Essais de fonctionnement à basse pression d'hélium d'une chambre à brouillard

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Submitted on 1 Jan 1964

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Essais de fonctionnement à basse pression d’hélium

d’une chambre à brouillard

S. Barkan

To cite this version:

49

ESSAIS DE FONCTIONNEMENT A BASSE PRESSION

D’HÉLIUM

D’UNE CHAMBRE A BROUILLARD

Par

S. BARKAN,

Département de _Physique Nucléaire, Université d’Istambul.

Résumé. 2014 Par _un choix convenable des

paramètres dont nous _disposions, nous avons _pu

obte-nir un fonctionnement correct d’une chambre à brouillard à diffusion _remplie d’hélium _jusqu’à des

pressions aussi basses que 10 cm _Hg.

Le rôle _critique de la valeur et du _signe du _champ de _balayage a été _dégagé. Abstract. 2014 A diffusion cloud chamber

containing helium has been _operated

_successfuliy

with

pressures as low as 10 cm _{Hg, by} an

_appropriate

choice of available _parameters.

The critical role of both the strength as well as the _sign of the

_sweéping

_field, has been empha-sized.

LE JOURNAL DE PHYSIQUE

PHYSIQUE APPLIQUÉE

SUPPLÉMENT AU NO 3.

TOME _25, MARS _1964, PAGE

Pour étudier la

_polarisation

des neutrons

_rapides

émis par une réaction

_nucléaire,

nous avons été

amenés à construire une chambre à brouillard de

grandes

dimensions

₍₀

= 60

cm)

et à _en étudier le fonctionnement

_lorsque

_{le gaz de}

_remplissage

est l’hélium sous

_pression

élevée

_(jusqu’à

10

atmo-sphères)

afin d’avoir une

_grande

efficacité de

dé-tection des neutrons

_[1].

Pour certaines

_{expériences,}

il est toutefois

inté-ressant de faire fonctionner cette chambre à basse

pression

afin d’accroître la

_longueur

des

_traces,

même au détriment de l’efficacité de détection. Bien que la théorie

[2], [3]

ne révèle aucune

impos-sibilité pour un tel

_{fonctionnement,}

les essais effec-tués

_jusqu’ici

-

avec des chambres de dimensions bien

_plus

faibles - avaient conduit à des résultats

négatifs.

I.

_{Dispositif expérimental.}

- La

description

de la chambre a été donnée

_par

ailleurs

_{[1] :}

la seule différence étant

_qu’ici

n’existait

_qu’un

seul

évapo-rateur

_disposé

en _couronne, au lieu de deux

précé-demment. Pour les essais de fonctionnement à

basse

_pression,

les

_paramètres

suivants avaient été

fixés :

10 La

_température

de la

_platine

froide était maintenue à 71

_OC,

cette valeur n’étant d’ailleurs pas

critique.

20 La distance des

_{évaporateurs}

au sommet de la chambre était de 35 cm. Les

paramètres

sur

lesquels

il était

_{possible d’agir}

étaient

_donc,

outre

la

_{pression :}

la

_température

du

_{sommet ;}

la

tempé-rature de

_{l’évaporateur ;}

la valeur et le

_signe

du

champ électrique

de

_balayage

des ions.

Pour effectuer

_plus

commodément les

_essais,

on a

_observé,

non les traces d’cc de recul créées _{par des}

neutrons,

mais

_simplement

les oc d’une source radio-active

_placée,

dans la

_chambre,

au centre de la couche sensible.

I I . Résultats

expérimentaux.

- 1o INFLUENCE

DU CHAMP DE BALAYAGE. - La

polarité

et l’inten-sité du

_champ

de

_balayage

ne sont _pas

_critiques

pour le fonctionnement à

pression

élevée et

n’in-fluent

_guère

_que sur la bonne définition des traces et l’obtention de clichés

_nets,

Il n’en va _{pas de}

même à basse

_{pression :}

_{dès que la}

_pression

voisine 1

_atm.,

les traces sont très diffuses

_lorsque

la tension

_appliquée

à l’électrode de

_balayage

est

positive

ou nulle. En _ce

qui

concerne la valeur de cette

_tension,

on a

déterminé,

_pour

chaque

valeur de la

_pression

totale

_(entre

10 cm de

Hg

et 6

_atm.)

les conditions conduisant à la

_plus

_grande

netteté

des traces. Les résultats

_{(fig. 1)}

montrent _{que la}

valeur

_optimale

du

_{champ varie,}

en fonction de la

pression totale,

dans de très

_larges

limites.

