Chambre d'ionisation portative à réponse logarithmique

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Chambre d’ionisation portative à réponse logarithmique

M. Brière, A. Rogozinski, J. Weill

To cite this version:

697

[1]

CRAWFORD B. L. et DINSMORE J. H. L. - J. Chem.

Phys., I950, 18, 983.

[2]

CRAWFORD B. L. et DINSMORE J. H. L. - J. Chem.

Phys., I950, 18, I682.

[3]

VINCENT J. - J.

Physique Rad.,

I950,

11, I D.

SUR LES

POSSIBILITÉS

D’EXTRAIRE L’ION

HYDROGÈNE

DES SOLUTIONS

ÉLECTROLYTIQUES

Par M. L.-H.

COLLET,

Laboratoire de

_{Physique-Enseignement,}

Sorbonne.

La nature de l’ion

_hydrogene

dans les solutions

électrolytiques

nous est

_inconnue.

Plusieurs

hypo-th6ses ont ete faites a son

_sujet;

M. E. _{Darmois pense}

qu’il

s’agit

d’un

_proton.

Dans un article recent

[I],

M. E. Darmois a rassemblé les diverses considerations

qui

viennent a

_1’appui

de son

_hypothese

et montre que, si celle-ci est

correcte,

il faut n6cessairement attribuer a l’ion H+ dans la solution un 6tat semi-li bre assez

_comparable

a celui de l’ électron dans le métal.

L’energie

de liaison de l’ion est son

_6nergie

d’hydra-tation ;

pour

H+,

elle serait de 256

kcal,

soit,

pour un

proton,

11 semble que

1’6nergie cinétique

du

proton

dans la solution reste

_{toujours n6gligeable}

devant Eh, Si l’on assimile le

_proton

a _{la molécule d’un gaz}

_parfait,

on a A 25°

_{C, l’énergie}

moyenne aT = 6. 10-14,. Si l’on

admet la théorie de

Sommerfeld,

on trouve _que

1’6nergie cin6tique

du

proton

reste inf6rieure a

N 6tant le nombre de

_particules

libres dans le volume

V;

on aura une limite

_sup6rieure

de En2 en

prenant

le

_proton

«

_encage

» _par

_quatre

moIécules

d’eau

(N

= _I, V = 4 x 25.

JO-24)

et une limite infé-rieure en consid6rant 1’eau pure

(N = 10-7. 6. 1020,

V =

I);

on trouve ainsi 10-21 Em Io-15. Ces

valeurs,

tres

_faibles,

_{s’expliquent}

_{par la} masse élevée de

l’ion H+ et la

grande

dilution du

_milieu;

elles

jus-tifient

l’adoption

de la théorie de Drude-Lorentz.

Eh

repr6sente

donc,

en

_{premiere approximation,}

le travail

qu’il

faut _{fournir pour extraire le}

_proton

de

la solution. Ce resultat n,e pourra widemment pas

etre atteint par elevation de

_{temperature (oc T 41--}

E It

donne T =

₈₉

oooOK),

mais _nous

envisageons

les

procédés

suivants :

io Le choc

materiel,

obtenu en bombardant la solution avec des

_{particules d’energie}

suffisamment

6lev6e;

a. Dans une

_d6charge

entre la solution et un metal

ext6rieur,

celui-ci 6tant

cathode,

les ions

n6gatifs

-

qui

peuvent

etre des electrons - viennent a la surface du

liquide;

si la chute de

_potentiel

sur celle-ci est de 30o

V,

un ion 0--

_(cas

de 1’etincelle dans

1’air)

l’atteindra avec une

_6nergie

2 eV =

_g,6.

_10-10 =

5oEh.

Nous avons

_explique

ainsi

_{quelques particularités}

de ces

_{d6charges qui}

mettent

en jeu

les ions H+ de la solution et

_degagent

une

_{grande 6nergie}

a la

cathode;

b. Par des

_particules

libres. Un electron rencontrant un

_proton

lui

_{communiquera,}

en

_supposant

le choc

élastique, 1’energie

Eh s’il a 6t6 acc6l6r6 par un

potentiel

m

_d6signant

la masse de

1’electron,

M celle du

_proton.

