Réservoir de tritium à faible débit utilisable sur un générateur Van de Graaff

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Submitted on 1 Jan 1956

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Réservoir de tritium à faible débit utilisable sur un générateur Van de Graaff

Denyse Magnac-Valette, Marcel Liess

To cite this version:

Denyse Magnac-Valette, Marcel Liess. Réservoir de tritium à faible débit utilisable sur un générateur Van de Graaff. J. Phys. Radium, 1956, 17 (5), pp.449-450. �10.1051/jphysrad:01956001705044900�.

�jpa-00235403�

449.

LETTRES A LA RÉDACTION

LE JOURNAL DE PIIYSIQUE ^{ET LE} RADIUM TOME 17, ^MAI 1956,

RÉSERVOIR DE TRITIUM A FAIBLE DÉBIT UTILISABLE SUR UN GÉNÉRATEUR VAN DE GRAAFF Par Mme Denyse MAGNAC-VALETTE ^et M. Marcel LIESS,

Laboratoire de Physique Corpusculaire, Strasbourg.

Les générateurs Van de Graaff de la High Voltage Company ^sont munis d’un réservoir à hydrogène

de 2 litres minimum. Le _gaz arrive dans la source par

un manchon de palladium qui ^laisse passer les isotopes

de l’hydrogène quand ^{il est} chauffé. Les réservoirs fournis sont trop grands pour le tritium qui ^{est un} gaz radioactif artificiel extrêmement coûteux.

FIG. 1.

Le réservoir fermé.

Si le _{gaz est} acheté au Centre Nucléaire de Harwell

en très petite quantité (1 cm3 par exemple), ^{il est}

fourni dans une ampoule ^{de verre de 11 cm3 à} pointe fragile protégée par ^un tube de verre. Le _gaz se trouve

en réalité sous 15 cm de pression. ^En principe, l’ampoule ^est faite pour être soudée ^{à un} appareil ^en

verre mais pour l’utilisation ^en Physique ^Nucléaire

ceci est assez gênant ^car l’ampoule doit être fixée directement ^sur la source du générateur, et, ^d’autre part, la soudure d’une ampoule ^{de verre contenant un}

gaz radioactif présente ^des inconvénients quand ^elle

n’est pas faite par des spécialistes. ^D’autre part, ^le débit minimum d’une source ne pouvant ^{pas être} inférieur à 5 cm3 environ si nous voulons étendre nos

expériences ^sur quelques ^{heures, il faut} pouvoir ^diluer

le tritium. Le gaz de dilution choisi ^est l’hydrogène qui

ne provoque guère de réactions parasites importantes

avant 2 MeV environ. Il ne faut pas ^non plus ^diluer trop ^le gaz ^sous peine ^{de ne} pas pouvoir observer les

réactions ^induites par tritons, le rendement étant trop faible. La pression de travail choisie peut ^{être très} variable suivant la quantité de gaz dont ^on dispose ^à

condition d’utiliser ^{une source} haute fréquence d’usage

actuellement très répandu.

Nous avons construit un réservoir de 25 cm3 inté- rieur _pour l’utilisation d’un mélange ^de 1/2 ^{cm3 de}

tritium dans 25 cm3 d’hydrogène ^{sous deux atmo-} sphères ^environ. Ce réservoir a été tourné dans ^un rondin de laiton. ^{Il se} compose de ^deux parties ^de

volumes extérieures sensiblement égales. ^{Dans l’une}

des parties, ^{on a tourné} parallèlement ^{à l’axe un trou} cylindrique ^{excentré de 1 cm de diamètre et de 11 cm3}

environ où ^on peut loger exactement l’ampoule ^de

verre. A côté de ^cette cavité, ^{on a} percé parallèlement

la pièce ^{de façon à} pouvoir y enfoncer ^un tube d’inox

sur lequel débouche le manchon de palladium ^{et sur} lequel ^{il est} fixé. Dans la deuxième partie, ^{on a creusé}

un trou de 20 ^mm de pronfondeur ^{et de 32 mm de}

diamètre. Dans cette cavité, nous avons logé ^le

manchon de quartz portant ^{le fil} électrique ^{de chauf-} fage. ^{Le tout est fixé sur} les fils de sortie du courant de chauffage, eux-mêmes soudés sur les passages fixés latéralement sur le réservoir. Le manchon de quartz ^a

évidemment le même ^axe que le manchon de palladium

Fie. 2.

