants d'ionisation né- cessaires pour un enregistrement. Ces courants sont mesurés en les écoulant à travers une résistance ohmique de valeur élevée, et en appliquant la ten- sion produite aux bornes de la résistance, par exemple à la grille d'un tube électromètre. Plus le courant d'ionisation est faible, plus la résistance d'écoulement doit être élevée; si cette résistance dépasse environ 10 10 Ohms, les difficultés d'isolement deviennent trop grandes pour des appareils tech- niques.
Des chambres sous pression peuvent élargir l'étendue de la plage de mesure tout au plus d'une puissance de 10; mais elles sont inutilisables si l'on désire mesurer, outre les rayons X et gamma, aussi des rayons bêta sup- posant une mince fenêtre d'entrée pour les rayons.
Des compteurs de Geiger, par contre, ayant une sensibilité beau- coup plus élevée sont susceptibles de mesurer des doses descendant jusqu'à la radioactivité terrestre. Toutefois, ils deviennent défaillants lors du fonctionnement dans leur domaine normal de décharge, dit domaine de Geiger lorsqu'il s'agit de mesurer des intensités de rayonnement supérieures à 10-4 r/s étant donné qu'ils ont un pouvoir de résolution limité.
Or, les problèmes qui se posent notamment pour la défense passi- ve contre les armes atomiques, exigent des indications quantitatives dans une plage de mesure particulièrement étendue.
En effet, il faut pouvoir mesurer des rayonnements ne dépassant que faiblement la radioactivité ,terrestre normale, c'est-à-dire 10@@ r/s, d'une part, et des doses allant jusqu'à 10 r/s, d'autre part. Une telle plage de mesure s'étendant sur 8 puissances de dix ne peut être balayée que
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par un tube détecteur fonctionnant aussi bien dans le domaine proportionnel que dans le domaine de Geiger.
On connaît de tels dispositifs, dans lesquels le courant du compteur est mesuré en utilisant la chute de tension apparais- sant aux bornes d'une résistance ohmique de valeur élevée pour commander'un amplificateur dont la sortie est branchée sur un appareil à aiguille; toute- fois, ces dispositifs ne se prêtent pas à des mesures sur le terrain étant' donné qu'il faut pour celles-ci des modes de réalisation simples, bon marché, portatifs et insensibles au point de vue mécanique, c'est-à-dire des appa- reils à batterie d'une consommation minimum, de préférence exempts d'ampli- ficateurs, de batteries de chauffage complémentaires et d'appareils à ai- guille.
Ces conditions peuvent être remplies en combinant, suivant l'in- vention, la possibilité de faire fonctionner le tube détecteur dans le domai- ne proportionnel et dans le domaine de Geiger, avec la mesure de la valeur - seuil décrite dans le brevet de perf. du 8.10.52, dans lequel un enregistre- ment ne se produit que lorsque la chute de tension aux bornes d'une résis- tance d'écoulement dépasse la tension d'amorçage d'un tube à relaxation.
L'amplificateur est remplacé par un tube à relaxation sans chauf- fage; le dépassement de la valeur seuil'fournissant une mesure quantitative pour la dose active est, par exemple, indiqué par un écouteur, ce qui rend inutile un appareil à aiguille. La puissance nécessaire est minime. D'autre part, il ne faut qu'une seule résistance d'écoulement étant donné que la sen- sibilité du compteur de Geiger et ainsi les valeurs seuils peuvent-être ré- glées uniquement par la modification de la tension du compteur de Geiger.
La fig. 1 montre le schéma de principe : la batterie haute ten- sion 1 fournit, par l'intermédiaire du potentiomètre 2 et de la résistance ohmique de valeur élevée 3, la tension variable pour le compteur de Geiger 4. Le courant du compteur s'écoule à travers la résistance d'écoulement 5 sur laquelle sont branchés en parallèle un condensateur 6 ainsi qu,'un tube à relaxation 7 associéà l'écouteur 8. (Le but de la résistance de réglage 9 indiquée encore à la fig. 1 sera exposé plus loin). Lorsque la chute de tension aux bornes de 5 dépasse la tension d'amorçage du tube à relaxation, un craquement se produit dans l'écouteur.
Le réglage de la tension du compteur de Geiger peut s'effectuer aussi bien à l'aide d'un potentiomètre à gradins qu'à l'aide d'un potentio- mètre à variation progressive, c'est-à-dire qu'on peut choisir une série de valeurs seuils séparées ou établir, à l'aide d'un potentiomètre à variation progressive, n'importe quelle valeur intermédiaire.
