Dosimétrie X relative à un accélérateur d'électrons utilisé sous 0,2 à 1 Mv

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Dosimétrie X relative à un accélérateur d’électrons

utilisé sous 0,2 à 1 Mv

Y. Cauchois, A. Bernas, A. Gazaï

To cite this version:

123

DOSIMÉTRIE

X RELATIVE A UN ACCÉLÉRATEUR D’ÉLECTRONS UTILISÉ SOUS 0,2 A 1 MV

Par Y.

_CAUCHOIS,

A. BERNAS et A.

_GAZAÏ,

Laboratoire de Chimie _physique, Faculté des Sciences de Paris.

Résumé. 2014 L’article résume les _mesures destinées à

préciser les caractères des faisceaux X utilisables _produits par l’accélérateur précédemment décrit _[1], et _rapporte une étude _par dosi-métrie X des _{épaisseurs optima} des cibles d’or _{qu’il emploie.}

Abstract. 2014

The paper sums _{up measurements performed} with a view to determine the

charac-teristics of the effective _X-ray beam delivered _by the accelerator described [1] and _reports on a

study of the _optimal thickness of the _{gold target, by} means of _{X-ray dosimetry.}

PUDIQUE ,

PHYSIQUE APPLIQLÉE TOME _20, DÉCEMBRE 1959,

Nous allons résumer les _{études effectuées par}

dosimétrie X afin de déterminer les caractères

optima

de certaines cibles et

_{plus généralement}

les

possibilités

du

_montage

accélérateur d’électrons décrit dans un

_précédent

article

_[1];

comme source

de

_rayonnement

X.

Dans ces

_études,

_pour minimiser les

rayon-nements diffusés et _{par suite de difficultés dues} à la localisation de

_{l’appareillage,}

nous n’avons _pas

dépassé

une

_puissance

d’environ 1 kW sous 1 MV

maximum.

_Cependant,

des irradiations sont~

effec-tuées,

parallèlement

à cette

_{expérimentation,}

à des

puissances

deux ou trois fois

_{supérieures,}

_pour des

recherches de chimie sous

_rayonnement.

Dans cet

_{exposé succint,}

nous ne conserverons

pas

toujours

l’ordre

chronologique.

Nous allons décrire tout d’abord les

_expériences

relatives aux

cibles, puis

les mesures destinées à caractériser le

montage

quoique

ces dernières aient _été

progres-sivement

_répétées

à mesure _{que le rendement était} accru _{par l’amélioration des} cibles.

Choix des cibles. Estimation des

épaisseurs

optima.

-

Lorsqu’il s’agit

de

_produire

du

rayon-nement en vue d’un

_emploi

_déterminé,

il est bon de se

_placer

dans des conditions telles que l’on

bénéficie au mieux des caractères de l’émission.

En

_particulier,

on souhaite en

_général

obtenir

l’in-tensité maxima

_compatible

avec le rendement

limite du _processus en

jeu

manifestement

insur-montable. Il est nécessaire de connaître alors

_quelles

seront les conditions d’excitation les

_plus

avan-tageuses,

quelle

direction d’utilisation et

_quelles

géométries

seront les

_plus

favorables. On

_peut

dire que

l’emploi

d’un accélérateur pour un but choisi se fera dans les meilleures

_conditions,

si l’on a

déterminé _pour lui un certain nombre de données

qui

permettent

d’obtenir un rendement

_pratique

maximum et des modalités de travail aussi

favo-rables _que

_possible.

Un

_{problème important}

est celui de la source

même de

_{rayonnement :}

la cible.

Rappelons quelques

faits connus : si l’on

bom-barde une cible

_(ou

_anticathode)

_{par un faisceau}

d’électrons

_d’énergie

individuelle

_{e v,}

seule une

petite partie

de

_l’énergie

totale

_transportée

vers la cible par l’ensemble des électrons

_pendant

un

_temps

donné se retrouve dans tout

_l’espace,

_pendant

le même

_temps,

sous forme de

_rayonnement

X.

La distribution

_spectrale

du

_rayonnement

con-tinu « de

_freinage

» ou «

_{Bremsstrahlung}

» débute

à une

_fréquence

limite et s’étend vers les

_petites

fréquences.

Pour les cibles

_épaisses,

elle atteint un

maximum d’intensité à une

_fréquence

de l’ordre

de

_0,6

à

_0,4

vmag.

