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Submitted on 1 Jan 1963
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Détermination des spectres de fluorescence des scintillateurs gazeux excités par un rayonnement α de
faible intensité
R. Henck, A. Coche
To cite this version:
R. Henck, A. Coche. Détermination des spectres de fluorescence des scintillateurs gazeux ex- cités par un rayonnement α de faible intensité. Journal de Physique, 1963, 24 (2), pp.166-167.
�10.1051/jphys:01963002402016601�. �jpa-00205439�
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Concentration du radon et de ses descendants. - 1) ÉQUILIBRE RADIOACTIF. - Par mesure directe du radon [2] nous avons montré que l’équilibre n’est pas
toujours réalisé sur le continent, au niveau du sol.
Par contre, nos résultats montrent que l’équilibre radio-
actif est réalisé dans l’air, au dessus de la mer. Il n’y
a pas de variations impôrtantes du rapport de l’acti-
vité donnée par les deux appareils : sur le continent, et
au dessus même du sol, l’équilibre est fonction de la vitesse du vent et du gradient de température en fonc-
tion de l’altitude ; au dessus de la mer, et à une dis- tance importante des côtes, le rapport de l’activité
donnée par les deux appareils est indépendant de
la vitesse du vent. Nous avons observé la variation du rapport de l’activité due au radon à celle due à
ses descendants depuis le départ du port de la Pallice.
Le rapport était de 3 au départ. Au bout de 4 heure,s il atteignait 5,3, valeur qui correspond à l’équilibre
radioactif.
FIG. 2. - Variation de la concentration du radon dans l’air du 29 mai au 28 juin 1962. - I. Valeur maximale journalière. - II. Valeur minimale journalière.
2) VARIATION DE LA CONCENTRATION. -Nous avons
porté sur la figure 2 les variations des activités obte-
nues entre le 28 mai et le 28 juin. Les courbes 1 et II
représentent, respectivement, les maximums et les minimums journaliers des activités mesurées. Au
point K le maximum obtenu est de 0,4 X 10-13 curie/
litre, le minimum de 0,01 X 10-13 curie/litre.
Nous nous sommes efforcés de relier les variations de la concentration du radon dans l’air, aux variations des paramètres météorologiques (vitesse et direction
du vent, température, pression, humidité relative).
Chaque variation de la concentration du radon dans l’air est accompagnée d’une variation d’un ou plusieurs paramètres météorologiques, la direction du vent étant le paramètre qui joue le rôle le plus important. Les
activités les plus faibles ont été obtenues pour des vents
d’Ouest, les plus importantes pour des vents d’Est ou
de Nord-Est.
Lettre reçue le 13 novembre 1962.
BIBLIOGRAPHIE
[1] FONTAN (J.), BLANC (D.) et BOUVILLE (A.), J. Phy- sique Rad., 1962, 23, 333.
[2] FONTAN (J.), BLANC (D.), BONNAFOUS (M.) et Bou-
VILLE (A.), Il Nuovo Cimento, 1962, 23, 132.
DÉTERMINATION DES SPECTRES DE FLUORESCENCE DES SCINTILLATEURS GAZEUX EXCITÉS PAR UN RAYONNEMENT 03B1
DE FAIBLE INTENSITÉ
Par Mme R. HENCK et A. COCHE, Département de Chimie Nucléaire, Centre de Recherches Nucléaires, Strasbourg.
Pour obtenir, avec les spectrographes classiques et
dans le cas d’une excitation par rayonnement nu- cléaire, les spectres de fluorescence des gaz rares uti- lisés dans les compteurs à scintillations, il est néces-
saire de disposer de très fortes sources radioactives [1], [2]. Nous nous sommes proposés de déterminer la
répartition spectrale de la lumière émise par les gaz
rares excités dans les mêmes conditions que celles réa- lisées lors de leur emploi comme scintillateurs gazeux, par exemple par une source oc de quelques microcuries.
Cette détermination a été rendue possible grâce au spectrophotomètre sensible mis au point par G. Pfeffer et al. [3], [4].
Le dispositif original a été adapté en vue des expé-
riences envisagées, en plaçant le récipient contenant
le gaz et constituant la source lumineuse devant la fente d’entrée du monochromateur ( fcg. 1). A la sortie
FIG. 1.
de celui-ci est disposé un photomultiplicateur (PMI) à grand gain, capable de détecter un seul photoélectron.
Ceci est réalisé en affaiblissant suffisamment le flux lum,ineux incident ; le nombre d’impulsions recueillies à l’anode de PMI est alors proportionnel au nombre de photons atteignant sa photocathode. On diminue nota- blement l’influence du bruit de fond de PM,, d’une
part en le refroidissant, d’autre part en mettant son impulsion anodique en coïncidence avec celle issue d’un
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphys:01963002402016601
167 second photomultiplicateur (PM2) recevant un grand
nombre de photons provenant de la scintillation pro- duite dans le gaz par le rayonnement a.
Nous nous sommes bornés à étudier les gaz rares
dont le rendement lumineux est le plus élevé lors d’une
excitation oc : xénon et krypton. Le gaz est contenu dans un cylindre en aluminium (longueur 80 mm, dia- mètre 40 mm) poli intérieurement et fermé aux extré- mités par deux fenêtres de quartz (épaisseur 5 mm).
