Emploi d'un système de coincidences dans le dosage sélectif du radon et du thoron atmosphériques

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Submitted on 1 Jan 1962

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Emploi d’un système de coincidences dans le dosage sélectif du radon et du thoron atmosphériques

Jacques Fontan, Daniel Blanc, André Bouville

To cite this version:

Jacques Fontan, Daniel Blanc, André Bouville. Emploi d’un système de coincidences dans le dosage sélectif du radon et du thoron atmosphériques. J. Phys. Radium, 1962, 23 (5), pp.333-334.

�10.1051/jphysrad:01962002305033300�. �jpa-00236639�

333.

LETTRES A LA RÉDACTION

LE JOURNAL DE PHYSIQUE ^{ET LE RADIUM TOME} 23, ^MAI 1962,

EMPLOI D’UN SYSTÈME DE COINCIDENCES DANS LE DOSAGE SÉLECTIF

DU RADON ET DU THORON ATMOSPHÉRIQUES

Par Jacques FONTAN,

Daniel BLANC et André BOUVILLE,

Centre de Physique Nucléaire,

Faculté des Sciences, ^Toulouse.

Introduction.

Un procédé ^de séparation ^{de l’acti-}

vité des descendants du thoron de celle des descen- dants du radon consiste à mettre en coïncidence la par-

ticule 3 ^{du Th C avec la} particule ^{oc du Th} C’, ^{dont la} période ^{est de 0,3.10-6} seconde. Dans le cas des des- cendants du radon, ^{le schéma de} désintégration ^est analogue, mais le Ra C’ (émetteur oc) ^{a une} période ^de 1,6.10-4 ^{seconde :} l’emploi d’un sélecteur de coïnci- dences dont le temps de résolution ^est voisin de la

microseconde, permet de sélectionner les activités des descendants du thoron. Un tel procédé ^{a été utilisé}

pour doser les minerais de thorium [1] ; ^un procédé

voisin ^a permis ^de séparer l’activité oc des radio- éléments naturejs de celle due à du plutonium [2].

Nous avons appliqué ^{cette méthode à la} radioactivité naturelle de l’atmosphère, ^en l’associant à l’appareil

que nous avons mis au point pour ^mesurer de façon

continue l’activité du radon et du thoron atmo-

sphériques. ^{On trouvera la} description ^{de cet} appareil

dans [3] (voir également ^la figure 1).

A la sortie de la chambre de désintégration, ^{les acti-}

vités radioactives des descendants collectés ^{sur un} filtre de papier ^sont mesurées par deux détecteurs, placés ^de part ^et d’autrè du filtre ; ^un scintillateur

plastique ^{de 5 mm} d’épaisseur ^donne I’activité 3 ; ^il

est joint ^{à un} P. M. du même modèle.

Proportion ^des coincidences (Th ^{C - Th} c’) ^et (Ra ^{C - Ra} C’) ^en fonction du temps de résolution du sélecteur.

Soit Ra l’activité alpha ^sur le filtre de sortie (1) :

Rt ^étant l’activité due au Th C’, Rr. l’activité duc

aux descendants du radon. D’autre part :

Rr1 ^étant l’activité cc du Ra A, .Rr2 ^étant l’activité oc

du Ra C’.

Lorsque l’équilibre radioactif est atteint sur le filtre pour les descendants du radon, ^et lorsque ^le temps ^de

passage de l’air dans la chambre de désintégration ^est

de 300 secondes (données ^{de notre} appareil) :

Et :

Le nombre C de coïncidences que l’on obtient est :

Cf ^étant le nombre de coïncidences fortuites.

Pour calculer le rapport (k2lkl), prenons ^comme

origine ^des temps ^la désintégration ^du noyau ^{de Th} C ;

la probabilité Pl pour que la particule x ^{du Th C’}

soit émise pendant l’intervalle de temps t ^{est :}

Fic. 1.

Schéma, de l’installation de dosage sélectif du radon et du thoron atmosphériques.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:01962002305033300

334

A5 ^{étant la constante de} désintégration ^{du Th C’. Le}

facteur 0,65 ^tient compte du fait que 65 % ^seulement

des atomes de Th C se désintègrent ^{en donnant du}

’ph C’ (émission P). ^La représentation graphique ^est

donnée par la courbe I de ^la figure ^2.

De même, ^{dans le cas du Ra} C’, ^la probabilité P2

pour que la particule ^{a de} Ra C’ soit émise pendant

l’intervalle de temps t ^{est :}

À5 ^{étant la constante de} désintégration ^{du Ra C’.}

FIG. 2.