Le calcul donne

_{V =A 5}

oo V et, pour

l’électron,

une vitesse

_d’impact

voisine de 4o ooo km : s.

N6anmoins,

la

_pression

restant

notable,

il conviendra d’utiliser un canon a electrons encore

_{plus rapides.}

20

_{L’absorption}

d’un

_rayonnement

de

_longueur

d’onde suffisamment faible telle que

hv--, Eh;

1’6nergie

Eh

correspondant a ),

= I 100 Å :

a. Il sera int6ressant

_d’operer

au

_voisinage

de cette

limite,

dans l’ultraviolet de

Lymann.

Les difficultds semblent devoir etre consid6rables dans

_{l’ atmosphère}

au contact de la solution. L’issue

_pourrait

etre dans

1’emploi

d’une

paroi

limitant la

_{phase liquide,}

assez peu absorbante pour le

rayonnement

et

_qui

se lais-serait traverser par les

protons;

il serait alors

possible

d’etudier les

propriétés

des

_particules

6mises dans un espace

compl6tement

vide;

b. On

_peut

enfin

_prendre

une

_longueur

d’onde

nettement

_plus

_petite

et se

_placer

_{dans le} rayon-nement _{X moyen.}

_L’aspect

du

_phénomène

sera

diffe-rent,

car le

_proton

libere

_poss6dera

encore une

_grande

6nergie;

l’absorption

d’un

_quantum

X de

0,4 A,

par

exemple,

lui

_communiquera

une vitesse initiale

Nous 6tudions ce

_phenomene;

la encore les difficultés

expérimentales

sont

_grandes

du fait de l’ionisation intense du milieu.

Quelle qu’en

soit

_l’issue,

ces diverses

_experiences

nous

_permettront

de

_pr6ciser

la structure de l’ion

hydrog6ne.

[1]

DARMOIS E. 2014

J. Physique Rad.,

I950,

11, 577.

CHAMBRE D’IONISATION PORTATIVE

A

RÉPONSE

_{LOGARITHMIQUE}

Par M.

BRIÈRE,

A. ROGOZINSKI et J.

_WEILL,

Commissariat à

l’Énergie

atomique,

Fort de

_Châtillon,

_{Fontenay-aux-Roses}

_(Seine).

Le

_principe

de la mesure

_{logarithmique}

de faibles

courants 4 l’aide de diodes

_[1]

a 6t6

_applique

dans la realisation d’une chambre d’ionisation

_portative

de

protection

4

r6ponse

logarithmique

(modele « Babylog »,

698

Commissariat a

_I’Rnergie

atomique) pr6sentant

les

avantages

suivants :

a.

_Suppression

des resistances de

fuite,

ainsi que du

_{dispositif à}

_grand

isolement nécessaire à leur commutation dans les

_montages

habituels

_[2];

b.

_Suppression

du _passage a

_grand

isolement,

resultant de la

_possibilit6

de

_placer

la

_lampe

6lectro-m6tre utilisée a l’int6rieur memo de la chambre

d’ionisation;

c. Lecture imm6diate sur un

_appareil

de mesure

usuel,

a

_r6ponse

lin6aire,

pourvu d’une

graduation

logarithmique,

de

courants

d’ionisation

s’etendant sur

_plusieurs

d6cades

_(trois

dans le modèle

réalisé).

La

précision

ainsi obtenue est

_largement

suffisantes pour les mesures de doses en vue de la

_protection

du

personnel.

