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Submitted on 1 Jan 1948
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Compteur à scintillations pour particules atomiques
Th. Kahan, J. Debiesse, R. Champeix, H. Bizot
To cite this version:
COMPTEUR A SCINTILLATIONS POUR PARTICULES
ATOMIQUES
Par TH. KAHAN, J. DEBIESSE, R. CHAMPEIX et H. BIZOT.Laboratoire de
Physique atomique. Collège
de France.Sommaire. 2014 On décrit
une méthode de détection et de dénombrement de particules nucléaires basée sur le fait que ces particules provoquent, sur un écran fluorescent, des scintillations. Ces scin-tillations sont détectées à l’aide d’une cellule photoélectri que, suivie d’un multiplicateur d’électrons.
On a ainsi réussi à mettre en évidence les transmutations nucléaires B (n, a) et Li (n, a).
LE JOURNAL DE PHYSIQUE ET LE RADIUM. SÉRIE VIII, TOME IX. JANVIER 1948.
Les
dispositifs
qu’on
utilise d’ordinaire pour la détection et le dénombrement departicules
ato-miques
sont basés su.r la création d’ungrand
nombred’ions dans le gaz d’un
compteur.
Or,
lephénomène
dedécharge
gazeuseimpose
un certain nombre de limitations à la méthode de dénombrement. Onpeut
lever ces difficu.ltésgrâce
à l’utilisation duphoto-tube
multiplicateur
d’électrons associé à des écrans fluorescents convenables. Cedispositif
estcapable
de se transformergraduellement lorsqu’il s’agit
decompter
ungrand
nombred’impulsions
par secondeen un
appareil
de mesure de courant(circuit
inté-grateur),
le courantanodique
restantproportionnel
au flux de
photons
frappant
laphotocathode.
En
plus,
ledispositif
enqu.estion
estcapable
d’unplus
grand
pouvoir
de résolution que tout autrecompteur
actuellement connu, letemps
mort dumultiplicateur
d’électrons étant inférieur à1 o-as,
alors que ce
temps
est de l’ordre de io-5s dans lecompteur
àdécharge.
Le
compteur
que nous allons décrire est basé surle fait
qu’un
écran fluorescent(au
sulfure de zinc parexemple) frappé
par descorpuscules atomi,ques
(rayons
oc parexemple)
émet unrayonnement
lumi-neux
(scintillations).
Nous détectons ces scintillationsà l’aide d’un tube
photoélectrique comportant
unmultiplicateur
d’électrons. Le courantélectronique
final estappliqué
sur unoscilloscope.
L’appareil
constitue ainsi monté un
compteur
visuel de rayons a. Cecompteur
à scintillationsprésente
entre autres,l’avantage
depermettre
l’étude,
dansl’air,
sanschambre
spéciale,
d’une réaction nucléaire.Il résulte des travaux de nombreux chercheurs
(1)
que, lors de l’excitation du sulfure de zinc par les rayons oc, presque ioo pour ioo de
l’énergie
cédéeà la substance fluorescente par
freinage
sont converties en lumière visible. Un seul rayon xengendre
ainsi un nombre dequanta
de l’ordrede i million. Si l’on admet que i oo
photons
donnentun électron sur la
cellule,
unepartieuie
ocpeut
engendrer
ioooo électrons. Avec un facteur demultiplications 105,
onpeut
obtenir finalement uncourant
produit
par i o9électrons,
cequi
estfaci-lement décelable.
. Notre
appareil
comprenant :
une source de polo-. nium(i microcurie)
mobile( déplacement
o,5 cmà 5
cm),
un écran de sulfure de zincactivé,
un tube.
multiplicateur
d’électrons RCA(que
nous devons àl’obligeance
de M.Magat),
unoscilloscope,
a été; monté au Laboratoire de
Physique atomique
duCollège
de France. ’Les
photographies
obteinues donnent les résultatsf ournis par
l’oscilloscope
dans les conditions suivantes :1° source de rayons «,
multiplicateur
d’électronssans écran
fluorescent;
2° source de rayons ex à 5 mm d’un écran au
sulfure de
zinc,
plus multiplicateur
d’électrons,
etc.; 30 source de rayons « à 15 mm d’un écran ausulfure de
zinc,
plus
multiplicateur
d’électrons,
etc. Des clichésqui
montrent nettement la création desphotons
dus à la conversion del’énergie
des rayons « dans le sulfure de zincparaîtront
dans unprochain
article.Mais l’écran au. sulfure de zinc
peut
servir aussi à détecter des rayons «engendrés
par des neitrons.Nous avons réalisé des écrans contenant à la fois du lithium et du sulfure de
zinc,
du bore et du sulfure de zinc(1).
Utilisant comme source due neutrons un tube de
radinm-béryllium
de 5no millicuries(Laboratoire
de Chimienucléaire),
nous avons réalisé lemontage :
source de neutrons, écran au lithium-sulfure de
zinc,
multiplicateur
d’électrons,
oscilloscope.