La contribution du

_rayonnement

_{caractéristique}

étant

_négligée,

le ‘rendement maximum de la trans-formation de

_{l’énergie cinétique}

des électrons

exci-tateurs en

_énergie

de

_{rayonnement peut,}

dans la cible

_épaisse,

être estimé à l’aide des théories des

pertes

d’énergies

des électrons et de l’émission du

«

_{Bremsstrahlung}

». Les calculs n’ont _{pu être}

con-duits _que sous certaines

_{approximations.}

On admet

par

exemple :

que la

perte

d’énergie

d’un

électron par rayonnement le

_long

de son _{parcours dans} la cible est

_négligeable

devant la

_perte

_par

_{ionisation ;}

que la perte

d’énergie

par

rayonnement,

par unité de _parcours,

_{proportionnelle}

au carré du numéro

atomique Z,

reste _{à peu}

_près

_{indépendante}

de

l’énergie

de l’électron le

_long

de son parcours (ce

qui

est

_acceptable

en tout cas si

_{l’énergie cinétique}

de l’électron est faible _par

_rapport

à son

_énergie

de

masse) ; que

le terme

_{logarithmique}

de

_{l’expression}

de Bethe _{pour la}

_perte

_d’énergie

_par ionisation

peut

être

_négligé.

Sommerfeld a _{montré que} dans

le cas non

relativiste,

l’intensité totale

_rayonnée

entre deux

_{fréquences v}

et v

+ dv

est alors de la forme :

où Vmax =

eV /h

=

Elh

est la

_fréquence

limite du

spectre

continu.

L’intensité totale de tout le

_spectre

continu

rayonné

dans tout

_l’espace,

_rapportée

à un

élec-tron,

est alors :

124

et le rendement du processus de

rayonnement :

Son

_expression

reste _{la même pour} un faisceau

d’électrons

_transportant

vers la cible un

_{courant i,}

c’est-à-dire d’une

_puissance

Vi.

Malgré

les

_{approximations}

_faites,

cette relation

est _{à peu près}

_acceptable

dans le domaine

d’éner-gie

E où nous nous trouvons. Si l’on

_{exprime E}

en

_MeV,

les estimations

_théoriques

s’accordent

avec certaines déterminations _pour donner à k

une valeur de l’ordre de

_10-3@

ce

qui indique

une

limite

_supérieure

de l’ordre de

_quelques

_%

_pour le rendement en

_rayonnement

de toute

_fréquence

émis dans tout

_l’espace

à 1 MV par une cible

lourde. L’ordre de

_grandeur

de k reste assez bien

vérifié par

l’expérience

dans de

_larges

_limites,

ainsi _que sa constance. D’une manière

_générale,

il semble _{que les}

_{approximations}

des

_{spéculations}

théoriques

soient moins exclusives

_qu’on

aurait _pu le craindre _{pour leur} validité dans le domaine

_qui

nous intéresse.

Contrairement au

_rayonnement

_{caractéristique}

et même _{pour les cibles conventionnellement}

« minces _», où n’interviennent ni la diffusion des

électrons ni

_{l’absorption,}

le

_rayonnement

continu

. est émis suivant une distribution

spatiale

forte-ment

_anisotrope

_(1).

Le volume

_{représentatif}

de la distribution d’intensité est de révolution autour

de la direction initiale de l’électron. Aux très

_petites

valeurs de

_.E,

comme

indiqué

_{par la} théorie

clas-sique,

la direction d’émission totale maximum est

normale à celle-ci. Aux vitesses relativistes

crois-santes,

la direction de ce _maximum fait un

angle

de

_plus

en

_{plus petit}

avec elle et tend

_rapidement

vers zéro.

Des études

_{expérimentales}

sur cibles

_épaisses

de

tungstène

utilisées _{par transmission,} mais

forte-ment

_{réabsorbantes,}

ont

_{indiqué [2]}

un

_rapport

d’environ trois entre les intensités mesurées à 0° et

à 90° _pour

_1,4

MV.

_{(Ce rapport}

était d’environ 200

avec une anticathode

transparente

mince

_[3],

ce

qui

permet

d’ailleurs de mettre en évidence

l’impor-tance de la diffusion des électrons dans les cibles

épaisses).

P

Nous avons choisi

d’employer

ici des cibles dites

« transparentes

»

(2).

Étant

donné que [4] le maxi-mum de l’intensité émise se situe

_déjà

à des

_angles

inférieurs à 30° de la direction du faisceau incident pour des

potentiels

de l’ordre de 150

kV,

nous

utilisons

_{avantageusement}

le

_rayonnement

émis

qui

est transmis à travers la

_pièce

_{anticathodique}

à peu

près

dans la direction de l’axe du tube.