Principe

du

_{montage. -}

Dans le

_present

dis-positif,

on

_emploie

une seule

lampe

éIectromètre dont on utilise la

_portion

_{logarithmique}

de la

carac-tdristique

du courant de

grille

dans un

_montage

à

grille

isolde

_{[3] (fig.}

_i),

_portion

_{correspondant A}

des

polarisations

Vg allant

du

_voisinage

du

_{« point}

d’6qui-libre »

_X,

_jusqu’A

une certaine valeur Y. La

region

de la

caract6ristique

du courant

_plaque

_{I p}

en fonction

Fig. i. -

Caractéristiques

(I,, V go)

et

_{(I , V ),}

trac6es

respectivement

en coordonn6es

semi-logarithmiques

et lin6aires.

de X

_Vg

Y est sensiblement lin6aire. 11 en r6sulte que, pour cette

region, Ip est 6galement

une fonction linéaire du

_logarithme

de

_Ig.

Nous avons

donc

_{1p - Io}

= B

log

I.,

ou

_Io

et B sont des cons-tantes.

Dans le cas ou

_Ig

est une fonction lin6aire de l’intensit6 du

_rayonnement

_qui

traverse une chambre d’ionisation

_(ou

une cellule

_{photoelectrique),}

_Ip

sera

également

une fonction linéaire du

_logarithme

de l’intensité du

_rayonnement.

Stabilité du

_{systeme. -}

_Tout comme _pour une

diode,

la

_{variation AV/}

du

_chauffage

du filament

Fig. 2.

Schema de _montage d’une chambre d’ionisation _portative a _{r6ponse logarithmique.} La _{lampe électromètre, placée} A l’int6rieur de la chambre, est alimentee par des passages

(stéatite) à

isolement relativement faible. Le conducteur reli6 a la _grille de la

_lampe

sert d’électrode collectrice. L’ensemble a la forme d’un pistolet; G

représente l’appareil

de mesure _{(0 à 7 5 li A)} et I _{l’interrupteur} actionn6 par la

gachette du _pistolet.

Le _poids total de

_1’appareil

peut dtre r6duit a _{40o g} pour un

fonctionnement autonome de 5oo h environ.

de la triode entraine un

_deplacement

sensiblement

parallèle à

elle-meme

_ide

la

_{caract6ristique}

_{Ig ( vg)}

et _{provoque ainsi} une variation de la constante

_Io.

D’autre

_{part, AV/}

entraine une variation sensible de la

_pente

de la

triode,

d’ou une variation de la

constante B. Le

_chauffage

de la triode devra donc

etre assure _par une

_pile

de bonne stabilite et de

capacite importante.

On obtient un contr6le

_rapide

de

_{1’6talonnage}

de

_{I’appareil,}

en le soumettant au

rayonnement

d’une source 6talon.

Les

_{caractéristiques principales}

du fonctionnement

de

_1’appareil

realise

_(fig.

2)

sont :

_lampe

Victo-reen

_{5803; Vf i, i V;}

_{If == 8 MA; o,5 V Vg o;}

r oo A

I p

7 5 ti A;

Vp

= 6

V ; appareil de

mesure

75 p.A, comportant

une

_graduation

_unique

cou-vrant 0,01 2013 o,i - I -

10

_Rcentgens

_par 8

_h;

volume de la

_chambre,

2oo

_emS;

courants

d’ionisa-tion

mesur6s,

io-11, a 10-11 A environ.

Dans le cas ou l’on se _{propose de} mesurer des intensitds de

_rayonnement

plus

importantes (appareils

de d6fense

_passive),

il suffit d’utiliser un

_appareil

de mesure moins sensible que l’on pourra alors pour-voir d’une 6chelle

_{plus dtendue;}

on

_{peut 6galement}

reduire le volume de la chambre.

_Remarquons

que, dans le cas des courants d’ionisation tres

_importants,

on _pourra se

_dispenser

de

_1’emploi

d’une

_lampe

du

type lampe

électromètre.

L’6tendue des mesures _{couverte par}

_rappareil

699

[1]

J.

_Physique

Rad., I95I, 12, I44.

[2]

WEILL J. - Les

appreils de mesure destinés à la pro-tection du _personnel contre les _rayonnements radio-actifs. Onde

_Électrique,

I950, 30, 328. Voir notamment : ROGOZINSKI A. - Les

lampes

électro-mètres, Techniques Générales du Laboratoire de

Phy-sique, II, Paris, I950, p. I4I.

