Photocompteur de Geiger-Müller à cathode de ferro-nickel pour rayons ultraviolets

(1)

HAL Id: jpa-00234426

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Submitted on 1 Jan 1951

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Photocompteur de Geiger-Müller à cathode de

ferro-nickel pour rayons ultraviolets

J. Labeyrie

To cite this version:

(2)

569 tourner _{un cerceau}autour d’un échantillon

sphé-rique.

La _{variation de flux par demi-tour}est de l’ordre de

soit pour r = i cm et 1 - i o-5 de

_{2, 5 .}

Io-3 Maxwell. Si le cerceau

_porte

J03

_spires

et tourne à raison de5ot:s:

valeur facile à

_{amplifier par}

un

_{procédé classique.}

[1]

DORFMANN J. 2014

Physik. Zeitschr. _{Sowjet Union, I935.} 7, I26.

[2[ LASAREW B. G. et SCHUBNIKOW L. W., Ibid., I937, 11, 445.

[3] SOUTIF M.2014 J. Physique Rad., I949, 10, 6I D.

[4] POUND R. V. 2014 Phys. Rev., I95I, 81, I56, et _{I950, 79, 685.}

[5] PURCELL E. M. - Congrès

Radiofréquences,

Amsterdam,

I950.

[6] BRUHAT G. - Cours

d’Électricité,

Chapitre

Magné-tisme, § 101 et 249.

[7] FORRER R. 2014 J.

Physique Rad., I929, 10, 247, 252. -THELLIER.2014 Ann. Inst. _{Phys. Globe, Paris, I938, XVI,}

157, I67.

Manuscrit reçu le 24 février _{I 951.}

PHOTOCOMPTEUR DE

GEIGER-MÜLLER

A CATHODE DE FERRO-NICKEL POUR RAYONS ULTRAVIOLETS

Par J.

LABEYRIE,

Commissariat à

_l’Énergie

atomique,

Fort de

_Châtillon,

Fontenay-aux-Roses.

SOMMAIRE. - On décrit le mode de construction et les

pro-priétés

de compteurs de _{Geiger-Müller autocoupeurs,}très

sensibles à l’action des rayons ultraviolets entre 2 000

et 3 000 Å, et

_pratiquement

insensibles au-dessus de 3 600 Å.

Ces _compteurssont _{reproductibles,}très stables et de

cons-truction facile.

Mode de Construction. - Le

_compteur

mesuré

’20 mm de diamètre et I6o mm de

_long.

Il est _pourvu

sur le côté d’une fenêtre

plane

en

_quartz

de I o mm

environ de

diamètre,

i mm

_{d’épaisseur,}

scellée au verre au moyen

d’Apiezon W. La coque du compteur

est en verre ordinaire à la soude

_(1),

de

_o,5

mm

d’épais-seur. Les

_charges

tombant sur la cathode sont colle’c-tées à travers le verre, suivant le

procédé

décrit par Maze [13], au _{moyen d’une cathode}externe en

aquadag.

Les extrémités du

_compteur

et la fenêtre de

_quartz

sont laissées nues

_{(fig. I).}

La cathode

_{photoémissive}

est obtenue _par évapo-ration

_thermique

sous vide de la surface du fil

central,

qui

constituera,

par la

suite,

l’anode du

_compteur.

Ce fil est en «

_platinite

_»,

_alliage

de fer et de nickel

_(2).

Son diamètre initial est de 0,2 mm, il a le même

(1)

Verreries de Choisy-le-Roi (Seine). (2) Aciéries d’Imphy. .

, Composition indiquée par le fabricant, : fer, 50 pour _100;

nickel, 49 pour 100; silicium, 0,2 pour ioo; manganèse, o,5

pour I oo; carbone, traces.

coefficient de _{dilatation que}le verre _{de la coque}

auquel

il se soude facilement.

_{L’évaporation}

du fil doit se

_{poursuivre jusqu’à}

ce que le

_dépôt

sur la coque réduise la

transparence

de 20 à 80 _pourI o0

de sa valeur initiale.

Il est

_{indispensable}

_quela cathode émissive ainsi formée reste à l’abri de l’air.