Pour des irradiations de

_liquides

et surtout _pour des irradiations à

_température

contrôlée dans une

enceinte

_{calorimétrique}

ou au sein d’une enceinte refroidie à l’azote

_liquide

_par

_{exemple, l’empli}

d’un faisceau X vertical

_dirigé

vers le bas

_permet

de réduire au maximum

l’absorption

_par les

parois

de l’enceinte et des vases d’irradiation. La cible «

_transparente

» est donc doublement

_avantageuse.

Afin d’obtenir des intensités ou

’plus

exactement

des débits de dose de

_rayonnement,

aussi élevés _que

possible,

nous voulions réaliser des

pièces

antica-thodiques

dont le métal émissif ait un numéro

ato-mique

élevé,

et

_présente

une bonne conductibilité

thermique

pour une bonne tenue

_mécanique.

L’épaisseur

devait en être telle que l’émission soit

maximum et la

_{réabsorption}

_{minimum pour des} conditions choisies d’excitation. Il est clair a

_priori

que cette

épaisseur

doit être à peu

près

de l’ordre de

_grandeur

_{du parcours}

_pratique

des électrons.

(Les

émissions secondaires dues à un excès

d’épais-seur ne doivent pas compenser l’affaiblissement

qu’il

produit.)

Les parcours

pratiques

à 1 MeV dans

les métaux les

_plus

denses étant au

plus

de l’ordre

de

_quelques

dizièmes de mm, il fallait utiliser des feuilles ou des

_{dépôts métalliques}

_peu

_épais.

Ces

nécessités nous ont amenés à choisir l’or comme

métal

_émissif,

toutefois des essais se

_poursuivent

avec le

_tungstène

et l’uranium. Le tableau 1 donne

TABLEAU 1

les parcours

pratiques

des _{électrons dans l’or pour} différentes

_énergies

initiales des

_électrons,

calculés à l’aide de la relation de Katz et Penfold _pour

l’alu-minium,

en admettant une variation inversement

proportionnelle

à la densité

_[5].

Nous avons fait une étude de cibles constituées

par des feuilles d’or laminées,

simplement

refroi-dies à l’air

_comprimé,

formant « anticathode

fenêtre ».

Quoiqu’elles

offrent

l’avantage

d’un

ren-dement d’environ 30

_{% supérieur}

à celles

couram-ment

_employées,

nous n’en

_parlerons

_{à peu près}

pas

ici,

en

_particulier

_{parce que la}

_puissance

qu’elles

peuvent

supporter

est nettement

_plus

faible. Nous allons donc résumer l’étude faite sur le modèle

d’anticathodes

_{transparentes}

décrit dans

_[1].

Ces

(1) Pour les théoriciens du _rayonnement, une cible

« mince » a _{une épaisseur} telle _qu’un électron _{n’y puisse}

subir _{qu’un seul choc. Elle n’a pas d’intérêt} comme source

pratique de _{rayonnement que l’on} souhaite _produire avec une _grande intensité.

(2) Déjà vers 400 kV une anticathode classique nous

donnait des débits de doses de _{rayonnement inférieurs} à

anticathodes sont _{constituées par} un

_dépôt

d’or

(3)

sur une

_plaque

de cuivre refroidie à l’aide d’une

nappe d’eau courante retenue _par une

_plaque

en

dural. Les

_épaisseurs

actuellement

_adoptées

sont :

cuivre

_0,2

cm, eau

_0,5

_{cm, dural}

_0,15

cm. Le tableau 2 donne

_quelques

informations sur

l’affai-TABLEAU 2

AFFAIBLISSEMENT DU RAYONNEMENT X DANS DIFFÉRRNTS MILIEUX

blissement des

_rayonnements

_{monochromatiques}

de différentes

_fréquences

dans ces milieux et le tableau 3 dans

_1,7

mm _{de pyrex}

_(épaisseur

du

cou-vercle des cuves

_{d’irradiation).}

La

_fréquence

est

TABLEAU 3

AFFAIBLISSEMENT DU RAYONNEMENT X DANS LE PYREX

ÉPAISSEUR = _0,17 CM

(3) Les _épaisseurs des _dépôts d’or ont été _{estimées par}

pesée, contrôlées _chimiquement dans un cas et déterminée dans tous les cas _par une méthode _{d’absorption} de

rayon-nement y : le rayonnement de 96 keV de 97Tc, d’énergie

supérieure à _{l’absorption K} de l’or ; cette dernière

tech-nique permet de suivre les variations _{d’épaisseur} du _dépôt

sur la surface anticathodique.

