Modulation de la luminescence excitée par des rayons α dans certains sulfures de zinc sous l'action de champs alternatifs

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Submitted on 1 Jan 1961

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Modulation de la luminescence excitée par des rayons α dans certains sulfures de zinc sous l’action de champs

alternatifs

R. Henck, A. Coche

To cite this version:

R. Henck, A. Coche. Modulation de la luminescence excitée par des rayons α dans certains sulfures

de zinc sous l’action de champs alternatifs. J. Phys. Radium, 1961, 22 (1), pp.59-60. �10.1051/jphys-

rad:0196100220105901�. �jpa-00236406�

59

[Va-1] ^VAN-DILLA (M. A.) ^{et TAYSUM} (D. H.), Nucleonics,

,

1955, 13, n° 2, 68.

[Vo-1] ^VOHRA (K. G.), ^{C. R.} Conf. ^Intern. Appl. ^Pac.

Energie Atomique, Genève, 1955, ^vol. 6, ^872.

[Vo-2] VOHRA (K. G.), ^{C. R.} Conf. ^Intern. Appl. ^Pac.

Energie Atomique, Genève, 1958, ^vol. 23, ^367.

[Wa-1] WATSON (H. H.), Rev. Trans. Faraday Soc., 1936,

32, 1073.

[Wa-2] WATTS, BRAUNER, BURGWALD et REIFFEL, ^Nu- cleonics, 1951, 9, ^n° 3, 72.

[Wi-1] ^WILKENING (M. H.), ^J. Geophys. Res., 1909, 64, 54.

[Wi-2] ^WILKENING (M. H.), ^{Rev. Sc.} Instr., 1952, 23, ^13.

[Wi-3] ^WILKENING (M. H.), Nucleonics, 1952, 10, ^n° 6, ^36.

[Wi-4] ^WILKENING (M. H.), ^{Trans. Amer.} Geophys. Union, 1956, 37, ^177.

[Wi-5] ^WILKENING (M. H.), Bull. Amer. Phys. Soc., 1956, 1, ^n° 1, 35.

[Wi-6] WILSON, ^{LASKIN et} MEIER, Design ^{of an} oscillatory

thermal precipitator. ^Univ. Rochester, ^Atom.

Energ. Quarterly Report (Dec. 1949).

LETTRES A LA RÉDACTION

LE JOURNAL

PHYSIQUE

RADIUM TOME 22, ^JANVIER 1961,

MODULATION DE LA LUMINESCENCE EXCITÉE PAR DES RAYONS 03B1 DANS CERTAINS SULFURES DE ZINC SOUS L’ACTION DE CHAMPS ALTERNATIFS

,

Par R. HENCK ^{et A.} COCHE, Département ^{de Chimie Nucléaire,}

Centre de Recherches Nucléaires, Strasbourg.

Différents auteurs (Halsted [1], ^{Daniel et coll.} [2])

ont montré que ^la lumière émise par ^certains sulfures de- excités par des rayonnements ultra-violets et soumis à des champs alternatifs, était modulée à la

fréquence ^du champ ^{ou à la} fréquence double, ^suivant lalongueur ^{d’onde de la} ’lun1ière excitatrice. Jaife a

observé également ^ce phénomène lors d’une irra- diation par des rayons cathodiques [3].

Nous avons étudié les ondes de luminance qui appa- raissent en appliquant ^des champs alternatifs (50 Hz)

à des sulfures mixtes de zinc et de cadmium (88 % SZn,

12 % SCd) ^{activés au} manganèse ^en proportion ^va-

riable et excités _par les _rayons oc d’une source de 2lopo

(0,5 mC). Les concentrations en manganèse ^{des diffé-}

rents sulfures (1) ^sont comprises ^{entre 10-2 et}

10-4 g Mn/g ^{SZnCd : A} (10-2), ^B (5.10-3), ^C (10-3),

D (5.10‘4), ^E (~.0-4). ^Les poudres luminescentes, ^dis- persées ^{dans de} l’araldite (épaisseur ^{environ 100} 03BC),

sont placées ^{entre les armatures d’un} condensateur

plan : ^{l’une est} constituée par ^une lame de verre con-

ducteur transparent, l’autre par ^une couche métal-

lique (argent ^ou aluminium) évaporée ^{sous vide et}

suffisamment mince pour laisser _passer les _rayons oc.

Cette cellule est posée ^{sur un} photomultiplicateur (Dario ⁵³ AVP) ^{dont l’anode est} reliée à l’un des

amplificateurs (à ^courant continu) ^d’un oscilloscope ^à

deux voies. La deuxième voie permet d’observer, ^en

même temps- que l’onde de luminance, la tension appli- quée ^{à la} cellule. On a examiné successivement les

phénomènes dans les deux bandes d’émission (bleue

et orange) ^des scintillateurs, ^en plaçant ^{entre la} photo-

cathode et le condensateur luminescent, des filtres Fournis par l.es Établissements Massiot-Fluor.

interférentiels, dont les maximums de transmission se

situaient respectivement ^{à 4 790 et 5 840 A.}

La figure ^{1 montre les} résultats obtenus dans la bande orange (a) ^et dans la bande bleue (b), ^{avec le}

~

Scintillateur D.

Bande orange.

1.

Onde de luminance 3.

Tension appliquée.

-

FIG. 1 b.

Scintillateur D.

Bande bleue.

; 2.

Excitation oc ;

; 4.

