Ensemble détecteur de particules nucléaires Le brevet principal a pour objet un ensemble détecteur de particules nucléaires utilisable pour la localisation de particules beta et de photons gamma ou X, caractérisé en ce qu'il comprend une chambre à étincelles présentant une enceinte occupée par un gaz et dans laquelle sont disposées une anode et une cathode entre lesquelles est interposée une grille, ces trois électrodes étant parallèles, des moyens pour éta blir entre l'anode et la grille une différence de potentiel légèrement inférieure à la tension disruptive et entre la cathode et la grille une tension de collection des élec trons vers l'espace grille-anode.
Le présent brevet a pour objet un tel ensemble et elle vise à réduire le temps mort du détecteur de parti cules et augmenter sa durée de vie, d'une manière très simple et n'entraînant l'emploi d'aucun dispositif com plexe.
Conformément à l'invention, l'ensemble détecteur de particules nucléaires, utilisable notamment pour la visualisation de l'impact des particules B et de photons X ou gamma, est caractérisé en ce que l'anode est cons tituée de plusieurs éléments électriquement séparés les uns des autres, de surface sensiblement égale et indivi duellement réunis au pôle positif d'une source de haute tension.
Avantageusement chaque élément d'anode est réuni au pôle positif de da source de haute tension par une résistance. De préférence, les valeurs des résistances de connexion des éléments d'anode à la source de haute tension sont égales.
Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention, en se référant d'abord à l'objet du brevet principal; dans ce dessin: la fig.1 représente un ensemble correspondant à l'objet du brevet principal, la fig. 2 représente une anode divisé conforme à la présente conception, et la fig.3 est un schéma électrique représentant la connexion d'une bande d'anode à un anneau collecteur que l'on voit à la fig. 2.
Le détecteur stationnaire A, représenté par la fig.1, comprend une enceinte étanche constituée par un manchon cylindrique 2 dont l'extrémité supérieure est fermée par une glace transparente 4 et dont l'extré mité inférieure est constituée par une cathode métal lique mince 6, une feuille d'aluminium, par exemple. Cette lame mince est soutenue par une plaque 10 percée d'orifices parallèles, qui joue le rôle de collima teur, la plaque peut être par exemple en plomb, en acier inoxydable en tungstène, en argent . . .
A l'intérieur de l'enceinte remplie d'un gaz, sont disposées, au-dessus de la cathode et parallèlement à celle-ci, une grille métallique ou électrode auxiliaire à mailles fines 12 et une anode 14 à surface transparente conductrice, en verre conducteur par exemple.
Si le détecteur A était rempli d'un gaz rare pur, on ne pourrait obtenir d'image d'une source radioac tive par contre si on ajoute une quantité appropriée de vapeur organique absorbant les rayonnements ultravio lets du gaz ionisé, on peut produire des étincelles en présence de ladite source pourvu que la valeur de la tension grille-anode soit judicieusement déterminée.
Chaque fois qu'une particule est décelée par le détecteur A, des molécules de vapeur organique sont détruites mais la production d'étincelles entraîne une destruction beaucoup plus importante de ces molé cules, il en résulte une limitation de la durée de vie des détecteurs à gaz fonctionnant en régime d'étincelles.
On reviendra maintenant sur la formation de décharge dans le détecteur A sous l'action de parti cules. Quand des photons X ou gamma sont transmis par le collimateur 10 et traversent la cathode 6, ils donnent naissance par interaction avec les atomes du gaz de remplissage à des électrons primaires ionisants entre cathode et grille la trace ionisée des électrons pri maires est constituée d'électrons secondaires qui, sous l'effet du champ électrique, traversent la grille et pénètrent dans l'espace grille-anode où règne un champ qui est beaucoup plus intense que celui entre cathode et grille.
Dans ce dernier champ les électrons déclenchent le phénomène d'ionisation cumulatif ou d'avalanche qui aboutit à la formation d'une étincelle et à la visualisation du point d'impact de la particule.
Lorsqu'un étincelle éclate entre la grille et l'anode, la capacité entre ces électrodes, fonction de leurs dimensions, se décharge et la résistance en série avec l'espace grille-anode est déterminée de façon que la constante de temps de recharge soit suffisamment grande pour éviter la formation spontanée d'une nou velle étincelle, au même endroit en l'absence de parti cules détectée. Ce phénomène de recharge conduit à temps mort relativement grand de l'ensemble du détec teur, cause de perte d'informations.
On a préconisé l'utilisation d'un dispositif d'extinc tion de l'étincelle qui permet de dériver par un court- circuit extérieur une partie des charges accumulées sur la capacité grille-anode et de rendre le détecteur plus rapidement disponible pour déceler une nouvelle parti cule. Dans ces conditions on réduit le temps mort et on augmente la durée de vie du détecteur.
Le dispositif d'extinction de l'étincelle est constitué par un dispositif à décharge éclateur ou tube à vide qui court-circuite l'espace grille-anode du détecteur. La mise en court-circuit doit être déclenchée très rapide ment, on utilise dans ce but un dispositif électronique très rapide qui est onéreux.
Le titulaire a réalisé un détecteur stationnaire muni des perfectionnements ci-représentés et comprenant notamment une anode à vingt éléments qui a donné toute satisfaction.
Dans un détecteur stationnaire de particules à anode non divisée les étincelles éclatent entre deux électrodes: grille et anode présentant une capacité de 70 pF environ. Dans le cas d'une anode divisée, la capacité entre chaque élément d'anode et la grille est réduite à 5 pF environ. Il en résulte que l'utilisation d'une anode divisée permet, sans diminution des per formances, de ne pas employer de dispositifs électroni ques coûteux de court-circuit. En outre, au cours du temps mort d'un détecteur élémentaire correspondant à un élément d'anode, une particule ou un photon tra versant un autre détecteur élémentaire peut être pris en compte ce qui augmente le nombre d'étincelles utiles et réduit le temps mort du détecteur global.
L'anode est constituée en général (Fi-. 1) d'un pla teau de verre circulaire 14 que supporte un anneau métallique 16 à rebord extérieur réalisé par exemple, par un dépôt conducteur de faible résistance, et qui est recouverte sur sa face inférieure d'un revêtement conducteur 18 d'oxyde d'étain par exemple, de résis tance notable.
Ainsi que le montre la fig.2, le dépôt d'oxyde d'étain n'est pas continu mais est constitué de vingt régions séparées 20 de résistance au carré constante, chacune ayant une frontière voisine de l'anneau 16. Chaque élément d'anode est réuni au pôle positif de la source de haute tension par une forte résistance.
Le schéma de répartition des différents éléments d'anode illustré par la fig.2 est obtenu en divisant l'anode, au moyen de neuf droites parallèles en dix bandes de surface sensiblement égale qui sont toutes partagées en deux par un diamètre perpendiculaire à la direction des droites parallèles. Toute autre disposition équivalente permettant de réaliser facilement les connexions élément d'anode-source de haute tension par l'intermédiaire de l'anneau conducteur est tout aussi valable du point de vue électronique.
Suivant deux réalisations du titulaire on a utilisé deux catégories -de revêtement d'oxyde d'tain ayant des résistances de 250 ohms et de 3 kilohms au carré.
Les résistances de connexion 24 (Fig.3) des éléments d'anode à la source de haute tension sont en oxyde d'étain déposé sur verre mince et de telles résis tances d'une valeur moyenne de 35 M D sont collées sur la face du plateau 14 la moins recouverte par l'an neau conducteur, elles relient électriquement l'extré mité des demi-bandes et l'anneau conducteur, le contact étant réalisé à l'aide d'une colle conductrice.