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Submitted on 1 Jan 1956
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Utilisation de l’ionisation produite par les rayons alpha pour la microanalyse de gaz
Marc Lefort
To cite this version:
Marc Lefort. Utilisation de l’ionisation produite par les rayons alpha pour la microanalyse de gaz. J.
Phys. Radium, 1956, 17 (2), pp.164-165. �10.1051/jphysrad:01956001702016401�. �jpa-00235328�
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L’élément froid est constitué par le fond en cuivre d’une cuve isolée thermiquement pouvant contenir de la
glace fondante, un mélange glace-sel ou de la carboglace.
Le tout est disposé à l’intérieur d’une boîte en bois dont le fond et une des parois verticales sont fixes, le reste, cuve comprise, étant mobile sur rail pour s’encas- trer hermétiquement contre la partie inamovible lors du séchage.
Avantages. - Ce dispositif permet d’obtenir des couches d’émulsions d’épaisseur uniforme ; la tempé-
rature du plateau utilisé comme table de coulée peut
être amenée rapidement à la valeur désirée, l’adhé-
rence de l’émulsion dépendant de la température du support au moment de la coulée. Le séchoir se prête
donc très bien aux diverses applications des émulsions
liquides : coulées sur couches biologiques, sur roches [5], plaques métalliques, etc... [5].
La distorsion dans les plaques destinées aux mesures
en Physique Corpusculaire est moins importante après séchage par convection, à condition d’utiliser un gra- dient assez faible.
Le séchage est très rapide. Nous donnons ci-dessous
un tableau comparant les durées de séchage dans l’appareil à gradient avec celles dans une soufflerie à air filtré et refroidi [2] après coulée d’émulsions photo- graphiques sur verre. L’épaisseur des couches d’émul-
sions sèches a été mesurée à 5 y près avec un micro-
mètre vertical. On a ainsi vérifié que les couches dont la vitesse de séchage avait été comparée avaient des
épaisseurs approximativement identiques. Les plaques
ont été considérées comme’sèches quand elles se lais-
saient rayer sans être arrachées par une pointe métal-
lique déterminée.
On a obtenu les résultats ci-dessous :
Les courants de convection étant très lents et se fai- sant en circuit fermé, le transport de poussière est pratiquement négligeable.
La condition d’homogénéité est également satis-
faite : on peut observer que le séchage se fait avec régu- larité du bord vers le centre des plaques ; si l’on prend
soin d’entourer ces dernières par des anneaux de garde
de plaques de verre sur lesquelles on a coulé de la géla-
tine de même épaisseur [3] toute la surface des plaques
aura fini de sécher au même moment.
Je tiens à remercier M. le Pr G. P. S. Occhialini pour
ses conseils lors des premiers essais au Laboratoire de
Physique Nucléaire de Bruxelles et M. le pr P. Cuer
qui a dirigé la réalisation définitive au Laboratoire de
Physique Corpusculaire de l’Université de Strasbourg.
Manuscrit reçu le 31 octobre 1955.
BIBLIOGRAPIIIE
[1] FISCHER (O.), Phot. Engng., décembre 1953, 4, n° 4, 226-230.
[2] Réalisation de M. F. SIMON non encore publiée.
[3] BONETTI (A.), DILWORTH (C. C.), OCCHIALINI (G. P. S.),
Bull. Centre de Phys. Nucl. de l’Univ. Libre de
Bruxelles, Note 13 B, mars 1951.
[4] CUER (P.), GROS (C. M.), RECHENMANN (R.), J. Physique Rad., juillet-août-septembre 1952, 13, p. 59 S.
[5] RECHENMANN (R.), Observations des émulsions nucléaires en lumière réfléchie (En cours de publi-
cation dans Nuovo Cimento.)
UTILISATION DE L’IONISATION PRODUITE PAR LES RAYONS ALPHA
POUR LA MICROANALYSE DE GAZ Marc LEFORT,
Laboratoire Curie. Institut du Radium
Au cours de recherches sur les effets chimiques des rayonnements nucléaires, le problème s’est posé de
mesurer et d’analyser de très faibles quantités de gaz
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:01956001702016401
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produites dans les solutions irradiées. Nous avons uti-
lisé
au cours de ces analyses une jauge d’ionisation d’untype spécial connue sous le nom d’alphamètre ou
alphatron,
dans laquelle l’ionisation est créée par unesource
de rayonsalpha.
