Mesure de durée de vie d'états excités par conversion temps-amplitude

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Submitted on 1 Jan 1960

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Mesure de durée de vie d’états excités par conversion temps-amplitude

J. Samueli, A. Sarazin

To cite this version:

J. Samueli, A. Sarazin. Mesure de durée de vie d’états excités par conversion temps-amplitude. J.

Phys. Radium, 1960, 21 (5), pp.390-393. �10.1051/jphysrad:01960002105039000�. �jpa-00236280�

MESURE DE DURÉE DE VIE D’ÉTATS EXCITÉS PAR CONVERSION TEMPS-AMPLITUDE

Par J. SAMUELI et A. SARAZIN,

Institut d’Études Nucléaires, Alger.

Résumé.

Un circuit de conversion temps-amplitude ^est utilisé pour la ^mesure d’intervalles de

temps compris ^entre 0,1 ^{et 10}

Sa résolution _pour le rayonnement d’annihilation du 22Na est de 0,7

La détermination de la durée de vie du niveau gamma de ⁸⁰ keV de l’iode-131 est décrite

comme application.

Abstract. - A time to pulse height ^converter covering ^the range from 0.1 to ¹⁰

is described. The resolution, ^{for 22Na} gamma ray annihilation radiation is 0.7

The system ^{has been used to mea-}

sure

the lifetime of the 80 keV gamma transition of 131I.

PHYSIQUE 21, 1960,

Introduction.

Les techniques ^{de mesure d’in-}

tervalles ,de temps ^courts prennent actuellement

une grande ^extension.

Les mesures de durée de vie d’états excités, ^les

déterminations de vitesses de particules par temps

de vol, ^{les mesures de} temps ^{de montée} d’impul-

sions rapides ^et de leurs fluctuations en sont des

exemples.

Le circuit présenté ^{ici est un} circuit de conversion

temps amplitude. ^Il permet d’obtenir immédiate- ment une distribution en temps, ^à l’aide d’un sélec-

teur multicanaux. Il est adapté à l’étude d’inter- valles de temps compris ^{entre 10-1° et 10-8 seconde.}

Le principe ^{et les} avantages ^{de la conversion} temps amplitude ^{sont bien connus} [1, 2]. ^Le pré-

sent circuit est du type ^additif.

Montage électronique. ^{- Le} convertisseur est

composé de deux circuits de mise en forme iden-

tiques suivis d’un circuit d’addition, d’un discri- minateur et d’un intégrateur.

Le schéma général ^{est donné} figure ^1.

FIG. 1.

Schéma général du Convertisseur temps-amplitude. ^Les capacités ^sont toutes des 0,01 yF sauf indications contraires.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:01960002105039000

391

Les tubes V1, V2, V3 ^et V4 composent ^le premier

circuit de mise en forme. Les impulsions ^d’entrée

doivent être de polarité négative, d’amplitude comprise ^entre 0,5 ^{et 20 volts et de} pente ^infé-

rieure à 2.10-9 seconde par volt. Elles peuvent

avoir une largeur quelconque supérieure ^à

2.10-9 seconde.

Le circuit est plus spécialement ^{conçu pour rece-}

voir des impulsions ^{courtes fournies, par} exemple,

par des compteurs ^à scintillation rapides ^{ou par des} compteurs ^{Cerenkov. Il} s’accommode cependant

FIG. 2.

Réponse ^du circuit de conversion.

sans inconvénient d’impulsions larges ^{ou de très} grandes amplitudes. ^{A cet} effet les faibles valeurs des capacités ^de découplage de cathode des divers tubes introduisent une contre-réaction sélective limitant la largeur ^des signaux dès le second tube.

Les signaux ^très rapides ^{sont au contraire} amplifiés

et allongés.

L’ensemble V1, V2 ^et V3, ^dont V1 ^et V3 ^sont

montés en limiteurs, permet ^{donc une} première

standardisation ^des signaux ^avant d’attaquer V4

dont la charge anbdique ^{est un câble} d’impédance

185 ohms (RG 114 U). V4 ^{délivre une} impulsion

de 14 millimicrosecondes de largeur.

Les tubes utilisés D3A et E280F Siemens ont des pentes respectives de ^{35 et 26} mA/V.

Le circuit d’addition ^{est constitué} par les tubes V9 ^et Vlo ^{dont la} charge anodique ^{est com-}

mune. Ces tubes servant de nouveau de limiteurs, permettent d’avoir des impulsions à front de mon-

tée rapide.

La discrimination s’effectue par ^une diode

Hughes ^{HD 2 130.}

Fm, 3.

Courbe de résolution

(Source 22Na, scintillateurs plastiques).

A la sortie du discriminateur le signal ^obtenu

est intégré par les deux triodes d’une E88CC.

Le tube de sortie E80L sert d’adaptateur ^d’im- pédance.

Les signaux ^{de sortie sont} négatifs, ^de largeur

à mi-hauteur 0,3 p-s ^et de temps ^{de montée} 0,1 ys.

Ils peuvent ^être envoyés après amplification ^sur

un sélecteur multicanaux à mémoire magnétique.

Caractéristiques.

^La figure 2 donne la courbe

d’étalonnage ^et la linéarité du convertisseur.

Le temps de restitution des circuits de mise en

forme est de 120 ns.

FIG. 4.

Courbe de résolution.

(60CO, scintillateurs plastiques).

FIG. 5.

Courbe de résolution

(22Na, scintillateurs Na 1 (Tl).)

FIG. 6.

Schéma de désintégration ^{de 131I.}

FIG. 7.

