Spectromètre utilisant des chambres à magnétostriction

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Submitted on 1 Jan 1969

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Spectromètre utilisant des chambres à magnétostriction

J.M. Abillon, A. Borg, R. Bruère-Dawson, M. Crozon, J.P. Mendiburu, D.

Poutot, A. Patiou, T. Leray, J. Tocqueville

To cite this version:

J.M. Abillon, A. Borg, R. Bruère-Dawson, M. Crozon, J.P. Mendiburu, et al.. Spectromètre utilisant des chambres à magnétostriction. Revue de Physique Appliquée, Société française de physique / EDP, 1969, 4 (2), pp.313-314. �10.1051/rphysap:0196900402031300�. �jpa-00243278�

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SPECTROMÈTRE UTILISANT DES CHAMBRES A MAGNÉTOSTRICTION J. ^M. ABILLON, ^A. BORG, ^R. BRUÈRE-DAWSON, ^M. CROZON, J. ^P. MENDIBURU,

D. POUTOT, ^A. PATIOU, ^{T. LERAY et} J. TOCQUEVILLE,

Laboratoire de Physique Atomique ^du Collège ^{de France.}

Résumé. 2014 Un ensemble de huit chambres à étincelles à magnétostriction ^{est utilisé}

dans une expérience de diffusion 03C0- - p ^vers l’arrière. On décrit les caractéristiques ^des

chambres et leur mode de construction. Les performances ^{obtenues -} localisation des traces, taux de répétition ^{- sont mises en évidence.}

Abstract. ^- We use a set of eight magnetostrictive spark chambers in a 03C0- - proton backward scattering experiment. ^{The main} features of the chambers are described, including

the _way they ^{were built - we} emphasize ^{the main} performance (track localisation, repetition rate).

REVUE DE PHYSIQUE APPLIQUEE ^{TOME 4,} J’LIX 1969,

I. Introduction. ^- Nous décrivons ici un ensemble

expérimental, employé ^{avec succès} auprès ^{du syn-}

chrotron à proton ^« Saturne » dans une expérience

de mesure de la section efficace différentielle élas-

tique ^{n- -} p. En conjonction ^{avec un} aimant d’ana-

lyse, constituant un spectromètre magnétique, ^un sys- tème de chambres à étincelles doit nous donner une

résolution en moment de l’ordre de 2 à 3 % pour des

particules ayant ^une impulsion comprise ^entre 0,8 ^et 1,6 GeV/c. Ceci nécessite une résolution d’au moins 1 mm sur les coordonnées de l’étincelle dans nos cham- bres. La détection choisie _pour localiser les étincelles dans la chambre est une ligne à retard à magnétostric-

tion. Les signaux ayant pour origine les étincelles sont calibrés en temps par rapport ^{à deux} signaux ^{de réfé-}

rence, fixes par rapport ^{à la chambre et liés au} déclenchement de la haute tension. Ces signaux après amplification ^{et mise en} forme viennent lire en vol

une échelle binaire comptant à 20 MHz. Les informa- tions digitalisées provenant ^{de cette échelle sont stoc-} kées dans une mémoire tampon. ^Sur ordre, ^{un cal-}

culateur CAE 9040 vient acquérir ^{le contenu de cette}

mémoire.

I I. Les chambres ( fig. 1). ^- Toutes les chambres sont constituées sur le même modèle dans les dimen- sions utiles suivantes : 4 chambres de 100 X 100 _cm, 1 chambre de 60 X 40 cm et 3 chambres de 40 X 40 cm. Elles sont constituées par deux plans ^{de fils} espacés ^{de 1 mm, collés sur un cadre de verre, l’inter-}

face est de 12 ^mm. Les fils de l’un des plans ^sont

à 90° par rapport ^{à ceux} de l’autre plan. ^{Les fils sont}

en bronze phosphoreux (0 == 15/100 mm) ^ondulés (1~10 ^{de mm} crête-crête), ^ce qui ^leur assure une bonne élasticité. A l’une des extrémités de chaque nappe,

nous plaçons le détecteur. Le fil du détecteur est

WG. 1. ^- Coupe schématique d’une chambre.

