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Submitted on 1 Jan 1952
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Réabsorption du rayonnement diffusé dans une chambre
d’ionisation
H. Tellez-Plasencia, P. Théron
To cite this version:
297.
RÉABSORPTION
DU RAYONNEMENTDIFFUSÉ
DANS UNE CHAMBRE D’IONISATIONPar H.
TELLEZ-PLASENCIA,
Chargé
de Recherches au C. N. R. S.,Laboratoire Central des Services
chimiques
de l’État.et P.
THÉRON,
Professeur
auLycée Janson-de-Sailly,
de Paris.Sommaire.
- Les auteursappliquent les formules déduites dans un travail précédent, pour calculer
la réabsorption du rayonnement de fluorescence émis et réabsorbé dans une chambre d’ionisation,
au cas analogue de la réabsorption du rayonnement modifié par effet Compton. La correction peut
être importante lorsque l’absorption photoélectrique est faible vis-à-vis de la diffusion.
LE
JOURNAL-DE
PHYSIQUE ET LE RADIUM. TOME13,
MAI1952,
Dans un travail
précédent,
que nousdésignerons
par 1
[1],
l’un de nous aexposé
une théoriepermet-tant de passer des processus de
dégradation
del’énergie
d’un faisceau de rayons X dans un absor-bant et notamment dans un gaz, aux mesures decette
énergie
par l’ionisationqu’elle
yproduit.
Un article suivant de nous
deux,
que nousdési-gnerons par II
[2]
apermis
d’introduire unecorrec-tion
importante,
concernant l’excès d’ionisationproduit
par laréabsorption
durayonnement
de fluorescence dans l’enceinte de mesure, correctionnécessaire dans le cas des gaz lourds.
Nous avions
négligé
la correction de l’effetana-logue,
concernant laréabsorption
durayonnement
diffusé par effet
Compton
et réabsorbé surplace,
avant d’avoir
quitté
la
chambre
d’ionisation.Or,
cette correction n’est pas
négligeable
dans le cas des gazlégers
et notamment de l’air.En
effet,
la formule[1, (2)],
qui
établit lerapport
entre le travail d’ionisation W et
l’énergie
inci-denteI0,
peut
êtreprésentée
sous la forme suivante :avec :
C,
constante,
dépendant
dupotentiel
de formation d’unepaire
d’ions dans le gaz;oc, coefficient de formation de
photoélectrons;
T, coefficientd’absorption
photoélectrique;
0-E, coefficient de formation d’électrons derecul;
t..t, coefficient
d’absorption
totale;
X,
longueur
de la chambre d’ionisation(pour
ungaz à la
pression
p, enatmosphères,
onprend
pX).
Dans le cas d’un gaz
léger,
ri = 1; la fractionqui
figure
dans la formule(1) peut
s’écrire
yc étant le coefficient de diff usion
totale ;
7C === 0-E + 0-Sexprime
la somme des fractionsd’énergie
émises sous forme d’électrons de recul(0-E)
et de
photons
modifiés(,7s).
Or,
cette dernièrefrac-tion,
que l’on considère comme totalementperdue,
ne l’estqu’en partie;
lesphotons
incidents,
plus
oumoins
déviés,
etayant
perdu
uneportion
de leurénergie
initialesont,
enpartie,
réabsorbés. L’effetde la diffusion
est,
en somme,équivalent
à unélar-gissement
du faisceau et à uneaugmentation
de salongueur
d’onde. La fraction(2)
est,
pour deslongueurs
d’ondecourtes,
très inférieure àl’unité,
car T o-c et UE o-c ; la
réabsorption
tend àaugmenter
le numérateur etpeut,
de cefait,
modi-fier sensiblement la valeur calculée de W.
Le calcul de la correction se fait suivant un
procédé analogue
à celui de notre travail II(voir
fige 1
de cetarticle).
Si la fenêtre d’entréeR2 reçoit
une
énergie
Io
(dans
ce cas, il serait moins commodede
raisonner,
comme dansII,
sur le nombre desquanta),
l’élément de volumedv,
placé
à laprofon-deur x, recevra et réémettra sous forme de
photons
modifiés la fraction deIo exprimée
par(1)
l’élément
dv’,
placé
à la distance 1 dedv, réabsorbe,
et transforme en travail
électronique,
la fractionLa seule différence de cette formule avec
[ I I, (2)],
réside dans le fait que = coefficient
d’absorption
du
rayonnement
diffusé et E [Y ==’CD+
CTED = fractionde cette
absorption
transformée en travailélectro-nique,
serapportent
à l’ensemble de l’atomediffu-sant et non pas à un seul de ses niveaux.