Avant d’être remplie à une pression déterminée, cette
chambre est reliée pendant 24 heures à un ensemble de pompage et étuvée à 100°C (à des températures supé- rieures, la source radioactive risquerait de se volati- liser). On atteint ainsi un vide de 5 x 10-6 mm de Hg
dans la chambre. La source de rayons ce est constituée par un dépôt électrolytique de 2lopo (3 yci) sur un
fil d’or de 5/10 mm de diamètre et une hauteur de 5 mm. L’extrémité du fil se trouve sensiblement au
foyer du collimateur d’entrée du monochromateur.
Grâce à l’optique de quartz du monochromateur et à
l’emploi de photomultiplicateurs 56 UVP, nous avons
pu explorer un domaine spectral s’étendant de 2 400 À
à 5 000 A. Pour la largeur de fente utilisée (1,6 mm), à
4 000 A la résolution est de 150 A.
Nous avons d’abord tracé (fig. 2) les spectres d’émis-
sion du xénon et du krypton pour une pression de
6 kg/cm 2. Les parcours des rayons oc dans ces gaz sont
FIG. 2.
alors suffisamment courts (Xe : 0,388 cm ; Kr :
0,486 cm) pour que la lumière de fluorescence émise
sur le trajet constitue une source de faibles dimensions.
Les courbes expérimentales ont été corrigées point par
point en tenant compte de la sensibilité de photo-
cathode des photomultiplicateurs et du pouvoir dis- persif du prisme (l’influence de ce dernier étant la plus importante) et normalisées, dans chaque cas, sur le
maximum d’intensité. On voit que le krypton présente
une large bande d’émission allant de 2 500 à 3 800 Á,
tandis que le xénon couvre un domaine spectral plus
étendu vers le visible et dépassant 5 000 Â. Lorsque
la pression varie de 6 à 1 kg/cm 2, on observe une dimi-
nution de l’intensité totale, mais la répartition spec-
trale reste inchangée. En dessous de 1 kg/em2, la
luminosité diminue rapidement et le spectrophoto-
mètre n’est plus assez sensiblP.
Nos résultats semblent en accord avec ceux de W. R. Bennett [1] bien que les conditions expéri-
mentales soient différentes ; en particulier, il utilise
une source oc d’activité 10 000 fois plus grande et le
vide réalisé avant le remplissage de sa chambre est plus poussé. L’allure générale des courbes de la figure 2 permet de penser que nous sommes en présence de spectres constitués de larges bandes ou de raies mal définies parce que superposées à un fond continu intense. En effet, aux pressions élevées utilisées, les
chocs entre molécules de gaz conduisant à la formation de molécules diatomiques excitées sont nombreux et
la désexcitation de ces dernières donne lieu à un
spectre de bandes qui masquerait les raies émises lors de transitions atomiques. A l’appui de cette interpré- tation, signalons les résultats de W. Friedl et al. [5]
qui observent un fond continu dans le spectre du
xénon excité par un faisceau d’électrons rapides, pour des pressions supérieures à 300 mm de Hg. L. Koch [2]
a mis le même phénomène en évidence dans le cas du xénon à la pression atmosphérique excité par les rayons cc (50 mCi).
En conclusion, les spectres de fluorescence du xénon et du krypton excités par un rayonnement oc de faible
intensité ne diffèrent pratiquement pas de ceux obtenus
avec une excitation oc 104 à 105 fois plus grande.
L’emploi d’un spectrophotomètre plus sensible : mono- chromateur plus lumineux et circuit de coïncidences
amélioré, doit nous permettre d’étudier les spectres d’émission de ces gaz pour des pressions inférieures à la
pression atmosphérique.
Lettre reçue le 21 décembre 1962.
BIBLIOGRAPHIE
[1] BENNETT (W. R.), Ann. Physics, 1962, 18, 367.
[2] KOCH (L.), Thèse, Paris, 1959.
[3] PFEFFER (G.), LAMI (H.), LAUSTRIAT (G.) et COCHE (A.),
C. R. Acad. Sc., 1962, 254, 1035.
[4] PFEFFER (G.), LAMI (H.), LAUSTRIAT (G.) et COCHE (A.),
à paraître.
[5] FRIEDL (W.) et SCHMIDT (K.), Z. Naturforsch, 1958, 13 a, 78.
SOURCE SANS FENÊTRE PUISSANTE ET DE CONSTRUCTION SIMPLE POUR L’ULTRAVIOLET LOINTAIN
Par Mme Simone ROBIN,
MM. Stéphane ROBIN, Marcel PRIOL et Jean RUPIN,
Laboratoire de Spectroscopie,
Faculté des Sciences de Rennes.
Cette source est destinée à s’adapter sur un mono-
chromateur et un spectrographe à vide déjà décrits [1], [2] ; elle dérive d’une source utilisée depuis plusieurs
années [3], [2], mais à laquelle nous avons apporté d’importantes modifications :
10 Simplification de la forme du capillaire de silice (B fig. 1) qui se réduit à deux tubes concentriques
soudés à l’une de leurs extrémités et peut ainsi être réalisé d’une manière très économique.