indiquée

en

énergie

du

photon

correspondant

et

l’affaiblissement se

_rapporte

à un faisceau

parallèle

normal aux couches absorbantes. Il serait très

difficile de _{passer de là} au calcul

rigoureux

de la

diminution d’intensité du

_rayonnement

polychro-matique

émis _par la couche d’or

_qui

se _propage vers

l’espace

d’utilisation. D’une manière

_générale,

l’approche

purement

théorique

des

_problèmes

rela-tifs à la réalisation des

_pièces

_{anticathodiques}

les

plus

convenables est

_{impraticable.}

En

_fait,

la

_{prévision théorique}

des distributions

spectrales

et

_spatiales

_{des intensités émises par des}

cibles « minces » ne

_peut

se faire

_qu’avec

de

nom-breuses

_{approximations}

et dans des domaines par-ticuliers

_(non

relativistes ou relativistes

_extrêmes)

qui

ne

_comprennent

_{pas la}

_région

_0,1-.’L

MeV.

Certains calculs seraient

_possibles

à l’aide des valeurs des sections efficaces de chocs radiatifs déterminées

_{expérimentalement}

_[3].

Leur

exten-sion à des cibles «

épaisses

o serait hasardeuse.

L’évaluation des doses de

_rayonnement

suscep-tibles d’être

_produites

_par un

appareillage

126

de i

oentgens/minute

_par

exemple),

rel èvc-nt

actuel-lement de

_{l’expérience.}

Le calcul a

_priori

de

l’épais-seur d’or

optima qui,

_pour

chaque

tension

d’exci-tation donnerait à la dose de

_rayonnement

la valeur la

_plus

élevée dans le volume à

_irradier,

pendant

l’unité de

_temps,

nous

_ayant

_paru

prati-quement

impossible,

nous nous sommes donc

atta-chés à sa détermination

expérimentale.

Nous avons

effectué une étude

_{systématique}

des doses instan-tanées _{débitées par} l’accélérateur du laboratoire en

diverses

_régions

de

_l’espace

d’irradiation situé sous

la

_{cible, pour}

différentes

_épaisseurs

des couches d’or

émissives,

dans des conditions d’excitation variées. En vue de

l’emploi

de l’accélérateur pour des

recherches de chimie sous

_rayonnement

et _parce

que nous ne

pouvions

_pas

disposer

en _permanence

de chambres d’ionisation étalonnées _pour de fortes

doses,

nous avons eu recours à une dosimétrie

chi-mique.

La « dosimétrie

chimique

» a été contrôlée dans

quelques

cas _par une «

dosimétrie

physique

_», comme il sera

_indiqué

ci-dessous.

Nous avons

_employé

des solutions aqueuses

sul-furiques

de sulfate ferreux non

_{dégazées (solutions}

« aérées

_»).

Pourvu _{que l’on}

_dispose

d’un

spectro-photomètre

et _{prenne des}

_précautions

indispen-sables,

la méthode est relativement

_{fidèle, rapide}

et

simple.

Dans le cas du

_rayonnement

X excité sous un MV au

maximum,

et dont les fractions les

_plus

molles sont éliminées _{par filtration} à travers la

structure même de la

_pièce

_{anticathodique,}

il appa-raît _que sa

_{réponse peut}

nous donner avec une

précision

suffisante

_l’énergie

_dissipée

dans le volume de solution irradié.

De

_plus,

_{pourvu que} la _{contribution des} compo-santes molles du

_rayonnement

à

_l’énergie

absorbée soit

_faible,

les mesures donnent

approximati-vement aussi les variations relatives des intensités incidentes sur le dosimètre avec les conditions

expérimentales.

En effet, l’énergie absorbée qui peut être « _{active »dans}

la solution est, pour chaque fréquence incidente v .

si x est l’épaisseur de la solution.

Iei, t est le _temps d’irradiation en _{secondes, pendant}

lequel l’intensité _Iov est _supposée constante.

T est le coefficient total d’affaiblissement et ven le

coef-ficient _{d’absorption énergétique,} pour la fréquence v.

Or, ven dans l’eau varie peu avec v et Tx reste faible devant l’unité _pour la gamme d’énergie hv entre 100 keV

et 1 MeV, si x reste assez _{petit. De sorte que pour toutes}

les valeurs de v en _{jeu et par} suite _{pour tout le spectre}

actif, on _peut considérer _{approximativement} que l’inten-sité incidente _{Io correspondant} à toutes les _fréquences v est _{proportionnelle} à _l’énergie absorbée totale E, si l’on maintient constant le _{temps auquel} se _rapportent les

mesures.

Techniques

des mesures. - Nous

nous sommes

placés

dans les conditions suivantes : la solution

irradiée est une « solution aérée» de sulfate ferreux

(sel

de Mohr

_Merk)

10-3

_M,

dans de l’eau tri-distillée

_puis

additionnée d’acide

_{sulfurique (Merk)}

jusqu’à

0,1

N. Les ions

_ferriques

formés ont été dosés par

spectrophotométrie,

au maximum de leur

bande

_{d’absorption}

vers 304 _my.

