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Chambre d’ionisation à basse pression pour la mesure de
la distribution des neutrons dans une pile
I. Pelchowitch, J. Weill
To cite this version:
CHAMBRE D’IONISATION A BASSE PRESSION
POUR LA MESURE DE LA DISTRIBUTION DES NEUTRONS DANS UNE PILE
Par I. PELCHOWITCH
(1)
et J. WEILL,Commissariat à
l’Énergie
atomique, Centre d’Études nucléaires de Saclay.Sommaire. 2014 On décrit une chambre d’ionisation à
dépôt de bore et basse pression permettant la
mesure directe de flux de neutrons thermiques allant jusqu’à 1013 neutrons /s /cm2. La rapidité de
réponse du système permet de l’utiliser pour la mesure de la répartition des densités de neutrons dans
une pile.
LE JOURNAL DE PHYSIQUE ET LE RADIUM.
"
SUPPLÉMENT AU N0 10.
PHYSIQUE
APPLIQUÉE.
TOME15,
OCTOBRE1~7~y
PAGE 119 A.Deux
systèmes
de détection ont été décrits pour la mesure de la distribution des flux intenses deneutrons
thermiques
dans unepile.
Lepremier
deces
systèmes
est lathermopile
dont les soudures « chaudes » sont recouvertes d’un matériau transmu-table oufissile,
siège
d’uneproduction
de chaleur sous l’action des neutrons[1], [2],
le second est le détecteur àruban,
dont la radioactivitéaprès
expo-sition dans lapile
est enchaque
point
proportion-nelle au flux
correspondant [3].
La
thermopile
a unegrande
constante detemps
entraînant la nécessité d’uneexploration
lente,
par ailleurs elle donne des mesures affectées d’unsignal
d’erreur dans le cas oùl’équilibre
detempé-rature n’a pas été
atteint,
«’ deplus
sa sensibilitévarie en fonction de la
température
ambiante. Le détecteur à ruban nécessite de son côté destemps
d’irradiation et de mesure
longs
et faisantappel
à unappareillage
assezcomplexe.
Dans ces conditions nous avons trouvé utile de
mettre au
point
une chambre d’ionisationspéciale-ment
adaptée
etqui,
tout enayant
une sensibilitéconvenable,
a une faible constante detemps
et uneindépendance
totale vis-à-vis de latempérature.
Le flux à l’intérieur de lapile
est deplusieurs
puissances
de I osupérieur
à celuiqui
est mesurépar les chambres d’ionisation utilisées pour la mesure
de la
puissance
de lapile,
ces chambres étantgéné-ralement
placées
à l’extérieur du réflecteur. Il estdonc
possible
de réduire considérablement lesdimensions de la
chambre,
cequi
premettra
parailleurs une bonne localisation dans la mesure des
flux. Les
phénomènes
decharge d’espace
qui
résul-teraient d’une ionisation
trop
intensepourront
êtreréduits en diminuant la
pression
à l’intérieur de lachambre. Ceci diminue la sensibilité de la chambre
aux
neutrons,
cequi
est sansimportance
du fait que(1) Détaché du Commissariat à
l’Énergie
atomiqueisraélien.
nous devons mesurer des flux très élevés. Par
ailleurs,
lerapport
entre la sensibilité aux neutrons et celleaux rayons y n’est
guère
changé
car la sensibilitéaux y diminue
également
avec lapression.
Nous avons construit un tel modèle de chambre d’ionisation à
dépôt
de carbure de borequi
avec sonmontage
estreprésentée
sur lafigure
1,-Fig, 1.
z
La résistance du verre diminuant sous l’effet des
radiations il est
indispensable
d’utiliser un anneaude
garde.
Le gaz deremplissage
est del’oxygène
ou de l’hélium sous une
pression
de 1 à4
mm deHg.
Le conducteur haute tension est extérieur à un tube
d’aluminium contenant un autre
conducteur,
isolé par un tube dequartz,
relié à l’électrode centralede la chambre. La courbe de saturation obtenue pour une forte valeur du flux est donnée sur la
figure
2; elle montre que la saturation est obtenuepour de faibles tensions de collection. On a
représenté
sur lafigure
3 le courant d’ionisation obtenu enfonction du flux de neutrons. Une chambre
identique
mais sans
dépôt
de bore donne dans un flux de2,5.10 12
neutrons,ls/em2
un courant de 5.1 1 o --8A,
ceciindique
que la sensibilité dudispositif
aurayon-nement y est 30o fois inférieure à la sensibilité aux
neutrons. On
peut
constater la linéarité en fonctiondu flux de neutrons et la faible contribution des rayons i, au courant d’ionisation.
120 A
Il semble
possible
deremplacer
le tubed’alumi-nium que nous avons
employé
par un câble coaxialflexible et à bon isolement.
Fig. 2.
Fig. 3.
Nous donnons sur la
figure 4
la distribution des flux de neutrons dans le canal vertical central de lapile
deSaclay
mesurée par la chambre d’ionisationdécrite
plus
haut à deux valeurs différentes depuissance.
Ces mesures concordent avec des mesuresantérieures faites au moyen du
système
à ruban.Fig. 4.
La durée de vie d’une chambre à faible
pression
telle que cellequi
est décrite estprobablement
courte mais ceci neprésente
ici aucun inconvénientdu fait du peu de
temps
nécessaire aux mesures etde son
remplacement
facile. On pourra lier ledérou-lement du
papier
d’unenregistreur
audéplacement
de la chambre d’ionisation dans un
système
qui
serait ainsi
complètement automatique.
On pourra éventuellementdisposer
de chambre àpression
diffé-rentes, ce
qui
permettra
d’avoir la sensibilitémaxi-mum
quel
que soit le flux que l’on se propose demesurer.
Manuscrit reçu le 6 mai ~g51~.
BIBLIOGRAPHIE.
[1] BARBARAS G., FARR J. et KURANG J. 2014 Atomic
Energy
Commission, Report A.E.C.D. 2485.
[2] JAQUES T. A. J., BALLINGER H. A. et WADE F. - Inst.
Elec. Eng., 1953, I, 100, 101.