Les

_compteurs

sont alors

_remplis

avec un

_mélange

d’argon

et d’alcool

_{éthylique purs dont les}

_pressions

sont

_{respectivement}

Ioo et 15 mm

_Hg.

Nous avons

vérifié,

sur des

_compteurs

_{remplis depuis plus}

d’une

année,

que les

propriétés photoémissives

de la cathode n’étaient pas altérées par ce

_mélange.

En

_outre,

_après

plusieurs

millions

_{d’impulsions délivrées par le}

comp-teur,

la cathode émissive ne montre _{pas de traces} d’al-tération par les produits de

_{décomposition}

de l’alcool.

Fig. 1. - _Couped’un _{photocompteur.} Les cotes sont en millimètres.

Caractéristiques électriques. -

Les

caractéris-tiques

de ces

_compteurs

sont celles des

_compteurs

à

paroi

de verre et à

_{remplissage alcool-argon : palier}

de l’ordre de 30o

_V,

_pente

inférieure à 5 _pour100

par 10o

_{V, temps}

mort de l’ordre de 0-4 s. Le

_point

de fonctionnement est situé vers 1000 V. Le

mou-vement _propre,sous 5 cm de

_Pb,

est d’une

_vingtaine

d’impulsions

par minute environ. Ces

caractéristiques

ne varient pas

pendant

au moins un an.

Sensibilité

_spectrale

et rendement. - La sensibilité du

_{photocompteur}

est maxima

(3)

à 2 500 Á. Elle est

_pratiquement

nulle

(i

I _pour10o de sa valeur

maxima)

à 3 600 Á.

₍₄₎

La courbe de sensibilité

_{(fig. 2)}

a été obtenue en éclairant le

_compteur

par la lumière

provenant

d’un monochromateur à

_optique

de

_quartz

(spectrophotomètre

standard

_Beckman),

alimenté par la lumière d’une

lampe

à

_hydrogène.

Le rendement des

_{photocompteurs}

est de l’ordre d’une

_impulsion

pour Iooo

_{photons incidents,}

à 2500 Â.

(comparé

au

_rendement,

_{indiqué par le}

_{constructeur,}

des

_{photomultiplicateurs}

R. C. A. 1 P

_28).

Cette évaluation est en accord avec _{la valeur mesurée par}

Audubert

[2]

et Mattler

[10]

pour des

compteurs

à cathode de Cul.

Conclusion. - Ces

_{compteurs peuvent}

servir à étudier des

phénomènes qui

se _{manifestent par} une infime émission de lumière ultraviolette : on

peut

signaler

en

_particulier

ceux

_qui

_accompagnent

certaines réactions

_chimiques

et

physicochi-miques [1, 14]

et ceux

_qui

_apparaissent

_{lors du passage}

des

_rayonnements

nucléaires, X,

ou

_cosmiques

à travers les substances fluorescentes

_(technique

des

scintillations) [8,

11, 12,

16].

On

_peut

aussi se servir de ces

_compteurs

pour doser _{certaines substances par}

(3) Ce maximum dérive lentement vers les _longueursd’onde plus courtes. Au bout d’un an, il est situé vers 2 300 À.

(4)

A condition que le

compteur

n’ait pas subi de

dé-charges trop

importantes.

,

(3)

570

leur

absorption

dans

l’ultraviolet,

ou les utiliser comme détecteurs de flammes

_(par

l’ultraviolet

_qu’elles

émet-tent),

sans _{que la lumière visible ambiante soit}

gênante.

M. Pierre

_Bristeau,

de la Division des Constructions

électriques

du C. E.

_A.,

a construit et étudié les

pho-tocompteurs

décrits dans cette Note.

Fig. 2. - Courbes de sensibilité

spectrale.

(1) Compteur standard à cathode de ferro-nickel.

(2) Photomultiplicateur B.C.A. 1 P 28 de

_{caractéristiques}

moyennes.

Monochromateur :

spectrophotomètre

à _quartzBeckman standard. Fente

réglée

à o,05 mm.

Source :

Lampe

à

_hydrogène

Beckman standard.

[1]

AUDUBERT et VAN DORMAAL. 2014 C. R. Acad. Sc., I933,

196, I883.