Courbe de coïncidences retardées

des rayonnements ^{de 284 et 80 keV de l’iode 131.}

393

Courbes de résolution.

La figure ^{3 donne la}

courbe de résolution obtenue pour les rayonne- ments d’annihilation du 22Na, ^{avec deux} photo- multiplicateurs ^{56 AVP} Radiotechnique ^{et des}

scintillateurs plastiques ^{NE 102} (Nuclear ^Entre- prise). ^{A noter} que ^cette courbe reste identique lorsqu’on perturbe ^une des voies par des impulsions parasites. ^{A cet} effet, ^{on a} placé, près ^{d’un des} scintillateurs, une source de Co 60 (15 ⁰⁰⁰ impul-

sions détectées par seconde).

La figure 4 donne la courbe de distribution des

temps séparant les gamma de 1,17 ^et 1,33 ^MeV

du cobalt 60 (plastiques ^NE 102).

La figure ^{5 donne} la courbe de résolution

obtenue, pour le 22Na, ^{avec deux scintilla-}

teurs NaI (Tl).

Dans tous les _cas, on utilise des circuits latéraux de sélection d’énergie par la méthode

rapide-

lente )) classique. ^{Pour les} plastiques ^{NE 102 on} n’accepte que la partie supérieure ^du spectre Compton. ^{Pour les} scintillateurs NaI (Tl), ^bn

utilise les pics photoélectriques.

Application ^{à la mesure de la durée de vie du}

niveau de 80 keV de l’iode 131.

Le schéma de

désintégration ^{de l’iode 131 a été} déterminé par de

nombreux travaux [3]. ^La figure ⁶ rappelle ^ce

schéma.

En utilisant une paire ^de spectromètres bêta, Bell,

Graham et Petch [3] ^{ont montré} que le rayonne- ment gamma de 80 keV suivait les bêta de 608 keV

avec une période ^de (4,8 + 2) ^{10-1° seconde.}

Nous avons effectué la mesure de la durée de vie de ce niveau par conversion temps amplitude ^sur

les deux gamma de 284 ^et 80 keV. Les scintillateurs étaient des plastiques NE 102. Les circuits de sélection latérale n’acceptaient que la partie supé-

rieure du spectre Compton des deux gamma. Le sélecteur utilisé après ^le convertisseur était un

100 canaux

Intertechnique

La figure 7 donne les courbes lente et rapide F(x)

et P(x). ^{La courbe} rapide ^{a été obtenue avec une}

source de Na22 et la même sélection d’énergie.

La valeur obtenue est

Remerciements.

Les auteurs souhaitent ex-

primer leurs remerciements à M. le Pr A. Blanc-

Lapierre, directeur de l’Institut d’Études Nu- cléaires d’Alger pour les conseils ^et l’aide qu’il ^leur

a apportés.

BIBLIOGRAPHIE

[1] ^NEILSON (G. C.), ^JAMES (D. B.), ^{Rev. Sc.} Instr., 1955, 26, 1018.

[2] ^SAMUELI (J.), ^SARAZIN (A.), ^J. Physique Rad., 1958, 19,109 ^A.

SARAZIN (A.), ^SAMUELI (J.), ^DUCROS (G.), ^Nuclear Instr., 1959, 5, ^44.

[3] ^BELL (R. E.), Beta and Gamma Ray Spectroscopy (Siegbahn) chap. XII, ^1955.

DISPOSITIF DE PULSATION RAPIDE

POUR UN ACCÉLÉRATEUR ÉLECTROSTATIQUE ^{DE BASSE} ÉNERGIE

Par B. CHEYNIER, ^{J. L. LEROY et K. PRELEC} (1),

C. E., ^N. Saclay.

(1) ^Institut Rudjer Boskovic de Zagreb.

Résumé.2014 La pulsation ^est opérée

^{le faisceau sortant d’un} accélérateur de 300 kV. Après

analyse magnétique, le faisceau est défléchi par

champ électrique transversal haute fréquence ;

un

diaphragme placé après

champ opère

hachage du faisceau. Le paquet d’ions ainsi formé est raccourci par

modulation de vitesse synchronisée

^le balayage. ^Des impulsions d’une durée de quelques ^{10-9 s, avec}

fréquence ^de 6,8 ^{MHz sont} ainsi obtenues. Le courant moyen des ions arrivant

la cible est alors 1/5 ^à 1/6 du courant arrivant

cette cible

l’absence de pulsation.

Abstract.

The ion beam obtained from

300 kV Cockroft-Walton accelerator after magnetic analysis, is swept by

transverse ^radio frequency electric field. The beam is chopped bya ^slit plac-

ed after the sweeping ^{field. The} emerging ^ion pulse is then bunched by

axial radio frequency ^elec-

tric field. The ion pulse ^duration

^the target ^is

^{few 10-9}

^for

^{6.8 MHz} frequency ; ^the

mean current

the target ^{is then} 1/5 ^to 1/6 ^{of the current without} pulsation.

LE JOURNAL DE

PHYSIQUE

21,

1960,

^393.

Ce dispositif ^{a été réalisé} pour équiper ^{un accélé-}

rateur Cokroft-Walton de 300 kV, ^et pourra égale-

ment être utilisé ^{avec un} accélérateur électros-

tatique ^{SAMES de 600} kV ; ^{il nous} permettra ^de réaliser des expériences ^de spectrométrie ^{des neu-}

trons dans le domaine de quelques MeV, par la méthode du temps ^{de vol.}

Les neutrons sont produits ^au moyen de l’une