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Submitted on 1 Jan 1958
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Emploi conjugué de la préaccélération et de la
postaccélération pour l’étude des spectres d’électrons de très faible énergie
A. Juillard, M. A. Moussa
To cite this version:
A. Juillard, M. A. Moussa. Emploi conjugué de la préaccélération et de la postaccélération pour l’étude des spectres d’électrons de très faible énergie. J. Phys. Radium, 1958, 19 (1), pp.94-95.
�10.1051/jphysrad:0195800190109400�. �jpa-00235783�
94.
EMPLOI CONJUGUÉ DE LA PRÉACCÉLÉRATION ET DE LA POSTACCÉLÉRATION
POUR L’ÉTUDE DES SPECTRES D’ÉLECTRONS DE TRÈS FAIBLE ÉNERGIE Par Mlle A. JUILLARD et M. A. MOUSSA,
Institut de Physique Nucléaire de Lyon.
Résumé. - Des tensions de pré- et de postaccélérations ont été appliquées en spectrométrie
bêta pour étudier le domaine d’énergie 0 2014 3 keV. Emploi sur la raie de conversion de 7 keV du 57Co et le spectre des produits de désintégration du Th B.
Abstract. - Pre- and postaccelerations are used in a double focusing 03B2 spectrometer to study
the 0 2014 3 keV energy-range. Application to the 7 keV conversion line of 57Co and the spectrum
of disintegration products of Th B.
LE JOURNAL DE PHYSIQUE ET LE RADIUM - ’ TOME 19, JANVIER 1958,
Les travaux de spectrométrie g sont limités aux
basses énergies, par l’absorption de la fenêtre d’entrée du détecteur des électrons. Quand on emploie un compteur G. M., on n’enregistre plus
rien à partir d’une certaine énergie Wo dite de
« cut-off », et divers travaux, en particulier ceux de
Lane et Zaffarano [1] ont montré qu’il existe une absorption tant que l’énergie des électrons est inférieure à environ 4Wo.
Les méthodes d’accélération, en communiquant
une énergie supplémentaire aux électrons, per- mettent d’abaisser cette limitation et de déterminer des courbes de correction d’absorption des fenêtres.
Ces techniques ont déjà été employées par divers auteurs [2], [3], [4], [5] mais le plus souvent avec
des fenêtres relativement épaisses, donc des énergies de cut-off assez élevées, alors que nous
avons pu descendre jusqu’à 1,55 keV avec les
fenêtres de compteur les plus fines.
I. Dispositif expérimental. -- Pour travailler en
préaccélération, il suffit d’appliquer une tension négative à la source radioactive ; nous avons donc construit un porte-source isolé par rapport au spectromètre, et nous avons placé en avant une grille métallique à fils très fins (25 y) maintenue au sol, délimitant ainsi une région où le champ élec- trique est à peu près uniforme.
En postaccélération, nous appliquons une diffé-
rence de potentiel entre la fente placée dans le plan
de focalisation des électrons et la coque du comp- teur. Cette dernière étant portée à une tension positive, nous avons dû construire un comp- teur G. M. isolé par rapport à la cuve de l’appareil.
Les tensions de pré- et postaccélération sont
fournies par des hautes tensions stabilisées, donnant jusqu’à 2 500 volts. La haute tension du compteur
est alimentée par un transformateur d’isolement ;
pour les valeurs des tensions signalées, nous avons
pu laisser le système de comptage au potentiel
du sol.
II. Calcul de la correction de préaccélération. -
RAPPELS. - Dans le spectromètre à double foca- lisation, sans fer, auquel ont été adaptés les dispo-
sitifs ci-dessus, le champ à symétrie de révolution
est en Kr-112 et possède des propriétés de focali- sation axiale et radiale. On a en quelque sorte un système de Gauss dont l’axe optique est un cercle
et l’image d’un objet se forme dans un plan méri-
dien faisant un angle de 1t V2 avec le plan méri-
dien de l’objet, l’image étant égale à l’objet et
renversée. Pour étudier l’image d’une source ponc- tuelle on tient compte non seulement de la dis-
persion, mais aussi des aberrations de sphéricité du système. Si la loi de variation du champ est
en Kr-l/2- l’image d’un point se réduit à une droite,
l’aberration axiale étant alors nulle.
A partir de ces considérations, on peut calculer
le profil de la raie qui serait obtenue photogra- phiquement dans le cas d’une source ponctuelle puis dans celui d’une source étendue de largeur 2s.
Enregistrer cette raie avec un compteur G. M.
possédant une fente de largeur 2e == 2s revient à
faire défiler la fente devant elle, et à intégrer la
somme des intensités reçues. Un calcul détaillé montre que la surface de la raie relevée au compteur
est donnée par S = 4a TU a,quand on porte les
intensités en fonction de la position de la fente :
a est l’activité de la source ; oem, pm étant les angles d’émission définis par le premier dia-
phragme, q-m 7r PM représente la transmission de
P P
l’appareil ; a est la largeur de la tache d’aberration.