En
tout,
l’élément dv’ aura laprobabilité
derece-(1) Les symboles sans indice ou avec un indice autre que D, concernent le rayonnement incident. L’indice D correspond
au rayonnement diffusé.
298
voir et
d’utiliser,
pour une unitéd’énergie
incidentesur la surface du
cylindre,
la fractionanalogue
à[II, (3)].
Ici
apparaît
une différence avec le cas durayon-nement de
fluorescence;
lalongueur
d’onde durayon-nement diffusé varie avec la direction. En et fl.D sont donc des fonctions de
l’angle
de diffusion et devraientfigurer
comme variables dansl’intégration.
Laquan-tité
d’énergie
diffusée varie aussi suivantl’angle
cp de diffusion(angle
formé par les directions durayon-nement incident et
diffusé)
et cette variationdépend
également
de lalongueur
d’onde incidenteÀo;
l’ellipsoïde
de diffusions’allonge
lorsque ao
décroît.
Pour des. valeurs moyennes
de Ào (Ào 7 0,2 Á),
on
peut
admettre,
enpremière
approximation,
unedistribution uniforme de
l’énergie
diffusée dans toutl’espace.
Il suffit alors d’attribuer unelongueur
d’onde moyenne du
rayonnement
diffusé,
de calculersur elle pD et Ev et de faire
l’intégration d’après
lesformules calculées pour le cas de la fluorescence.
La
longueur
d’ondeÀ’P
diffusée suivant unangle j
est
exprimée
parLe
champ
de variation dekP,
indépendant
deÀo,
est de 2A =
0,0486
Á. L’erreur commise enprenant
une moyenne de
p
est donc d’autantplus,petite
queÀo
estplus
grande.
Dans >D = z" + OECD et dans ED = T" + UED, c’est
évidemment le terme en r
qui
montre laplus
forte variation en fonctionde À ;
les deux termes de diffu-sion varient peu. Leproblème
se réduit donc àtrouver une valeur moyenne de T
entre Àoet Ào+ 2A.
Onpourrait
évidemmentprendre
la valeur de Tcor-respondant
àÀo
j- A ;
mais il est facile d’obtenir unevéritable moyenne.
Dans la
région envisagée,
onpeut
faire avec très peu d’erreur : r= q À3
(2).
(2) Dans un travail qui paraitra prochainement l’un de
nous (H. T.-P.) montre que le coefncient d’absorption mas-sique de l’air, d’après les mesures expérimentales de plusieurs auteurs, peut être exprimé par la formule
La
moyenne-de
z est donnéepart
La solution est immédiate :
De
là,
ondéduit kD
et ensuite pD et ED. Lavaria-tion
de q en fonction de À est trèsfaible : q
varie de3,67
pouro,24
À à3,08
pouro,64
Â.,Dans ces
conditions,
l’intégration
se fait commedans II et aboutit à une formule
analogue
à[II,
(13)].
Nous aurons,Et,
enappelant K.
l’expression
entre crochets de la formule(9),
.ID
indique
la fractiond’énergie
diffusée etréabsorbée dans la chambre d’ionisation
lorsque
lediaphragme
d’entréereçoit
l’unitéd’énergie
inci-dente. Cetteexpression
s’ajoute
donc,
commefacteur de
7o,
à la formule(1);
comme il yappa-raît les facteur 0"8 y, on
voit,
encomparant
les for-mules(1)
et(14),
que l’onpeut
écrire lapremière
(avec
ri = 1 pour les cas où la diffusion estimpor-tante) :
La correction constitue donc un terme de
diffu-sion
supplémentaire.
Manuscrit reçu le 25 février 1952.
BIBLIOGRAPHIE.
[1] TELLEZ-PLASENCIA H. - J.
Physique Rad., I948, 9, 230-235.
[2] TELLEZ-PLASENCIA H. et THÉRON P. 2014 J.
