L'enregistrement des particules ionisantes par l'émulsion photographique

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Submitted on 1 Jan 1943

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L’enregistrement des particules ionisantes par l’émulsion

photographique

Tsien San-Tsiang, Pierre Cüer

To cite this version:

L’ENREGISTREMENT DES PARTICULES IONISANTES PAR

_{L’ÉMULSION PHOTOGRAPHIQUE}

Par TSIEN SAN-TSIANG et PIERRE

CÜER.

Depuis

l’action des

_{particules a}

sur la

_plaque

photographique

a fait

_l’objet

de nombreux travaux. Les recherches sur

_{l’enregistrement}

des

_trajectoires

individuelles des

_particules

a, des

_protons

et des

deutons sont dues

_{principalement}

à

Jdanoff,

Nllle Blau

Taylor

et Wilkins. Les résultats de leurs travaux

peuvent

être résumés ainsi :

i° Choix de t’é,mutsion. -- Les

plaques

diapo-sitives _pour

_projections

_peuvent

être utilisées dans des conditions

_plus

ou moins satisfaisantes. En

dehors de la

sensibilité,

au sens ordinaire du terme,

quatre

facteurs essentiels doivent être examinés :

cc. _{La grosseur des}

_grains.

Pour obtenir les

meil-leurs

résultats,

les _{rayons des}

_grains

_(supposés

sphériques)

doivent être

_compris

entre o, i _~. et i _pu s’il

_s’agit

des

_particules

0:, et entre o,2 ~. et

o,5 ;~

dans le cas des

_protons.

Les valeurs limites

corres-pondant

aux deutons se situent entre les

précé-dentes.

b.

_{L’homogénéité}

_{de la grosseur des}

_grains

et

l’uniformité de leur distribution. La

_plaque

convient d’autant mieux aux études

_{quantitatives}

_que ces

deux caractères sont

_plus

accusés.

c. La richesse en

_{argent. Lorsque}

celle-ci

_augmente,

le nombre des

_{grains développés}

au

_long

d’une

trajectoire

devient

_plus

_grand.

La

_présence

et la

longueur

de la

_trajectoire

sont donc mieux définies. d.

_{L’épaisseur}

de l’émulsion. En ce

_qui

concerne

les recherches relatives à la

_physique

nucléaire

et aux _rayons

_cosmiques,

cette

_épaisseur

doit être

aussi

_grande

que

possible.

Comme suite aux travaux de

_Taylor

et

Wilkins,

les Sociétés Ilford et Kodak ont

_fabriqué

en série

les

_plaques

« Ilford R 2 », « Kodak

plate oc

» et

« Kodak

_plate

_proton

_»,

_qui

satisfont _{à peu}

_près

aux conditions

précédentes. L’épaisseur

de l’émulsion

peut

atteindre _{5o p,} ce

_{qui permet}

de se _passer du

support

de verre.

2°

_Espacement

_moyen des

_{grains développés.}

La

_statistique

_{montre que}

_{l’espacement}

_{moyen des}

grains

est

_plus

_grand

_{pour les}

_protons

_{que pour} les

_particules

a. Le cas des deutons est intermédiaire

entre les deux

_{précédents.}

Wilkins a

_expliqué

cet

effet en

_supposant

_{que les}

_grains

subissent l’influence

de la

_particule

ionisante au

_voisinage

de sa

trajec-toire. ’

3° Désensibilisation et sensibilisation. - Pour atténuer le

_voile,

surtout

_d’origine

_chimique,

_qui

gêne

l’observation des

_{trajectoires,}

on

_peut

désen-sibiliser la

_plaque,

dans un bain

_approprié,

avant

le

_{développement.}

D’autre

_{part, Mlle Blau}

a découvert

qu’en

désensibilisant la

_plaque,

avant l’action des

protons,

au _moyen du

_jaune

de

_pinacryptol,

l’espa-cement moyen des

grains

devient aussi

_{petit qu’avec}

les

_particules

a. Dans certains cas, les

_plaques

peu sensibles aux

_protons

_pourraient

être sensibilisées par ce traitement.