L’énergie

E

absorbée dans la solution

_après

un

_temps

déterminé

d’irradiation se calcule alors à

_partir

de la densité

optique

mesurée

_d,

du coefficient d’extinction

molaire E et du rendement

_{d’oxydation}

du sulfate ferreux

_représenté

_{par le nombre G} d’ions Fe+++ formés _pour une

_énergie

absorbée de 100 eV. On a

pour

E,

en eV par cm3 de solution :

N est le nombre

_{d’Avogadro,}

d est ici

_rapportée

à 1 cm

_{d’épaisseur}

de

_solution,

c étant

exprimé

en molesl , l .

Nous avons

_pris

_pour la valeur 2 ,150 moles-’.

déterminée

_{préalablement}

dans nos condi-tions de travail. Nous avons

_adopté

_{pour G} la valeur

_{généralement}

admise _{pour le}

_rayonnement

_y de

_6°Co,

soit G

_{=15,5 ;}

elle est

_acceptée

aussi pour le rayonnement X

_produit

sous des tensions

comprises

entre

_0,2

et 1 1B1V dont les fractions

molles sont filtrées.

Nous avons

_{toujours employé}

des durées

d’irra-diation t telles _{que la} concentration en

_oxygène

disponible

soit suffisante pour assurer

l’indépen-dance à t des

_énergies

E mèsurées. Dans ces

condi-tions,

et _{pourvu que}

_l’énergie

soit

_apportée

à débit

constant,

représente

le débit de dose. Il

_peut

être utile de

_l’exprimer

en

_{roentgens par}

_minute,

en

_particulier

_{pour le comparer directement} aux

chiffres fournis par la dosimétrie

physique,

ainsi

qu’aux

valeurs de flux de

_rayonnement

_publiées

pour d’autres

montages.

Ce

changement

d’unité

présente cependant

l’inconvénient d’introduire un

facteur de conversion C

_qui

_dépend

de la

_qualité

du

rayonnement

(4)

et de la valeur

_adoptée

_pour

_W,

l’énergie

nécessaire à la formation d’une

_paire

d’ions. Nous avons

pris

la valeur C =

58,1.1012

pour ce facteur de conversion

(5).

(4 ) En effet, le _{passage de l’énergie} absorbée dans

0,001293 g d’air qui définit le _roentgen, à _l’énergie absorbée dans 1 cm3 de solution, fait intervenir, outre la densité de la solution, le _rapport des coefficients _massiques

d’absorption énergétique dans l’air et dans la solution.

(5) Cette valeur est correcte pour un _rayonnement

. monochromatique de 1 MeV si l’on se réfère à 1 _{g d’eau}

pure à 20 °C (masse spécifique de l’eau _0,998) et avec

W = _32,5 eV, étant alors admis

que l’absorption

énergé-tique n’est due _qu’à l’ef’fet Compton (le rapport des coef-ficients _{énergétiques d’absorption massique} de l’air et de l’eau est alors _égal au _rapport des densités _{électroniques,} soit =

1,11). C _augmente si l’on _augmente la valeur admise

pour W et diminue _lorsque le _{rayonnement comporte} des

composantes moins _{énergiques agissant} aussi par effet

photoélectrique. La valeur _adoptée pour C présente un

arbitraire et introduit une erreur variable avec la tension,

On a alors :

ou

Le choix des valeurs discutées et les erreurs de mesure

_(l’erreur

sur d

_provient

en

particulier

du

fait que le

_{spectrophotomètre}

n’était _pas

ther-mostaté)

entraînent vraisemblablement une erreur sur D de l’ordre de 10

%,

ce _{que confirme la}

compa-raison avec les résultats de la dosimétrie

_physique.

Pour la détermination des « cartes de

_champ

»

(cf.

ci-dessous),

nous avons

_employé

des faisceaux de

_petits

tubes en _{pyrex de} 13 mm de

_diamètre,

disposés

en couronnes

_{concentriques}

sur un

_support

en

_plexiglas.

Le volume du

_liquide

irradié dans

chaque

tube a été fixé à 3

cm3,

donc la hauteur du

liquide

à 23 _mm, sauf dans les

_expériences

rela-tives à la variation~,de la dose avec la hauteur du

liquide

(cf. plus loin).