Les ions sontcollectés
parune électrode centrale reliée à un amplificateur à cou-
rant continu classique. Le fonctionnement de l’appa- reil, utilisé généralement comme indicateur de pression,
a été décrit par plusieurs auteurs [1,2, 3].
Comme dans les autres jauges d’ionisation, le cou-
rant de saturation dépend de la pression et de la nature
du gaz contenu dans la jauge. Un des avantages de
l’alphamètre est que les courbes du courant d’ionisa- tion en fonction de la pression sont des droites de pente
constante et bien définie pour un gaz donné. La pente
est d’autant plus faible que le pouvoir d’arrêt des rayons alpha par le gaz est plus petit.
C’est ainsi que Labeyrie [3] a étudié plusieu,rs gaz
rares et trouvé que les droites obtenues étaient suffi- samment distinctes pour pouvoir déterminer les pro-
portions dans un mélange de deux gaz.
Nous avons apporté quelques modifications, essen- tiellement en ce qui concerne la source de rayons, à un alphamètre construit par Labeyrie. Au lieu d’utiliser le polonium qui présente le désavantage d’une décrois-
sance de période assez courte, on a déposé une solution
de chlorure de radium très pur de 0,6 millicuries sur
une lamelle de nickel, et recouvert le dépôt sec par une feuille mince de mica, scellée au support de nickel et
interdisant le départ du radon. La feuille mince réduit d’environ moitié le parcours dans la jauge des rayon oc émis. Le courant d’ionisation’ obtenu dans ces condi-
tions, à saturation, est beaucoup plus grand qu’avec la
source de polonium. On peut mesurer des pressions beaucoup plus basses.
- L’alphamètre était installé sur un appareil à vide, comprenant une jauge de Mc Léod pour la mesure
absolue des pressions. Par un système de circulation des gaz on pouvait répéter les mesures, en refoulant ceux-ci tantôt dans la jauge Mc Leod, tantôt dans l’alphamètre. L’ensemble de l’appareil est décrit
ailleurs [4]. Un tube de palladium chauffé permettait de séparer sans aucune perte ni recombinaison, l’hydro-
gène des autres gaz. Plusieurs autres dispositifs ser-
vaient à contrôler l’analyse faite par l’alphamètre (combustion de C,H6, piégeage de CO2, N 20, etc.).
On a pu mesurer et analyser avec cet appareil des quantités de gaz variant entre 1 mm3 et 0,4 cm3
à la pression atmosphérique, avec une précision d’envi-
ron 10 % pour 1 mm3 et 1 % lorsqu’on dispose de plus de 20 mm3. Ces quantités correspondent dans l’appareil à des pressions de 5.10-6 à 2.10-2 mm de
mercure.
-_La figure 1 représente les courbes d’étalonnage
obtenues avec différents gaz ,purs, l’hydrogène, l’azote,
le gaz carbonique, l’éthane, la vapeur d’acétone.
Toutes sont des droites, sauf celle de l’éthane pour
lequel on observe une légère incurvation.
On ne peut pratiquement pas distinguer entre
l’azote et l’oxygène, et la séparation de ces deux gaz doit être faite par une autre méthode.
Lorsqu’on a un mélange d’hydrogène et d’azote (ou d’air), on peut suivre avec l’alphamètre la diffusion de
. l’hydrogène à travers un tube de palladium chauffé, jusqu’à élimination totale de ce gaz. On a mesuré de cette façon les courants d’ionisation créés par les
mélanges en toutes proportions d’hydrogène et d’air (fig. 2)
FIG. 2. - Séparation d’hydrogène et d’azote.
En général, grâce à l’alphamètre, on peut faire en
quelques minutes l’,analyse de mélanges binaires tels que H,-N, (ou O2), H2 - CÛ2, N2-N2, H 2 2013 C2He, comme il en est souvent produit par l’action des rayons gamma sur diverses solutions.
Manuscrit reçu le 18 novembre 1955.
BIBLIOGRAPHIE
[1] ASTON (F. W.) et WATSON (H. E.), Proc. Roy. Soc., London, 1911, 86,168.
[2] GUTHRIE (A.) et WAKERLING (R. K.), Vacuum equip-
ment and technique Ed. Mc. Graw Hill Book, New-York, 1949, 106.
[3] GIMENEZ (C.) et LABEYRIE (J.), J. Physique Rad., 1951,
12, 64A.
[4] LEFORT (M.), Actions chimiques et biologiques des rayonnements, II, Ed. Masson, Paris, 1955.