Le réservoir ouvert.

et ce dernier doit ^se glisser ^à l’intérieur du manchon de

quartz ^{sans le toucher} quand ^{on ferme le} réservoir. Le manchon de palladium ^{a 18 mm de} long, ^{3 mm de}

diamètre extérieur et 2 mm d’épaisseur. Parallèlement

et sur la même ligne que l’axe de l’ampoule ^{de tritium}

on a pratiqué ^{un passage} pour ^une tige métallique portant ^une pointe qu’on peut ^{tourner et} enfoncer de l’extérieur _pour atteindre et casser la pointe ^de l’ampoule ^{de tritium} quand ^{la bouteille est fermée et} remplie d’hydrogène. L’étanchéité de tous les passages mobiles ou non est assurée par deux joints ^{en U Simrit}

inversés l’un _par rapport ^{à l’autre. On assure ainsi} l’étanchéité _{pour les} dépressions ^ou surpressions ^succes-

sives que doit subir le réservoir pendant ^le remplissage

et pendant le fonctionnement du Van de Graaff.

Latéralement, nous avons fixé un robinet à deux voies _pour le remplissage. ^Le joint ^{des deux} parties principales du réservoir est un joint torique ^Edwards.

Les passages ^{ont été} soudés à l’argent ainsi que le

palladium ^sur l’inox. Le tuyau ^d’inox peut ^être raccordé à l’arrivée de la source par ^une soudure inox- laiton.

A l’aide d’une bonne source haute fréquence qui doit fournir 90 % ^d’ions monoatomiques ^{et 5} % ^en-

viron d’ions triatomiques ^{et à} l’aide d’un séparateur

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:01956001705044900

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magnétiques, ^un peut ^{arriver avec} 1 crn3 de tritium,

dans les conditions normales, ^{à obtenir un faisceau} composé de 1 triton d’énergie E1 pour 9 protons d’énergie E1t3. ^{Avec un débit} de 5 cm3les expériences peuvent ^{durer une dizaine d’heures.} L’intensité du faisceau dépend évidemment du Van de Graaff utilisé.

Ce travail a été effectué au cours de l’année 1955 au

Laboratoire de Physique Corpusculaire ^de Strasbourg

sous la direction de M. le Pr Cuer que ^nous remercions vivement pour le soutien ^constant qu’il ^{nous a} apporté.

Manuscrit reçu le 27 février 1956.

INFLUENCE DU DOPAGE PAR DE FAIBLES QUANTITÉS

D’IMPURETÉS (10-5 Cu)

SUR L’ABSORPTION DEBYE DIPOLAIRE DE L’OXYDE DE ZINC

Par MM. Bernard HAGENE, ^{Henri CORNETEAU}

et Mlle Marie-Louise BLANCHARD,

Faculté des Sciences de Rennes.

Les difficultés rencontrées dans les recherches ^anté- rieures [1, 2] ^sur l’Absorption Debye Dipolaire ^{de ZnO} peuvent ^être expliquées, ^{en grande} partie, ^{par ce fait}

nouveau que nous venons d’observer : des ^traces

d’impuretés peuvent ^modifier complètementles ^bandes.

Dans un travail antérieur [3], ^{l’un de nous avait}

examiné l’effet de l’introduction d’ions aluminium dans ZnO (préparé ^à partir ^de l’oxalate ; traitement 6 h à 1 200° C) ; ^les concentrations étaient de l’ordre de 10-2 à 10-3. Nous nous proposons ^{de montrer ici} l’influence, ^{sur la} position ^et l’intensité des bandes Debye,

du dopage ^{par des traces} d’ions cuivre : concentrations

comprises ^{entre 10-7 et 10-3.}

1. Préparation et traitement de ZnO. 2014 Un échan- tillon de 8 g d’oxyde de zinc Vieille Montage, type ^A

(Pb 0,002 % ; ^Cd 0,002 % ; ^{7 b’e} 0,002 % ;