ROBINET POUR GAZ PURS

COMPRIMÉS

A DES PRESSIONS DE L’ORDRE DE 1000

ATMOSPHÈRES

Par MM. S. ROBIN et B. VODAR.

Il est difficile de trouver dans le commerce des robinets r6sistant sans aucune fuite a des

_pressions

gazeuses

supérieures à

I

_{o0o atm;}

le

_problème

se

complique

lorsqu’on

desire travailler avec _{des gaz} purs

susceptibles

de dissoudre la

graisse

ou les

mati6res

_{organiques employees}

dans le

_{presse-6toupe.}

Le

_type

de robinet

_qui

fait

_l’objet

de la

presente

Note a 6t6 _{utilise par} nous,

_pendant

_plusieurs

ann6es dans nos travaux sur la dissolution des solides

dans _{les gaz}

_{comprimés [1]}

et nous a donne toutes satisfaction. Enti6rement

_m6tallique,

toutes ses diff6-rentes

_{pieces, pr6alablement nettoy6es, peuvent}

6tre

6tuv6es a 250 ou 3ooo C

_pendant

_plusieurs

_heures,

ce

_qui

assure une

_{propreté rigoureuse.}

_Son

presse-6toupe

en

_plomb

mont6 suivant le

_principe

de 1’« aire non

_{supportee » [2]}

ne

_peut

_pas

_{fuir, puisque}

la

pression

dans

_{le joint}

est

toujours supérieure à

la

_pression

du gaz

comprimé.

Ce robinet est

_{représenté figure}

_{I; le corps} est en acier

_inoxydable

non

_traite;

le

_pointeau

1

_(en

acier

inoxydable trempé)

est

_pouss6

_{par l’intermédiaire du}

joint

de

_plomb

2 et d’une

bague

3 par la

piece

filet6e 4.

Les

_pi6ces

1 et 3

ajust6es

au

_I/looe

de millimetre

portent

des chanfreins a

450

sur

_{lesquels reposent}

de

_petits

anneaux de cuivre destinés à

_emp6cher

le

_plomb

de « filer ». La manoeuvre _{s’effectue par la} cl6

_6;

un

_dcrqu

5

_permet

d’6craser le

_joint

sans

qu’aucune pression

gazeuse ne s’exerce sous la

_pièce

1

et d’assurer ainsi 1’etancheite a basse

_{pression (et}

au

_vide).

Le seul inconv6nient de ce robinet reside dans le fait

_qu’il

est un _{peu dur a} manceuvrer a cause

de la

grande

surface de frottement du

plomb

sur

1’acier

_(1),

mais avec une clé 6 munie de bras assez

longs,

cette manoeuvre ne

présente

aucune diniculte et le robinet

_peut

etre ouvert à I 000 atm avec un débit aussi faible

_qu’on

le désire.

Ce robinet doit

_pouvoir

rendre des services a tous ceux

_qui

utilisent des _gaz

_comprimes

_(et

particuli6re-ment _{des gaz}

_purs)

a des

_pressions

de

_quelques

cen-taines

_{d’atmospheres ;}

des robinets de ce _genre

pourraient,

par

exemple, équiper

les tubes de gaz

comprimes

et

_{principalement}

ceux _{de gaz} rares ou il faut allier une

_parfaite

_{propret6 A}

une

_parfaite

étanchéité. La realisation que nous mentionnons ne

représente

widemment

_qu’une

des modalités

_possibles

de l’utilisation des

joints

auto-erreurs dans la cons-truction des

robinets;

cependant,

dtant donne la

simplicitd

du

dispositif

propose

nous avons

jug6

utile de le faire connaitre.

[1]

ROBIN S. et VODAR B. - C. R. Acad. Sc., I950, 230,

I840. - ROBIN S. - C. R. Acad. Sc.,

I950,

231, 2I8.

[2]

BRIDGMAN P. W. - The Physics of

high

pressure, Londres,

1931, p. 32.

(1)

Celle-ci _pourrait dtre r6duite en effectuant le

glisse-ment _plomb-acier sur la surface lat6rale interne du joint