On trouvera sur la courbe III de la figure ^{2 la varia-}

tion du rapport (P,IP,) ^{en fonction du} temps, pour les mêmes activités en Th C ^et Ra C. L’intérêt de cette courbe est de donner le rapport des efficacités du détecteur pour le Th C ^et le Ra C en fonction du

temps de résolution t du sélecteur de coïncidences. On

en déduit le rapport (k2/k1).

hl ^{a été déterminé} expérimentalement ^{en étudiant}

la décroissance d’un filtre : au bout de 5 heures, ^l’acti-

vité due aux descendants du radon ^est négligeable.

D’autre part :

Cf

2tRa R5

t étant le temps de résolution du sélecteur de coïnci-

dences, RB l’activité [3 ^sur le filtre de sortie. Pour réduire Cf, ^{on retarde} l’impulsion ^{venant de la} parti- cule 3, ^émise toujours ^{avant la} particule ^{ce, d’un} temps égal ^{à la moitié} (tuf2) ^du temps de résolution du sélec- teur : pour ^un même nombre ^de coïncidences aB, ^on peut ^{alors utiliser un} temps de résolution de (t/2), ^ce

qui permet de diviser par deux le nombre des coïnci-

dences fortuites. Les équations (1) ^et (2) permettent

de déduire de C et de Ra les activités dues au radon et au thoron.

Déterminations expérimentales.

L’emploi ^d’une

source de radon étalonnée ^a montré que le rende- ment a de l’appareil ^{est de} 0,10. ^{Pour t}

1,5 Us,

on obtient k1

0,20 ; le rendement global pour le thoron est donc de 0,02.

La sensibilité dépend ^du bruit de fond dû au radon : pour ^une concentration de radon de 10-13 curie/litre,

on peut ^{déceler une} concentration de thoron de 10-14

curie/litre. ^On peut adapter l’appareil ^{aux doses à}

mesurer en modifiant le temps de résolution du sélecteur de coïncidences et le déb’t de la pompe aspirant ^l’air.

Nous employons simultanément ^un appareil ^ana- logue qui ^mesure directement l’activité due aux aéro- sols atmosphériques : ^la comparaison permet ^d’étudier

l’équilibre, ^dans l’air, ^entre les gaz radioactifs ^et leurs descendants.

Dans le ^cas du thoron, ^cet équilibre ^n’est jamais

réalisé. A 20 cm du sol, l’activité due au thoron est de 3. 10-13 _{curie par} litre, ^en moyenne. Celle de ^ses des- cendants est 200 fois plus ^faible.

Ce résultat ^est logique ^en raison des périodes ^très

différentes du thoron et de ses descendants. Le par-

cours des atomes de thoron dans l’air est de l’ordre de

quelques centaines de mètres, tandis que ^le thorium B,

dont la période radioactive est de 10 heures, ^{a le} temps de se disperser. ^{Il est} donc normal qu’il ny ait _pas

d’équilibre radioactif entre le thoron et ses descendants.

Pour que ^cet équilibre existe, ^{il faudrait un} temps ^très

calme,pendant plusieurs jours ^et que le Th C ^{reste au} niveau du sol sans toutefois s’y déposer.

Cette étude ^a _pu être menée à bien grâce ^{à un contrat}

du Commissariat à l’Énergie Atomique (service ^d’élec- tronique physique).

Lettre _reçue le 9 avril 1962.

BIBLIOGRAPHIE

[1] ^BLANC (A.), ^BRUNET (M.), KERMAGORET (M.), ^LABEYRIE (J.), ^Roux (G.), ^VASSEUR (J.) ^{et WEILL} (J.), ^Conf.

Inter. Appl. ^Pac. Énerg. Atom., Genève, ^{1958 :} rapport 15/P/333.

[2] ^JEHANNO (C.), ^BLANC (A.), ^LALLEMANT (C.) ^{et Roux} (G.), ^{Conf. Inter.} Appl. ^Pac. Énerg. Atom., Genève,

1958 : rapport 15/P/329.

[3] ^FONTAN (J.), ^BLANC (D.), ^BONNAFOUS (M.) ^{et BOU-}

VILLE (A.), ^J. Physique Rad., 1961, 22, 179 ^A.

NOUVELLE LAMPE A MERCURE TRIPHASÉE

POUR SPECTROGRAPHIE RAMAN Par M. BRIDOUX et M. DELHAYE,

C. N. R. S., Laboratoire Chimie Minérale,

Faculté des Sciences, Lille.

Les lampes ^{à mercure de} grande puissance pour spec-

trographie ^{Raman sont} généralement alimentées en

courant continu. Nous avons mis ^au point ^{une nouvelle}

source de lurnière directement alimentée ^{en courant}

triphasé, ^sans redresseur.