Dans Ja pratique, on trace une raie en faisant
varier le courant dans les bobines du spectromètre.
Le calcul montre que l’on doit porter Nii en
fonction de i pour que l’aire de la raie soit propor- tionnelle à a.
MODIFICATION D ES TRAJECTOIRES PAR LA PRÉ- ACCÉLÉRATION. - La source est portée au potentiel négatif de V volts tandis que la grille, disposée en avant, est maintenue au sol. Si le champ électrique
ainsi créé peut être considéré comme uniforme, le
mouvement de l’électron est assimilable à une
portion de parabole. En réalité, le champ magné- tique déforme les trajectoires dès le départ de la
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:0195800190109400
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source ; le calcul que nous pouvons effectuer n’est que très approximatif et, c’est pour cette raison
qu’une détermination expérimentale du coefficient de correction est nécessaire.
Si nous désignons pariwo l’énergie initiale de
l’électron, et par W celle qu’il possède après l’accélé- ration, nous écrirons dans le cas de l’approxi-
mation de Gauss y Iy’ == VW IWo (fig. 1). Les équations du mouvement donnent une détermi-
nation de y et du rapport y /0. La surface des raies dépend du produit oc. P., des deux dimensions du
diaphragme; le coefficient de préaccélération varie
donc avec (y j8)2. Nous avons trouvé :
la distance 1 du diaphragme à la source étant fixée, nous voyons l’importance de la dimension variable d, distance de la grille à la source. ,
III. Détermination expérimentale de la correc-
tion de préaccélération. - Les premiers essais de préaccélération ont été effectués avec une fenêtre
de formvar déposée sur lektromesh dont le ciit-off est situé vers 2,7 keV, c’est-à-dire dont l’absorption
n’est négligeable qu’à partir de 10 keV environ.
Nous avons étudié la raie de conversion de 7,2 keV
de 57 Co qui, dans ces conditions doit être corrigée
de 10 % environ quand elle est enregistrée. sans
accélération. Pour déterminer la correction de pré- accélération, nous avons dû nous libérer de cette
: bsorption de fenêtre en appliquant une méthode à
accélération constante, c’est-à-dire, que la somme, des tensions de post- et préaccélération est fixée par
exemple à 2 400 volts. Les augmentations des
surfaces des raies indiquées sur la figure [2],
tracées avec 800, 1 600 et 2 400 volts de pré-
accélération sont alors uniquement causées par cette dernière. La largeur de la raie étant très
faible, la tension de préaccélération doit être très
stable. Il est nécessaire de la contrôler au moyen d’un potentiomètre. Les valeurs obtenues pour la correction de préaccélération sont en accord appro-
ximatif avec la valeur calculée plus haut.
Étude du spectre du dépôt actif du thorium. -
Les méthodes d’accélération ont été employées
dans le but d’étudier le groupe des électrons
Augel M des produits de désintégration du Th B.
Nous avons employé des sources de 2 mm sur
formvar de 30 pg/cm2 obtenues par évaporation
dans le vide du dépôt actif recueilli sur un fil de platine. Les mesures faites sur plusieurs sources
ont été normalisées sur la raie de 8 keV du groupe
Auger L. Le groupe Auger M se trouvant à très basse énergie, nous avons employé des fenêtres ayant un cut-off vers 1,8 keV et 1,55 keV. Dans ce domaine, la déformation due à la préaccélération
est très importante, et avec les tensions dont nous
disposons, il faut faire des corrections d’absorption
de fenêtre. Nous avons fait des mesures sans accélé-
ration, et avec postaccélération, pour déterminer cette absorption avant d’appliquer une correction
de préaccélération qui conduirait à une forme exacte du spectre. Malheureusement, le groupe
Auger M, ayant une structure complexe, la préci-
sion est insuffisante pour la détermination de la surface du groupe et du rendement Auger M. La
mesure de la correction étant plus commode lorsqu’on utilise une source émettant un spectre continu, des essais sont actuellement en cours dans cette voie.
BIBLIOGRAPHIE
[1] LANE (R. O.) et ZAFFARANO (D. J.), Phys. Rev., 1954, 94, 960.
[2] HARROLD et AGNEW, HUBERT et ANDERSON, Rev. Sc.
Instr., 1949, 20, 869.
[3] BUTT (D. K.), Proc. Phys. Soc., London, 1950, 63 A, 986.
[4] AGNEW, Phys. Rev., 1950, 77, 655.
[5] KOBAYASHI (Y.), J. Phys. Soc., Japan, 1953, 8, 440.
