CH396235A - Installation comprenant un dispositif de mesure destiné à être utilisé avec un faisceau de particules d'énergie élevée - Google Patents

Description

  
 



   Installation comprenant un dispositif de mesure destiné à être utilisé avec un faisceau de particules d'énergie élevée
 La présente invention a trait aux machines, telles que les accélérateurs, qui forment des faisceaux de particules d'énergie élevée.



     I1    a été constaté expérimentalement que tout faisceau de particules chargées, ayant une énergie élevée, ionise l'espace avoisinant à un degré qui varie avec la proximité du faisceau et son intensité.



   Ce dispositif est destiné à être utilisé avec un faisceau de particules d'énergie élevée se propageant dans une enceinte fermée et l'installation est caractérisée en ce qu'elle comporte une ou plusieurs chambres d'ionisation, placées à proximité du faisceau à mesurer, et des moyens permettant de mesurer le degré d'ionisation dans ces chambres.



   Le dessin ci-annexé représente, à titre d'exemple, quelques formes d'exécution de l'objet de l'invention.



   La fig. 1 montre une première forme d'exécution.



   La fig. 2 en est une variante.



   La fig. 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la fig. 2.



   La fig. 4 montre une autre variante, et
 la fig. 5 illustre schématiquement une autre forme d'exécution qui est utilisée avec un accélérateur de particules fonctionnant en impulsions.



   Sur la fig. 1, on a représenté un tronçon d'une enceinte fermée 1 à l'intérieur de laquelle se propage un faisceau de particules de haute énergie 2. Pour détecter la présence de ce faisceau et en mesurer l'intensité, une chambre d'ionisation 3 est aménagée à proximité immédiate de l'endroit de passage du faisceau 2. La chambre 3 fermée par un couvercle ou un bouchon isolant 4, a une paroi métallique 5 engagée dans la paroi métallique 6 de   enceinte    1.



   Une sonde conductrice 7, traversant le couvercle isolant 4, est plongée dans la chambre d'ionisation.



  Enfin, un ensemble, comprenant une source de courant 8 en série avec un galvanomètre 9 et une résistance 10, est connecté entre la sonde 7 et la paroi 5 de la chambre d'ionisation 3, celle-ci étant remplie d'un gaz qui peut être de l'air.



   En fonctionnement, le passage dans l'enceinte   I    des particules d'énergie élevée du faisceau 2 provoque une ionisation du gaz contenu dans la chambre 3.



   On pense pouvoir admettre que cette ionisation est due à l'action des particules provenant des zones périphériques du faisceau, celui-ci ayant une répartition gaussienne de densité (densité décroissant très rapidement entre l'axe du faisceau et sa zone périphérique).



   La source 8 débite alors un courant mesuré par le galvanomètre 9 et ce courant est fonction de l'ionisation, elle-même fonction de la proximité et de l'intensité du faisceau 2. Moyennant un étalonnage préalable du galvanomètre 9, les indications de celui-ci fournissent donc la valeur de l'intensité du faisceau étudié.



   La pression et la composition du gaz remplissant la chambre d'ionisation 3 sont choisies à volonté pour obtenir la meilleure sensibilité en fonction du problème donné.   I1    a été constaté, toutefois, qu'à partir d'énergies de quelques millions d'électronvolts, l'air à la pression atmosphérique donne des résultats très satisfaisants.



   La paroi 5 de la chambre d'ionisation peut être choisie en fonction de la nature du flux de particules. n est intéressant de choisir des matériaux dans les  quels la radioactivité induite a une période très courte. Dans tous les cas, le degré d'ionisation obtenu est une fonction des matériaux utilisés et de leur épaisseur.



   Les fig. 2 et 3 représentent une autre forme d'exécution, la fig. 3 étant une coupe transversale selon la ligne   IIt-III    de la fig. 2. Sur ces figures, la chambre d'ionisation 3 a une forme toroïdale; elle entoure complètement le faisceau de particules 2 qui se propage le long de l'axe d'une enceinte cylindrique 6. Un anneau métallique 20, disposé à l'intérieur du tore 5, concentriquement à celui-ci et au cylindre 6, forme la sonde de la chambre d'ionisation, et une tige métallique 7, traversant le bouchon isolant 4, connecte la sonde au circuit extérieur comprenant le galvanomètre 9, la résistance 10 et la source de polarisation 8, qui aboutit à la paroi métallique 5 de la chambre d'ionisation.



   On notera que dans la forme d'exécution de la fig. 1, les indications du galvanomètre 9 varient lorsque le faisceau de particules 2 se décentre. Par contre, avec la variante des fig. 2 et 3, quand le faisceau se décentre, l'ionisation est plus intense sur une partie de la chambre toroidale mais, pour un décentrement faible, le résultat global reste le même et l'indication donnée par l'appareil de mesure n'est fonction que de l'intensité du faisceau.



