Ensemble détecteur pour études de diffusion

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Submitted on 1 Jan 1960

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Ensemble détecteur pour études de diffusion

R. Chaminade, M. Cros, M. Crut, A. Papineau

To cite this version:

R. Chaminade, M. Cros, M. Crut, A. Papineau. Ensemble détecteur pour études de diffusion. J. Phys.

Radium, 1960, 21 (5), pp.396-398. �10.1051/jphysrad:01960002105039601�. �jpa-00236282�

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tenir rapidement ^les principaux paramètres ^d’un appareillage ^de pulsation.

Différents systèmes ^de balayage ^{et de modulation}

de vitesse ont été envisagés. ^En particulier ^{il a été}

montré que la tension sinusoïdale n’était pas la meilleure pour effectuer le regroupement, ^{et on a}

calculé la forme de la tension U(t) qui permettrait

de regrouper la totalité du faisceau en une suite de paquets ^{très brefs.}

Méthode de mesure de la bouffée de neutrons.

Pour évaluer la durée de la bouffée de neutrons,

nous opérons de la manière suivante : deux comp- teurs à neutrons, composés chacun d’un scintil- lateur plastique ^{et d’un} photomultiplicateur

56 AVP, ^sont placés ^au voisinage ^{immédiat et de} chaque côté de la cible tritium-titane disposée

à l’extrémité du tube de regroupement. ^{Les deux} compteurs à neutrons actionnent un convertisseur

temps-amplitude ^à 6BN6 dont le temps ^maximum d’analyse ^{est un} peu inférieur à la période ^du dispo-

sitif de pulsation. Si des coïncidences ^se produisent,

ce sont nécessairement des coïncidences fortuites entre deux neutrons de 14 MeV de la même bouffée,

le retard entre eux ne peut ^donc dépasser ^la largeur

de la bouffée, augmentée ^{de la} largeur de la fonc- tion de résolution du système ^de mesure ; cette dernière a été mesurée par la méthode de la parti-

cule associée ; ^{elle est de} 1,6 ^{ns à} mi-hauteur.

Les premiers ^résultats semblent confirmer les

prévisions ^{des calculs ; nous} espérons ^{donc obtenir}

une bouffée de neutrons ayant ^{une durée inférieure}

à 3 _ns, avec une intensité de l’ordre de 1/6 ^{de celle} qu’on obtiendrait avec un faisceau continu.

BIBLIOGRAPHIE

[1] ^CRANBERG (L.) ^{and LEVIN} (J. S.), Phys. Rev., 1955, 100, ^{434 et} Phys. Rev., 1956, 103, ^343.

[2] ^BALLINI (R.) ^{et Kuo} (L. G.), ^J. Physique Rad., 1959, 20, ^n° 4, ^{47 A.}

[3] ^PARKER (V. E.), ^KING (R. F.), ^BANTA (H. E.), ^JUDISH (J. P.), ^{Bull. Amer.} Phys., Soc., 1956, 1, ^70.

[4] ^FLEROV (N. N.) and TAMANOV (E. A.), Atomnaya ^Ener- giya, ^{1957, 3, n° 744.}

[5] ^NAKADA (M. P.), ^ASHBY (V. J.), ^HARRIS (M.) ^and

KLEIN (W.), Bull. Amer. Phys. Soc., 1956, 1, ^69.

ENSEMBLE DÉTECTEUR, POUR ÉTUDES DE DIFFUSION

Par R. CHAMINADE, ^M. CROS, ^{M. CRUT et A.} PAPINEAU,

C. E. N., Saclay.

Résumé.

Nous donnons les principales caractéristiques ^du dispositif ^{détecteur et de l’électro-} nique utilisés pour les expériences de diffusion ^03B1 à 44,4 MeV avec sélection de la nature des parti-

cules diffusées.

Abstract.

We describe the main characteristics of the detectors and associated electronics used in scattering experiments ^at 44,4 MeV incident 03B1 particle energy. The electronics is intended ^for selection of the kind of particle.

LE JOURNAL DE PHYSIQUE ^{ET LE RADIUM TOME} 21, ^MAI 1960, ^{PAGE 396.}

Le dispositif détecteur que nous avons employé

est semblable à celui utilisé pour la diffusion des

protons [1].

Seul, ^le télescope ^{de mesure a été} modifié par l’utilisation d’un compteur proportionnel ^{à deux}

sections ^en remplacement ^du scintillateur mince mesurant la perte d’énergie AE/AX ^des particules

diffusées.

La figure ¹ représente ^ce télescope ^{de mesure.}

A partir de l’entrée de ce télescope ^{on trouve succes-}

sivement :

10 Un compteur proportionnel précédé ^d’un diaphragme ^{en tantale} d’épaisseur 8/10 ^{mm, d’ou-}

verture 5 mm de large ^{et 8 mm de} haut, ^limitant

le champ ^{vu par le télescope.}

Ce compteur comporte ^{deux sections et mesure}

la perte d’énergie ^AE qu’y ^{subit la} particule. ^Il

est rempli ^{sous une} pression équivalente ^{à 20 cm de}

mercure d’un mélange argon + ² % CO2. ^Derrière

ce compteur ^{un second} diaphragme de tantale de 4 X 7 mm définit angulairement ^{les conditions}

de mesure.

20 Précédé d’une fenêtre en mica aluminé, ^de

masse superficielle ^totale 2,3 mgfcm2, ^{on trouve un}

scintillateur INa(TI) ^mesurant l’énergie E ^{de la} particule.