Pour toutes les autres

_{expériences,}

nous avons

opéré

avec des boites de Pétri en _{pyrex de} 37 mm

de diamètre

_intérieur,

coiffées de couvercles en

pyrex de

1,7

mm

_{d’épaisseur.}

Le volume irradié

était de 5

_cm3,

ce

qui correspond

à une hauteur de

liquide

de 17 mm.

Les distances

_indiquées

dans le texte _{pour les}

différentes cuves sont

_{toujours comptées}

du fond intérieur de _{la cuve,} à la surface de l’anticathode.

Il n’a pas été tenu

_compte

de l’effet des

_parois

de _pyrex

_{qui cependant}

intervient différemment dans le cas des tubes étroits et des cuves

larges ;

mais il ne doit pas affecter notablement les

obser-vations relatives effectuées à l’aide d’une même

géométrie.

La détermination d’une dose de

_rayonnement

par la

technique indiquée

fournit une valeur

moyenne

qui dépend

de la hauteur et de la surface de

_{liquide irradiée,}

toutes choses

_égales

d’ailleurs. Si l’on fixe

_{rigoureusement}

la

_position

d’un modèle déterminé de dosimètre et les conditions de

production

du

_rayonnement,

la valeur de la dose

est fonction de la hauteur du

_liquide.

~

La loi de variation de la dose _{moyenne E indiquée} par la dosimétrie est à _{peu près} donnée _{par :}

où x est _{l’épaisseur} du _liquide et où E _représente

l’énergie totale absorbée.

Si l’on _peut définir des coefficients d’affaiblissement et

d’absorption énergétique indépendants des _épaisseurs uti-lisées et en _négligeant des effets secondaires :

Pour des _temps d’irradiation et des intensités _{I o}

cons-tants, l’énergie E1 absorbée par unité de temps dans le volume de solution irradié est _{proportionnelle} à

la valeur apparente de _l’énergie absorbée par CM3 dépend donc de ’t" et de la hauteur du _liquide d’une manière

com-pliquée. Pour du _{rayonnement homogène,} elle décroît _quand

x croît.

_

Toutefois,

nous nous sommes

_placés

dans des conditions _{telles que les} variations de

_El

dues à

cet effet restent faibles. Nous l’avons vérifié

expé-rimentalement.

Au

_contraire,

la distribution

_{superficielle}

d’inten-sité au niveau des dosimètres étant fortement

inho-mogène,

la surface de la cuve

_{dosimétrique}

influe

fortement sur

_E1.

Mais on a _{pu constater que la}

moyenne des valeurs de

.E1

correspondant

à un

jeu

de

_petits

tubes couvrant la surface d’une cuve

large

est _{à peu}

_{près égale}

à la valeur de

_El

fournie par cette cuve

_large.

Pourvu _{que les}

_{caractéristiques}

de

_l’optique

du

faisceau d’électrons excitateurs ne se modifient pas.

les mesures relatives effectuées à l’aide d’un même

dosimètre,

en

_{position fixe,}

à hauteur de solution

constante, permettent

de déterminer les conditions

optima

de débit de

_dose,

en fonction de

_{l’épaisseur}

de la cible _par

_exemple.

Une série

_{d’expériences}

a été faite à l’aide de

diverses cibles

_qui

ne différaient _{que par}

_{l’épaisseur}

du

_dépôt

d’or

_{émissif, pour}

différents débits

main-FIG. 1.

tenus

_constants,

à tensions variables. La

_figure

1

reproduit

deux courbes obtenues à

_0,5

et 1 mA

avec un

_dépôt

de

_{79 y}

_{pour des} tensions

crois-santes entre

_0,2

et La distance du dosimètre

large

à la cible était de

_7,5

cm. Les résultats obtenus

pour

plusieurs

débits à différentes

reprises

sont

128

courbes de _{variation de dose par unité de temps} en

fonction de

_{l’épaisseur}

_{d’or pour} un débit choisi et

différentes tensions. La

_figure

2 donne un réseau de

telles courbes _{pour 0,5} mA et des tensions éche-lonnées entre

_0,3

et 1 MV.

Nous y avons

porté

les parcours

pratiques

p

FI G. 2.

d’après

Katz et Penfold

_[5]

_{pour les électrons}

d’énergie

initiale

_{correspondante.}

Il

_apparaît

qu’une épaisseur optima

se manifeste nettement

au-dessus de

_0,6

_{MV ;}

sa valeur est à _peu

_près

égale

à p pour

0,6

MV et lui devient nettement inférieure au-dessus.