[2] AUDUBERT. 2014 C. R. Acad. Sc., I935, 200, 9I8. [3] AUDUBERT. 2014 J.

_Physique

Rad., I935, 6, 45I. [4] CHASTEL. 2014 Cah.

Physique, I943, 15, 49.

[5]

CHRISTOPH.2014 _Physik._Z.,_{I936, 37,}265.

[6] DAUVILLIER. - J.

Physique

Rad., I942, 3, 29.

[7] DUFFEDACK et MORRIS. 2014 J.

Opt. Soc. Amer.,

I942,

32, 8.

[8]

FURRY. 2014 _{Phys. Rev., I947, 72, I7I}

_(A).

[9]

LOCHER. - Phys. Rev., I932, 42, 525.

[10]

MATTLER.2014 C. R. Acad. Sc., I943, 216, 760. [11] MANDEVILLE. 2014 Nucleonics, I950, 7, 4, 92.

[12] MANDEVILLE et SCHERB. -

Nucleonics, I950, 7, 5, 34.

[13]

MAZE.2014 J. _PhysiqueRad., I946, 7, 6, I64.

[14]

RAJEWSKI. 2014 Ann. Physik., I934, 20, I3.

[15]

SCHERB. 2014 Phys. Rev.,

I948,

73, 86.

[16] WEISZ et ANDERSON. 2014 Phys. Rev.,

I947, 72, 43I.

Manuscrit reçu le 26 février 1951.

NOTE SUR LES RAYONS

NUCLÉAIRES

Par DANIEL CURIE.

Sommaire. -

Ayant déterminé _{les rayons de divers noyaux}

à _partirde sections efficaces de neutrons très rapides

mesurées à

_Berkeley,

on a _{constaté que}la loi suivant

laquelle

le rayon R augmente avec le nombre de masse A

dépend

de la couche nucléaire dont s’effectue le remplissage.

Ce fait a conduit à rechercher pour cette loi une forme un

peu différente de celle utilisée habituellement.

A nombre de masse du _noyau

cible; E,

énergie

des neutrons en MeV. Aux

_énergies

très élevées

_{(- i oo MeV)}

le noyau est

plus transparent

que

l’indique

(1), qui

admet la validité du modèle du

_composé

de Bohr. On admet que R croît avec A suivant la loi

approxi-mative

qui

traduit que le volume du noyau est

_{proportionnel}

au nombre A des nucléons

qu’il

renferme. On a

_proposé

également [2, 3] :

b étant

_{l’épaisseur}

d’une couche

_{superficielle}

d’épais-seur constante.

Des mesures de 7 ont été effectuées récemment à

_Berkeley

_[4]

pour 33

éléments,

de

l’hydrogène

à

l’uranium,

avec des neutrons de E = ₄₂MeV obtenus

par

stripping

de _{deutons accélérés par le}

_cyclotron

de 184 inches fonctionnant avec un _rayon

d’accélé-ration réduit

_(en

fonctionnement

normal,

on obtient des neutrons E == _goMeV pour

lesquels

l’effet de

transparence

perturbe

les résultats en dessous de A = 60

[5, 6]).

Les auteurs ont mesuré

l’absorption

des neutrons _{par la}

_cible;

leur détection s’effectuait au _{moyen de la réaction 12 C}

(n, 2n)

11 C. Ils constatent l’existence

d’écarts,

très

supérieurs

aux erreurs

expérimentales

qui

sont de l’ordre de I ou z _pour_roo, aux lois

_{type (3)}

ou

_(4).

½

En

traçant

à

_grande

échelle le

_{graphique R}

(A3

j’ai

constaté

_qu’on

_peut

_{l’interpréter}

comme une

succession de

lignes

droites,

à savoir

_(les

_rayons sont donnés en unités 10-13

_{cm) :}

La méthode la

_{plus précise}

de mesure _{des rayons}

nucléaires _{R repose}sur la détermination des sections efficaces totales

_(réactions

+

diffusion)

pour des neutrons très

_{rapides. On pose}

en

_{général 7 ==}

2. x R2

la section efficace de réactions et celle de diffusion étant toutes deux voisines de la section