C’est un monocristal clivé (1) ^de largeur ¹² mm, de hauteur 15 mm et d’épaisseur ^{1 mm} juste

suffisante pour arrêter les particules ^oc d’énergie

(1) Sans défauts.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:01960002105039601

397

FIG. 1.

Télescope ^de mesure avec compteur proportionnel. ^{1 :} Fénêtre mica aluminé. - 2 : Blindage ^{mumétal. -}

3 : Diaphragme ^de garde (H

^{8 mm, L}

⁵ mm). - ^{4 : Anneau de} garde (0

2,5).

^{5 :} Moly.7/100. -

6 : Diaphragme ^{de mesure} (H

^{7 mm, L}

⁴ mm). - ^{7 : Cristal 1 Na} (Tl).

^{8 :} Guidede lumière. - 9 : Photomulti-

plicateur. ,

1

FIG. 2.

Schéma fonctionnel du dispositif électronique sélectionnant la nature des particules diffusées. A la fin de la légende, ^{en haut à} gauche ^{de la} figure, lire : P. M. E., Photomultiplicateur ^{de mesure, et P. M. M.,} Photomulti-

plicateur ^moniteur.

maximum. Il est scellé dans un boîtier étanche fermé par la fenêtre de mica ^et par ^un guide ^de

lumière répartissant la scintillation sur l’ensemble de la photocathode ^d’un photomultiplicateur EMI 6 097 F sélectionné en uniformité et sensi- bilité de photocathode.

Le dispositif électronique ^{est semblable à celui}

décrit précédemment [1]. ^Une description ^un peu

plus ^{détaillée est} donnée ici.

La figure ² représente ^{le bloc} diagramme, ^très

simplifié, ^de l’ensemble électronique dont voici les

traits essentiels :

398

Les amplificateurs comportent ^{une mise en forme}

par ligne ^à retard dès le préamplificateur, ^évitant

ainsi toute surcharge ^à grand régime ^{de comptage}

et procurant, par ^son maximum en forme de pla- teau, ^{la mise en mémoire} nécessaire aux opérations

de sélection de particules. ^{Une deuxième mise en}

FIG. 3.

Vue schématique de l’écran du tube à rayons électroniques représentant ^le produit ^{E . AE.}

FIG. 4.

Photographie ^{de l’écran.}

Faisceau incident ocii,,i MeV. Cible : Ni 58.

forme par ligne, ^{en cours} d’amplification, ^{assure la}

constance du niveau zéro à tous régimes, ^{sans néces-}

sité de restitution _par diode.

Le dispositif de sélection de particules ^{est basé}

sur la proportionnalité ^du produit ^{AE. E au} pro- duit MZ2, ^{M étant le nombre de masse et Z le}

nombre de charge ^{de la} particule. ^Le dispositif

utilisé dérive de celui décrit par F. Aschenbren-

ner [2].

Le montage permettant ^{la mesure} du pro-

duit AE. E utilise un tube à rayons électroniques

dont l’alimentation est stabilisée et le spot ^éteint

au repos.

La déflexion horizontale est commandée par ^la

moyenne des tensions sortant des deux amplifica-

teurs reliés aux compteurs proportionnels ^mesu-

rant AE. La déflexion verticale est commandée par

l’amplificateur ^{associé au} scintillateur mesurant

l’énergie ^E.

Le spot ^est intensifié au début du plateau ^des impulsions par la coïncidence du front ^avant des

impulsions ^{des trois} amplificateurs dans le circuit C.

Bien entendu, ^les divers circuits comportent ^les lignes ^{à retard} nécessaires _pour assurer les concor-

dances de temps requises.

La figure ³ représente ^{l’écran du tube} à rayons

électroniques ; ^à chaque impulsion, ^un point ^fixe

lumineux illumine cet écran, ^d’autant plus ^{à droite}

que la perte d’énergie ^{AE est} plus grande ^{et d’au-}

tant plus haut que l’énergie ^{E est} plus ^élevée.

Les points ^{lumineux se} placent ^{donc sur les zones} hyperboliques de même valeur de produit ^{AE. E.}

La figure ^{4 est une} photographie de l’écran de

ce tube prise lors de la réaction oeoe’ sur baNi à

l’angle de 2205. La zone hyperbolique ^{de droite} correspond ^aux particules ^{oc, la zone de} gauche

aux protons.

Retournant à la figure 2, ^on peut ^{voir les} guides

de lumière profilés ^de façon ^{à canaliser la lumière}

de la zone sélectionnée vers un photomultiplicateur

déverrouillant l’analyseur d’amplitudes ^{à 256 ca-}

naux relié à l’amplificateur de la voie E. On analy-

sera ainsi la distribution énergétique ^des particules

diffusées ayant satisfait à la sélection de nature : Pour compléter l’ensemble électronique ^un géné-

rateur de test G est déclenché toutes les 100 impul-

sions du groupe élastique ^du moniteur. Ce généra-

teur est couplé capacitivement ^à l’entrée de chacun des préamplificateurs ; ^{il sert à tester} la stabilité de gain, ^{à mesurer le rendement} général ^{de l’en-}

semble et à centraliser les indications du moniteur

sur l’analyseur d’amplitudes.

On voit aussi quelques ^échelles de numération dont l’une sert à _mesurer, après conversion du type analogue numérique, ^la charge intégrée ^{dans la}

cage de Faraday, ^{une autre étant} affectée à la

mesure du nombre d’impulsions élastiques ^{du mo-}

niteur.

BIBLIOGRAPHIE

[1] ^Nuclear Physies, 1959, 13, ^397-406. [2] ASCHENBRENNER (F.), Physical Rev., 1955, 98, 657.