_Cependant,

l’allure assez

apla-tie des courbes montre _que l’on

_peut

_employer

une

même anticathode _pour une _{gamme de} tensions assez étalée sans _que la dose soit

_trop

inférieure à son maximum

_{possible. Ainsi,}

une

_épaisseur

d’or

de 120 _[1. donne satisfaction _{pour des} tensions entre

0,5

et 1 MV. Mais

_l’emploi

d’une couche de 80 [1.,

plus

favorable aux basses

_tensions,

est encore

acceptable

dans tout le domaine de travail.

Obseivations relatives aux caractères du

fais-ceau. - ~ La

_géométrie

du faisceau

_pourrait

peut-être se trouver

_légèrement

modifiée _par une

varia-tion du débit dans le tube. Nous avons

cependant

obtenu des variations de doses à tension fixe sensi-blement

_{proportionnelles}

au courant i dans le tube

(fig. 3).

De

_plus,

nous avons constaté que le fait

d’agir

sur la tension de focalisation du

_faisceau,

c’est-à-dire de modifier volontairement la densité

élec-tronique

dans la tache

_focale,

n’influe _pas

nota-blement sur les doses mesurées dans le dosimètre

normal de

_{grand diamètre,}

_{pourvu que l’on} reste

FIG. 3.

dans certaines limites. La

_figure

4

_correspond

à des

mesures effectuées à 82 mm d’une cible dont la

couche d’or avait

_{120 ~ d’épaisseur,}

sous

_{0,4, 0,6}

et

0,8

MV et 1

_{mA ;}

la tension de focalisation a varié

distri-bution

_spatiale

observée dans un

_plan

normal à

l’axe à l’aide des faisceaux de

_petits

tubes

dosi-métriques

varie avec la focalisation comme le

montrent à titre

_d’exemple,

les deux relevés de

« cartes de

champ

» _{effectués pour} deux tensions de

focalisation

_(140-240

unités

_arbitraires)

à

_0,6

MV et 1 mA avec la même anticathode

_{(fig. 5).}

Les

FIG. 5.

chiffres

_{supérieurs correspondent}

à une moins

bonne focalisation. "

Nous avons aussi relevé les débits de

_{dose, pour}

certaines conditions

_{d’expériences,}

dans un

_plan

vertical contenant l’axe du tube. On

_peut

ainsi

tracer des «

_isodoses

» telles que celles

reproduites

figure

6.

Les conditions

_{expérimentales}

ne sont _{pas les}

mêmes que ci-dessus et ne

_{correspondent}

_pas à une

épaisseur

d’or

_optima

_{pour la} tension d’accélé-ration. Ces conditions sont

_0,6

2

_mA,

tension de focalisation 110 unités

_arbitraires,

la cible

com-portait

une couche d’or de 45 _y. Les chiffres

enca-drés sont relatifs à une cible à émetteur de

tung-stène de

_0,4

mm

_{d’épaisseur.}

Ces

_graphiques

sont

présentés

pour donner une idée de la distribution

relative du débit de dose

_{lorsqu’on s’éloigne}

de

l’axe,

à différentes hauteurs. Ils n’ont _pas encore

été _{redéterminés pour} les conditions

standards

de

fonctionnement actuelles.

Dosiutétrie

_physique.

~-- Nous avons

effectué des

contrôles des déterminations de débits de dose

à

l’aide de 2 chambres Victoreen.

_L’une,

utilisable

jusqu’à

100 _r, n’a _pu servir

_qu’à

des mesures à très faibles débits

_{électroniques}

et à

_grandes

dis-tances de la cible.

L’autre,

utilisable

_jusqu’à

2 500 _r,

nous a

principalement

servi pour l’étude

d’anti-cathodes

_{transparentes}

non

refroidies,

sans

_support.

A

_partir

d’une loi de variation du débit de dose admettant sa

proportionnalité

au débit

électro-nique

(ce

qui

est bien

_vérifié)

et au carré de la dis-tance

_(ce

_qui

est moins

_exact),

nous avons constaté que toutes corrections faites les déterminations

«

_chimiques

» se trouvent confirmées à

_{quelques %}

près.

Conclusion. ~- En

conclusion,

nous _{pensons que}

cette

_première

étude

_{dosimétrique complète}

notre

précédent

exposé

sur les

caractéristiques

de

l’accé-lérateur d’électrons de notre

_laboratoire,

utilisé

comme source de

_rayonnement

X et

_qu’elle

pré-sente en outre un intérêt

_{plus général.}

Il semble en effet que le

problème

de

_{l’épaisseur optima}

des

130

sion d’autres élaborations. En

_général,

les anti-cathodes _{étaient utilisées lsoit par}

_réflexion,

soit par « transmission » mais alors avec des

_épaisseurs

de métal émissif

_{beaucoup plus grandes,}

de l’ordre de

_plusieurs

mm au _{lieu d’environ}

_0,1

mm

pour 1

MV, par

exemple.