L'appareil est encore simplifié en étalonnant la position du potentiomètre en unités de dose. Le potentiomètre remplace alors un appa- reil à aiguille. Etant donné qu'on peut parcourir toute la gamme de fonction- nement du tube détecteur, depuis le domaine proportionnel jusqu'au domaine de Geiger, à l'aide d'un seul potentiomètre ayant une résistance ohmique é- levée, de façon à modifier la sensibilité du compteur de Geiger d'un grand . nombre de puissances de dix, le même potentiomètre suffit pour des mesures intéressant un grand nombre de puissances de dix.
Dans la pratique, on a choisi une plage de 5 puissances de dix (10 -b à 10 -1 r/s). On obtient qua- litativement la plage située en-dessous en supprimant la résistance des va- leurs seuils (charge directe du condensateur par le courant du compteur de Geiger), l'opération d'enclenchement pouvant être accouplée à la rotation du potentiomètre.
Il est avantageux que les mêmes déplacements angulaires de l'é- chelle du potentiomètre entraînent la même variation de sensibilité du comp- teur de Geiger. Ceci est d'abord en contradiction avec la caractéristique habituelle du compteur de Geiger étant donné que celle-ci monte d'abord len- tement dans le domaine proportionnel, puis brusquement à la tension dite d' amorçage, et ensuite de nouveau lentement dans le domaine de Geiger. Dans l'intervalle de transition entre le domaine proportionnel et le domaine de .
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Geiger, déjà de faibles rotations du bouton de potentiomètre suffiraient pour provoquer des variations très grandes de la sensibilité. Dans cette région, les valeurs d'étalonnage pour des doses différentes seraient donc très rapprochées et une lecture précise des valeurs intermédiaires serait impossible.
Pour cette raison, l'invention propose en outre, d'adapter la caractéristique de la résistance du potentiomètre à la caractéristique du compteur de Geiger de telle façon que les mêmes variations de la sensibili- té et ainsi du rayonnement (par exemple 10-5 r/s, 10 -4 r/s, 10 -3 r/s etc. ) correspondent environ à des déplacements angulaires similaires du po- tentiomètre. Par conséquent, la résistance du potentiomètre n'est pas linéai- re mais varie, d'une façon irrégulière, inversement par rapport à la sensi- bilité du compteur de Geiger.
Lors de l'utilisation de compteurs de Geiger à remplissage nor- mal dont la caractéristique est alors très raide dans la région de la ten- sion d'amorçage, une telle caractéristique du potentiomètre ne peut être obtenue que d'une façon très imparfaite, et est difficile à reproduire.
L'invention propose donc en outre d'utiliser des compteurs de Geiger ayant une caractéristique peu raide, dans lesquels la transition entre le domaine proportionnel et le domaine de Geiger a une allure peu raide.
On obtient un ensemble particulièrement facile à manipuler en associant, d'une façon fixe, ce potentiomètre à l'enveloppe du compteur de Geiger, comme représenté fig. 2. Sur la fig. 2, 1 désigne l'enveloppe du compteur de Geiger, 2 un chapeau rotatif s'emboîtant sur l'enveloppe du comp- teur de Geiger et solidaire de l'axe du potentiomètre, ledit chapeau compor- tant des repères 3 sur lesquels sont marquées les valeurs de rayonnement cor- respondantes en r/s. L'enveloppe du compteur de Geiger porte le point de re- père 4 nécessaire pour la lecture. Le câble 5 sert au raccordement du compteur de Geiger à la batterie.
Etant donné que l'indication du compteur de Geiger dépend de la tension de celui-ci, on obtient des indications fausses lors d'un déplacement de la plage de tension du potentiomètre par rapport à la tension du compteur de Geiger (tension d'amorçage), par exemple lors d'une variation de la tension de la batterie ou de la tension d'amorçage (par exemple par une élévation de température).
Il est donc préférable de rendre variable la plage de tension appliquée au potentiomètre, à l'aide d'une résistance de réglage 9 branchée entre la batterie et le potentiomètre, et de déterminer son réglage par rap- port à la tension d'amorçage par l'action des rayons d'un produit d'étalonna- ge sur le compteur de Geiger, c'est-à-dire de régler, avant la mesure du ray- onnement proprement dite, le potentiomètre sur un repère 6 (fig. 2) associé au produit d'étalonnage, et de faire varier la résistance de réglage de tel- le façon que le dispositif de mesure soit juste déclenché par le produit d' étalonnage.
REVENDICATIONS.
1) Dispositif pour la mesure quantitative de la dose de rayons X, gamma et bêta, à l'aide d'un compteur de Geiger, caractérisé en ce que 1' indication ne se produit que lors du dépassement d'une dose déterminée, et que cette valeur seuil peut être réglée en modifiant la tension du tube dé- tecteur dans une plage comprenant le domaine de Geiger et le domaine propor- tionnel de la caractéristique du compteur de Geiger.