Niveau zéro.

scintillateur D (5.10-4 glg Mn). ^{Dans ce cas, l’électro-}

luminescence produite par la ^tension appliquée (200 volts, ⁵⁰ Hz) ^est négligeable. ^Ces ondes de luminance

présentent, ^{dans les} deux bandes d’émission, ^deux

maximums par période ^du champ.

Dans ^la bande de plus grande longueur d’onde, pour tous les scintillateurs étudiés, ^{la valeur minimale} Lmi,,,.

de la luminance, ^atteinte quand la tension passe par

zéro, ^est supérieure ^{à la valeur La de la} luminescence produite par les rayons ^{cc en} l’absence de champ. ^Les

maximums sont déphasés (légèrement ^en retard)- par

rapport ^{à ceux de la} tension, ^{le maximum} princi- pal ^se produisant quand l’électrode métallique

traversée par les rayons ^{oc est} négative par rapport ^au

verre conducteur. Jaffe ^a trouvé un effet identique (3),

alors que Halsted observe le maximum de lumière

lorsque l’électrode métallique ^est positive. ^{Ces résultats}

sont confirmés en utilisant une tension obtenue par redressement d’une alternance (fig. 2a) : ^{dans l’inter-}

valle t¡., t3, la ^{luminance reste} supérieure ^{à La et l’émis-}

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:0196100220105901

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sion de lumière est maximale lorsque ^{la valeur instan-}

tanée de la tension l’est également.

FIG. 2 a.

Scintillateur C.

Bande _orange.

1.

Onde de luminance 3.

Tension appliquée

FIG. 2 b.

Scintillateur E.

Bande bleue.

; 2.

Excitation oc ;

; 4.

Niveau zéro.

Dans la bande bleue, ^le~ phénomènes ^sont différents : la valeur moyenne de l’onde de luminance ^est infé- rieure à Loe, ^{les maximums sont atteints} lorsque ^la

tension est proche ^de zéro, ^tandis que les minimums sont en légère ^{avance de} phase par rapport ^{aux maxi-}

mums de la tension, ^et le minimum principal LM;n,i ^se produit lorsque l’électrode métallique de la cellule est

négative. ^{Avec la} tension redressée utilisée précé- demment, ^{on observe} (fig. 2b) ^{des minimums en} phase

avec la tension. Ceci montre que le mécanisme d’émis- sion de la lumière bleue est différent de celui de l’émis-

sion _orange.

L’étude des variations relatives ^des grandeurs ^défi-

nies sur les fi g ures 1, a et b, ^soit

La et

en fonction de la tension

La

appliquée ^au scintillateur, ^fait apparaître ^{des diff é-}

rences caractéristiques, ^suivant la bande d’émission considérée. A titre d’exemple, ^{on a} représenté ^{sur les}

’

.

Scintillateur D.

Bande _orange.

F’IG. 3 b.

Scintillateur D.

Bande bleue..

figures ^{3a et 3b les} résultats trouvés avec le scintil- lateur D mentionné précédemment.’

Dans la bande orange, les diverses grandeurs

et I1LMin. ^sont positives (en ^ce qui ^concerne ALMin

ceci n’est le cas qu’au-dessus ^d’une certaine tension - 70 volts dans l’exemple considéré - pour les scintil- lateurs ayant ^une concentration en manganèse ^infé-

rieure ou égale ^{à 5 .10-4} g/g) ; ^elles augmentent lorsque

la tension croît, mais tendent vers une limite aux

tensions élevées, ^d’autant plus rapidement que la concentration en manganèse ^est plus grande. ^{La valeur}

maximale de I1LMax. ^{est obtenue avec le} scintillateur dont la teneur en manganèse ^{est de 10-3} g/g ; 1 elle est de l’ordre de 5 à 300 volts.

Dans la bande bleue, ^est positif, ^{croît avec}

la tension, ^{mais tend vers une limite} qui ^{est atteinte}

d’autant plus rapidement ^{que la} concentration ^{en man-}

ganèse ^est plus ^{faible. est} négatif ^{et diminue au}

fur et à mesure que la tension augmente.

Si nous définissons un pourcentage ^de modulation M par la relation : M = 100 LMaxl. - Lmin.1

nous trou- LMax.1 + LMin.1

vons des valeurs du même ordre de grandeur que celles

signalées par ^Halsted (ces dernières étant obtenues pour ^une modulation à la fréquence ^du champ, ^alors

que, ^{dans nos} expériences, ^{elle a} lieu à une fréquence double), ^{soit 50} % ^{dans les} conditions les plus ^favo-

rables.

La figure ^{4 montre,} pour les différents sulfures A

B, C, D, E, ^{la variation} de M, ^en fonction de la ten-

sion, ^{dans les deux} bandes d’émission. On voit que M

augmente ^{d’abord avec} la tension, puis _{passe par} ^un

maximum plus ^ou moins accentué, ^{ou tend vers une}

FIG. 4.

limite. Les valeurs maximales s’observent dans la bande bleue des scintillateurs ayant ^des concentrations

en manganèse ^faibles (10-4 ^{et 5 .10-4} g/g), ^{où elles}

sont d’environ 50 %. ^Dans la bande orange, la modu- lation maximale ne dépasse pas 40 %.

Lettre _reçue le 2 novembre 1960.

BIBLIOGRAPHIE

[1] ^HALSTED (R. E.), Phys. Rev., 1955, 99, 1897.

[2] ^DANIEL (P. J.), ^SCHWARZ (R. F.), ^LASSER (M. E.) ^et

HERSHINGER (L. W.), Phys. Rev., 1958, 111, 1240.

[3] ^JAFFE (P. M.), ^J. Electrochem. Soc., 1959, 106, 667.