Ce fait

explique

que le rendement de notre

_montage

en

_énergie

de

rayon-nement X utilisable soit

_apparemment

bien

supé-rieur,

ce

_qui

est

_avantageux

_par

_rapport

à

_l’énergie

dépensée

dans le tube et _par

_rapport

au

rayon-nement

_parasite,

entre autres le

_rayonnement

dif-fusé dans le

_voisinage.

Par

_contre,

les informations

habituelles relatives aux

_protections

contre le

rayonnement

direct, indiquées

en fonction du

vol-tage

et du débit

_{électronique}

dans le

_tube,

devraient être _{reconsidérées pour tenir}

_:compte

du fait _que l’émission effective de nos cibles est

_plus

considé-rable que celle des

montages

qui

ont servi à les déterminer.

Nous

_exprimons

nos très vifs remerciements à

tous rios _camarades de laboratoire

_qui

ont

colla-boré à cette étude sous l’un ou l’autre de ses

aspects

divers,

tout

_{spécialement}

à Dax pour la réalisation des

_dépôts

d’or

_{anticathodiques,}

à M.

_{Despujols, Assistant,}

_pour la mesure de leurs

épaisseurs,

à M. Bensasson et Mlle Bodard _pour leur aide efficace dans les mesures

_{dosimétriques,}

à Mlle Y. Héno _pour une aide constante dans la considération des

_{problèmes théoriques}

sous-jacents.

Nous remercions aussi la Société Dalic en la

personne de son Directeur M.

_Icxi,

_{pour les}

faci-lités

_qui

nous ont été offertes de réaliser les

_dépôts

d’or,

par ses

_procédés,

dans leurs laboratoires.

Nous remercions vivement M. le pr

_Magnan

et

M.

_Ligonière,

du Laboratoire de

_Synthèse

Ato-mique

d’Ivry,

de l’aide

_qu’ils

nous ont

_apportée

pour les mesures

_physiques

des doses.

Manuscrit reçu le 31 _juillet 1959.

BIBLIOGRAPHIE

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_Physique

Rad.

(Phys.

appl.), 1959, 20,

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_(C.),

_Phys.

Rev., 1954, 96, 1344.

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[4] DETERMANN _(H.), Ann. _{Physik, 1937, 30, 481.}

[5] KATZ _(L.) et PENFOLD _{(A. S.),} Rev. Mod. _{Phys., 1952,}

24, 28.

REVUE DES LIVRES NASLIN _(l’.), Les automatismes à _séquences. (1 vol.,

16 x 25 cm, 240 pages, Dunod, Paris, 1958, 2 700 _F.). Parmi les robots que l’homme a construits on _peut

dis-tinguer deux _grandes familles : les _systèmes asservis et les automatismes à _séquences. Les _premiers sont généralement

chargés de _remplir une mission _simple et bien définie en

présence d’éléments perturbateurs. Ils sont _capables

d’apprécier l’ef’fet de leur action et de la comparer au but fixé. Au moyen d’une chaîne de réaction ils peuvent ainsi doser leur effort suivant la façon dont ils s’écartent du but. Au contraire les automatismes à _séquences ne se

préoc-cupent pas en _principe des _{perturbations qui} peuvent gêner

leur action. _{On suppose qu’elles} sont sans effet. Par contre

on _peut leur confier des tâches multiples et compliquées

nécessitant un effort _logique.

Au cours du _{développement} de l’automatisme dans le monde moderne les _systèmes asservis et les automatismes à _{séquences jouent} un rôle d’une égale importance.

Pourtant, alors que les uns font _l’objet d’une littérature

abondante, peu d’ouvrages à ce jour étudient

ration-nellement les autres.

On voit donc l’intérêt du livre de _{l’ingénieur} en chef

Naslin pour l’ingénieur qui aborde ces _problèmes. Le _sujet est traité de _{façon générale} avec de nombreux exemples d’applications ; l’utilisation des méthodes exposées per-mettra heureusement dans certains _problèmes de _remplacer le flair et l’intuition par le raisonnement logique.

Cet ouvrage comble aussi un vide de la littérature

scien-tifique française, si l’on _{excepte l’ouvrage} de MM. _Higonnet et Gréa : Étude _logique des circuits _{électriques Fet} des sys-tèmes linéaires. Les _{ingénieurs engagés} dans la construc-tion de machines à calculer numériques ou de centraux

téléphoniques pourront savoir gré à l’auteur d’avoir rendu assimilable en peu de temps ce _qu’ils n’ont _{acquis qu’au}

bout de _longues années.