FIG. 1.

20 INFLUENCE DE LA TEMPÉRATURE DU SOMMET.

- Dans les

chambres de

_{petites dimensions,}

les

évaporateurs

sont situés très

_près

du sommet et

50

TABLEAU 1

Conditions de fonctionnement de _{la chambre à brouillard pour différentes valeurs de la}

_pression

totale P.

1 =

température des _{évaporateurs.}

V = valeur de la tension _négative

_appliquée

_{à l’électrode de}

_balayage.

x =

pour P = _{10 cm} de

Hg, les traces sont très _fugitives et la valeur

_optimale

de la tension de

_balayage

difficile à

déter-miner. _

leur

_température

est très voisine de celle du sommet Dans le cas

_présent,

le sommet et les

_{évaporateurs}

sont

distants

de 35 cm et leur différence de

tempé-rature introduit un

_{paramètre supplémentaire}

sur

lequel

nous ne

_pouvions

malheureusement pas

_agir

totalement car le sommet de la chambre n’était pas

thermiquement

isolé et sa

_température

était

très

_dépendante

de l’ambiante.

_{L’expérience}

a toutefois montré _{que, dans les limites} où il était

possible d’agir,

il y avait intérêt à abaisser la

tem-pérature

du

_sommet,

car les traces sont alors

_plus

facilement visibles :

_lorsque

la

_température

du

sommet est

_élevée,

une

partie importante

de la vapeur se condense

_{prématurément}

et ne contribue pas à la formation des traces.

30 INFLUENCE DE LA TEMPÉRATURE DE

L’ÉVAPO-RATEUR. - Pour

chaque

valeur de la

_pression

FIG. 2.

totale

_(entre

5 cm de

_Hg

et

_{6 atm.),}

on a _pu trouv.er une

_température

de

_{l’évaporateur}

donnant un fonctionnement satisfaisant de la chambre., Le

tableau 1 donne nos résultats en même

_temps

_que les valeurs

_optimales

de la tension de

_balayage.

La

_figure

2

_indique,

_{pour différentes valeurs de} la

_pression

_totale,

les

_{températures}

_optimales

de

l’évaporateur

ainsi que les

températures

à

_partir

desquelles

les traces commencent à

_apparaitre.

III. Conclusion. - Nous avons vérifié

expéri-mentalement

_qu’une

chambre à brouillard

_pouvait

fonctionner avec de l’hélium à une

_pression

aussi basse que 10 cm de

Hg

et

indiqué

les valeurs

opti-males des

_paramètres

conditionnant le

fonction-nement.

Contrairement à ce

_qui

se _{passe pour le}

fonction-nement à

_{pression élevée,}

la valeur et le

_signe

de la tension de

_{polarisation jouent}

un rôle très

impor-tant ;

la nécessité

_{d’appliquer}

une

_polarité

_négative

à l’électrode de

_balayage

_{conduit à admettre que} la vapeur d’alcool se condense sur les ions

positifs :

en

_effet,

_pour une telle

polarité,

la chute de ces, ions

se trouve freinée et les traces sont

_plus

nettes et

plus

durables. En ce

_qui

concerne la

_température

de

_{l’évaporateur,}

nos résultats sont

_compatibles

avec ceux obtenus par Bevan

_[4],

à

_pression

_plus

élevée. Enfin il est certain

_qu’un

contrôle efficace de la

_température

du sommet - dont nous ne

disposions

pas dans le cas

_présent

- faciliterait

grandement

les

_réglages.

Je remercie vivement MM. R.

_Joly

et J. L.

_Leroy

qui

m’ont donné la

_possibilité

d’effectuer ce travail dans leur

_laboratoire,

au C. E. N. de

_Saclay.

BIBLIOGRAPHIE [1] LEROY

_(J.

_L.), BARKAN

_(S.),

DUMAZET _(M.) et

JOUS-SEAUME _(C.), Nuclear Inst. and _{Meth., 1963, 23, 1, 93.}

[2] SHUTT _{(R. P.),} Rev. Sc. _Inst., 1951, 22, 10, 730.

[3] ARGAN _{(P. E.),} GIGLI _(A.) et D’ANGELO

_(N.),

Nuovo Cimento, 1956, série X, 3, 1337.