   La fig. 4 représente un dispositif comprenant quatre chambres d'ionisation (3), disposées symétriquement autour du faisceau 2, et un appareil de mesure 19 à aiguilles croisées. Les chambres d'ionisation sont alimentées par la source de polarisation 8 à travers les résistances 11, 12, 13, 14 respectivement, et chacune des résistances 15 et 16 de l'appareil de mesure 19 est parcourue par des courants de sens opposé provenant de deux chambres d'ionisation diamétralement opposées.



   Ce dispositif permet, après tarage des résistances 11, 12, 13 et 14, de figurer directement la position du faisceau 2 au croisement des aiguilles de l'appareil 19. L'appareil est très sensible au décentrement, l'ionisation croissant très rapidement avec la proximité du faisceau; il n'est donc précis qu'au voisinage du centre et tend à exagérer les indications du décentrement, ce qui constitue un avantage appréciable.



   Sur la fig. 5, on a représenté schématiquement un faisceau de particules 101 provenant d'un accélérateur et dirigé sur un électro-aimant d'analyse 102, généralement utilisé en liaison avec l'accélérateur pour extraire du faisceau principal un faisceau de particules 103, d'énergie connue, dans une bande délimitée par une fente d'analyse 104. Le champ magnétique fourni par l'aimant 102 et figuré par la croix B, est perpendiculaire au plan du dessin.



   Juste avant la fente d'analyse 104 et au voisinage du faisceau sont disposées des chambres d'ionisation 3 - au nombre de 5 dans le cas de la figure - du même type que celles des fig. 1 et 4.



   Les parois extérieures des chambres d'ionisation 3 sont reliées par une connexion commune à un pôle de la source de polarisation 8, et l'alimentation des électrodes centrales (sondes) des chambres 3 se fait à travers une résistance 105 et des tronçons de plus en plus grands d'une ligne à retard 106, connectée d'autre part à un oscilloscope cathodique 107. Ce dernier est balayé horizontalement par une base de temps en dent de scie, non figurée.



   En fonctionnement, le champ magnétique de l'analyseur 102 fait dévier les particules du faisceau 101 d'un angle d'autant plus grand que leur énergie est faible. Au voisinage des chambres 3, les particules sont donc classées dans l'ordre de leurs énergies et les courants débités par les diverses chambres 3 fournissent la mesure de l'intensité des particules aux diverses énergies.



   L'accélérateur fonctionnant en impulsions avec une fréquence de récurrence f, on ajuste la base de temps de l'oscilloscope 107 à la même fréquence de récurrence, et   l'on    donne à la ligne à retard 106 des dimensions telles que son retard total soit inférieur à   l/f.    On obtient alors sur l'écran de l'oscillographe une image du spectre des énergies de l'accélérateur, extrêmement précieuse pour faciliter les réglages d'une telle machine.
  

Claims (1)

1. REVENDICATION Installation comprenant un dispositif de mesure destiné à être utilisé avec un faisceau de particules d'énergie élevée se propageant dans une enceinte fermée, caractérisée en ce qu'elle comprend une ou plusieurs chambres d'ionisation, placées à proximité du faisceau, et des moyens permettant de mesurer le degré d'ionisation dans lesdites chambres.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Installation suivant la revendication, caractérisée en ce que les chambres d'ionisation pénètrent au moins partiellement dans l'enceinte fermée.

   2. Installation suivant la revendication, comprenant une chambre d'ionisation, caractérisée en ce que cette chambre a une forme toroldale, entoure le faisceau de particules et pénètre au moins partiellement dans l'enceinte fermée.

   3. Installation suivant la sous-revendication 2, caractérisée en ce que la chambre d'ionisation comprend une sonde en forme d'anneau.

   4. Installation suivant la revendication et la sousrevendication 1, dans laquelle l'enceinte fermée est cylindrique, caractérisée en ce qu'elle comprend deux paires de chambres d'ionisation, disposées symétriquement par rapport à l'axe de l'enceinte, et des circuits interconnectant les deux paires de chambres pour permettre de déterminer la position du faisceau à l'intérieur de l'enceinte.

   5. Installation suivant la revendication ou la sous-revendication 1, utilisable avec un accélérateur de particules chargées fonctionnant en régime d'impulsions, dans laquelle un faisceau unique est divisé en plusieurs faisceaux séparés suivant les énergies des particules, caractérisée en ce qu'elle comprend des chambres d'ionisation placées en ligne approximativement perpendiculairement aux chemins des différents faisceaux séparés, des moyens susceptibles d'imposer des retards différents à la transmission des indications des chambres d'ionisation différentes, et des moyens permettant d'afficher les indications retardées sur l'écran d'un oscilloscope à rayons cathodiques de manière à fournir une représentation visuelle des énergies des différents faisceaux séparés.