directement posé ^{sur les fils} (une bande de scotch haute tension en assure l’isolement). Les chambres sont fermées à l’aide de deux feuilles de mylar ^de

100 ~tm d’épaisseur ^{et sont} remplies ^de Néogal ⁷⁵ (75 % ^de néon, ²⁵ % d’hélium) ^{à une} pression ^à peine supérieure ^{à la} pression atmosphérique de manière à avoir un renouvellement en continu du gaz. On ^a remédié aux effets de bord en plaçant ^{un cadre de} mylar ^{entre les deux} nappes ^{et couvrant} les 12 premiers

et 12 derniers fils de la chambre. Ces 24 fils sont reliés à la haute tension par ^un pont de résistances ajustable.

Pour diminuer le temps de mémoire de ^nos chambres

(double trace), nous avons simultanément utilisé deux

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/rphysap:0196900402031300

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techniques : 1) application ^d’un champ ^de balayage

permanent (100 ^V continu) ; 2) introduction dans notre gaz de quelques p.p.m. de fréon 12 (CCI2F2- électronégatif ) .

III. La détection ( fi~. 2). ^{- Le détecteur est}

constitué par ^un fil ferromagnétique (Vacoflux ^50,

o 2/10 ^de mm) qui ^{se meut librement} dans la rainure d’une barre de duralumin. A l’une des extrémités du fil nous enfilons une bobine de détection (110 spires

FIG. 2. ^- Le détecteur.

de fil de cuivre, 0 7/100 ^de mm) ayant les dimensions suivantes : 1 mm de long, ^{2 mm} d’épaisseur, ^{trou cen-}

tral 3/10 ^{de mm. Cette bobine est} polarisée magnéti-

quement ^{à l’aide de deux} pastilles ^d’aimant permanent

(50 gauss ^{au centre} de la bobine). ^A chaque ^extrémité

du fil de détection ^nous plaçons ^un amortisseur méca-

nique (plaquette de caoutchouc en regard ^d’une pla-

quette ^de téflon). ^Un blindage électrique ^{est mis en} place ^{autour de la bobine et du} préamplificateur qui

lui est associé _{pour les} protéger ^des perturbations électromagnétiques provoquées par l’étincelle. A l’aide de ce blindage ^et d’une mise à la masse rigou-

reuse à des niveaux bien déterminés, ^{nous avons obtenu}

une durée maximale de la perturbation ^{de 3} ,s. Après amplification (gain 1 000), ^{nous obtenons des} signaux

de 2 V d’amplitude ^{et 400 ns de} largeur. L’amortisse- ment est de 10 % par mètre de fil de Vacoflux _par-

couru. La vitesse de propagation ^du phénomène (5,3 km Js) peut ^{varier de} quelques % ^d’un échantillon à l’autre (nature, ^tension mécanique, température ambiante). Pour éviter d’avoir à la connaître avec

précision, nous avons introduit deux signaux ^{de réfé-}

rence par ^une simple dérivation de la haute tension dans le premier ^et dernier fil de chaque nappe.

IV. Conclusion. ^- Dans les conditions de fonction-

nement suivantes : 1 ) haute tension de 5,5 ^kV appli- quée par l’intermédiaire d’un circuit RC (0,5 M£2,

3 000 pF) ; ii) déclenchement au moyen d’un éclateur par chambre (cet éclateur étant lui-même commandé par ^un maître-éclateur à 8 sorties synchrones);

iii) ^{taux de} répétition de 3 à 4 par cycle d’accéléra-

teur (déversement ^{de 250 à 300} ms) ; iv) flux de par- ticules d’environ 20 000 ~-~cycle; r~) ^{retard au déclen-}

chement de l’ordre de 300 ns (câbles ^{de liaison} compris), ^ce système ^{nous a donné les} performances

suivantes : 96 à 97 % d’efficacité, pour chacune des

chambres, déterminée au niveau de l’étincelle, 0,7 ^mm

de précision ^sur la connaissance de la coordonnée de l’étincelle.