Zn métal ?) ^est imbibé de 8 cm3 d’eau bidistillée ; ^ce

sera l’échantillon « témoin ». Cinq ^autres échantillons du même produit ^sont imbibés de solutions aqueuses titrées de chlorure cuivrique. (On utilise 1 cm3 de solution pour 1 g de ZnO. ) ^On réalise ainsi les concen-

trations c ⁼ 10-7 ; 10-6 ; 10-5; 10-4 ^{ou 10-3} (1).

Les six creusets remplis ^{de ces} mélanges ^{sont séchés}

à l’étuve à 95-100° C, pendant ⁴ heures, puis ^{à 150°}

pendant 1 ^{heure. Les} produits ^{obtenus sont} broyés,

séchés à 150°, ^{1 heure et} portés ^{au four à 850° C} pendant ⁴ heures. Les échantillons ^sont alors finement

broyés ^{et examinés} quelques jours après ^leur pré-

paration : ^{mesures de e’ et e", de 0,1 à 1 000 KHz,}

de 293 oK à 77 oR (et, ^dans quelques cas, jusqu’à ⁴ OK).

Des expériences semblables effectuées à partir d’oxydes ^{de zinc} d’autres provenances ^ont donné des résultats qualitativement analogues ^mais qui, ^{dans les} détails, ^{montrent le rôle} important d’impuretés dis- tinctes dans le produit « témoin ».

2. Influence de la quantité d’impureté ^sur l’intensité des bandes Debye.

^Le produit ^{« témoin » ne ren-}

fermant pas de cuivre (et présentant ^{donc le minimum} d’impuretés) ^{montre une bande assez faible.}

L’intensité croît pour 10-’ ^et 10-6, passe par ^un maximum pour 10-5, puis ^décroît pour 10-4 et 10-3 ;

on observe en même temps ^les déplacements ^{de bande}

dont il sera question au § ^{3. On} constatera que la concentration de 10-5 correspond approximativement

à celle utilisée pour les luminogènes ^dans ZnS(Cu).

En outre, pour ^une concentration donnée, ^nous

avons examiné l’influence de la température ^{de trai-}

tement sur l’intensité de la bande : un traitement à 650 °C se traduit _par une absorption ^{10 fois} plus

faible que ^ne le fait le traitement à 850°. (Rappelons

que le produit ^{non traité à haute} température ^ne

montre pas de bande.)

3. Influence de la quantité d’impureté ^{sur la} posi-

tion des bandes Debye et les valeurs de l’énergie ^d’acti- vation U.

a) ^A fréquence constante, ^{la bande} Debye ^se déplace fortement ^{vers les} températures ^élevées quand ^{la concen-}

tration en cuivre augmente : ’située au-dessous de 90 OK pour 10-7, elle passe ^au delà de 200 °K pour 10-3.

b) Les résultats obtenus sont très voisins pour les échantillons préparés ^à partir ^des chlorure, nitrate,

sulfate et acétate de cuivre (c ⁼ 10-4).

c) Pour l’échantillon examiné, les bandes Debye

montrent deux composantes relativement mal séparées (c ⁼ 10-5).

d) ^Les déplacements ^{observés en} fonction de la concentration se traduisent par des modifications des courbes log vc, 1 IT, donc par des variations de l’énergie

d’activation U. Sous réserve de confirmation pour d’autres échantillons, ^on peut ^{admettre cette} règle :

L’introduction d’impuretés ^favorise l’observation

d’énergies d’activation d’autant plus élevées que la concentration est plus grande : ^{ZnO «} témoin » : 0,043

et 0,059 (et 0,22 eV) ; 10-5 Cu : 0,17 ^et 0,22 eV ; 10-3 Cu : 0,46 ^eV.

Ces résultats étendent à l’absorption Debye Dipo-

laire les observations faites sur l’influence de traces

(1) ^10-3 signifie ^{1 ion} cuivre pour ^{1 000} ions zinc.