Les auteurs ont

_essayé

de se servir des

_plaques

« Lumière » pour

enregistrer

les

trajectoires

indivi-duelles des rayons a bien canalisés du

_polonium.

Ils ont trouvé que les

_plaques

cc _Tons noirs » et

« Micro » donnent un résultat

_positif.

La

distri-bution du nombre des

_{trajectoires,}

en fonction de

la

_longueur

et du nombre de

_grains

sur la

trajec-toire,

est

_analogue

à la distribution d’intensité pour une raie

_optique

d’une

_{demi-largeur égale}

à 15 pour 100.

Si _{l’on suppose :} I ° _que les

_grains

sont

_sphériques,

2° _{que, contrairement} à

_{l’hypothèse}

de

Wilkins,

les

_{grains développés}

au

_long

de la

_trajectoire

ont été _{effectivement traversés par la}

_particule

a,

3 ° que tous les

_grains

ainsi traversés se trouvent

développés,

on

_peut

calculer

_{théoriquement}

le parcours moyen des

particules a

du

_polonium

dans

l’air. On fait alors intervenir les valeurs calculées des

_pouvoirs

d’arrêt du bromure

_d’argent

et de la

gélatine,

ainsi que le rayon moyen des

grains

de la

_plaque,

tel

_qu’il

est donné par le fabricant. Le tableau suivant montre _que le _{parcours moyen}

ainsi calculé est

_égal,

_{à i pour} 10o

_près,

à la valeur

3,85 cm obtenue _{par d’autres méthodes}

_{plus précises.}

Cette concordance

_justifie

les

_hypothèses

précé-dentes.

232

Plus la

_trajectoire

est

_{longue, plus}

_{l’espacement}

-des

_grains

sur la

_trajectoire

est

_grand

et

_plus

leur

grosseur est

_petite.

Pour

_chaque

_{nombre moyen} de

Fig. I. ~

grains,

il existe une « valeur la

_{plus probable}

» de la

_longueur

de la

trajectoire.

Inversement,

à

partir

des mêmes

_hypothèses,

et en admettant la valeur 3,85 cm _pour le _{parcours moyen des rayons a}

du

_polonium,

on

_peut

calculer le rayon des

grains

en fonction de leur nombre moyen sur la

_trajectoire.

On

_peut

déduire la distribution du nombre des

grains

dans l’émulsion en fonction de leur rayon

(vomir

figure

ci-contre).

Ainsi,

l’étude des

_particules

ionisantes à l’aide de l’émulsion

_{photographique}

conduit à une méthode indirecte

_permettant

la

détermination de la distribution des

_grains

à l’état

vierge.

D’après

la théorie de

_Gurney

et

Mott,

la formation

de

_l’image

latente

_comprend

deux

_phases,

carac-térisées

_{respectivement}

_par

_{l’apparition}

d’une

photo-conductivité et d’une conductivité

_{électrolytique.}

La différence essentielle entre les effets du

_photon

et de la

_particule

ionisante réside dans la

_première

phase.

Le

_photon

excite

_Ag

Br et _{fait passer l’électron}

dans la bande de

conduction,

ce

_qui

est essentiel

pour former le centre d’accumulation de

l’argent.

Dans le cas d’une

_particule

ionisante,

l’énergie

est

considérablement

_plus

_grande

_que celle du

_photon;

la

_{plus grande partie}

de cette

_énergie

est utilisée

pour ioniser les molécules de bromure

d’argent,

et une

petite

fraction seulement pour amener les électrons dans la bande de conduction. Cette fraction est seule _{efficace pour la formation} de

_l’image

latente.

_Quand

on _{passe de la}

_particule

a au

_proton,

l’énergie

est en

_{général plus}

_petite

et la fraction efficace n’est pas suffisamment

grande

pour que

tous les

_grains

traversés soient

_{développables,}

ce

qui pourrait

expliquer

le

_{grand espacement apparent}

des

_grains

sur la

_trajectoire

du

_proton.

L’expli-cation de l’action du

_jaune

de

_pinacryptol

_pourrait

probablement

être recherchée dans le sens d’une