Nous avons alors obtenu les résultats suivants :
sans
écran,
pas de déviations àl’oscilloscope;
avec écran,
multiples
déviationscorrespondant
àl’éjection
departicules
« de transmutation dues aubombardement
neutronique
au cours des réac-tions B(n, oc)
et Li(rt, a).
Les neutrons avaient été
préalablement
ralentisen
interposant
une couche deparaffine.
Les écrans au lithium nous ont donné,
jusqu’à
présent,
les meilleurs résultats.(2) Nous donnerons ultérieurement des précisions sur la
préparation de ces écrans.
(1) RIEHL et WOLF, Ann. der Phys., ig3i, 11, p. 108.
-BIRUS, Ergebnisse der
26
Conclusion. - Nous
avons
obtenu,
enreprenant
l’ancienne
expérience
desscintillations,
unappa-reillage
commodepermettant
l’étude dans l’air descorpuscules
nucléaires : neutrons, rayons a, etc.Des travaux en cours nous
permettront
bientôt depréciser
nos résultatsqualitatifs
etd’achever,
entre autres, la réalisation d’un détecteur de neutrons et d’un
compteur
decorpuscules atomiques plus
sûr que lecompteur
deGeiger-Muller
et aussiprécis
que la chambred’ionisation
associée à unamplifi-cateur linéaire. Ces
appareils
serontmunis,
soit d’un circuitintégrateur,
pour sourcesintenses,
soit desélecteur
d’impulsions
dutype
décrit par l’un denous
(3),
Nous remercions vivement Mme et ~1. Joliot de l’intérêt
qu’ils
onttémoigné
à ce travail. Nousremer-cions
également
M.Magnan
de l’aidequ’-il
nous aapportée
au cours de nos recherches. EnfinM. F. Perrin
qui
a eul’obligeance
de mettre à notredisposition
un laboratoire voudra bien trouver icil’expression
de notregratitude.
(1) T. KAHAN et A. KWARTIROFF, C. R. Acad. Sc., 1946. 223, p. 488; J. de Physique, octobre 1946, p. 300, et 194?, p. 357,
-
Cf. aussi TIRION, C. R. Acad. Sc., 1948, 226, p. ~o6.
Manuscrit reçu le 6 avril 1948.
SUR LE
PROBLÈME
DU PROTON ET DU NEUTRON Par. V. S. VRKLJAN.Sommaire. 2014 Modifiant la théorie de l’électron de Dirac, l’auteur l’étend au proton et au neutron,
en leur attribuant deux spineurs, avec des fonctions d’onde conjuguées complexes. On aboutit ainsi,
en ne faisant intervenir que les valeurs absolues des charges électriques 2014 ce
qui permet d’admettre
trois charges e pour le proton et deux pour le neutron 2014 et en
appliquant la méthode des « paquets
d’ondes » de Darwin, à déduire d’une même équation le courant convectif et le moment magnétique des
quatre particules élémentaires : électron, positon, proton et neutron. Une théorie très analogue conduirait
aussi à prévoir un proton négatif et un neutron de spin opposé.
LE JOURNAL DE PHYSIQUE ET LE RADIUM, SÉRIE VIII, TOME IX, JANVIER 1948.
Il est bien connu que la théorie de M. Dirac ne
pouvait
êtreappliquée,
jusqu’ici,
qu’à
l’électron et aupositon,
tandisqu’on
ne réussissait pas àl’appliquer
aussi auproton
et au neutron[1].
La raison en est l’existence des momentsmagnétiques
de ces dernièresparticules, qui
diffèrent dupetit
magnéton
2JVloc(où
ereprésente
lacharge
électrique
élémentaire en valeur
absolue,
Mo
la masse duproton,
ourespectivement,
la différence étantminime,
la masse du neutron elle aussi à l’état derepos, 11
lequotient
de la constante dePlanck
parle nombre 2 r et c la vitesse de la lumière dans le
vide).
D’après
la théorie de Dirac tellequ’elle
se
présente
à nousjusqu’ici,
onpourrait
s’attendreà ce que le
proton
eût un momentmagnétique
de
grandeur
égale
celle dupetit
magnéton
ci-dessusmentionné,
tandis que pour le neutron onne s’attendrait à aucun moment
magnétique.
Enréalité,
laphysique expérimentale
a obtenuune
grandeur
du momentmagnétique
duproton 2,785
± foisplus
grande
que la valeurà
laquelle
ons’attendait,
et en outre, pour le neu-tron il y a aussi un momentmagnétique
qui
est(i,q35
o,ozj
foisplus grand
que lepetit
magné-ton de
Bohr,
avec la seule différence que,relative-ment au
spin,
il a unsigne
algébrique
contraireà celui du moment
magnétique
duproton
[2].
D’après
tout cequi précède,
laquestion
se posede
l’explication
théorique quantique
des momentsmagnétiques
du neutron et duproton.
Il nousparaît
qu’on peut
trouver uneexplication
pour ces deuxparticules
(d’après
la méthode dupaquet
ondula-toire)
enpartant
de lasupposition
qu’à
cesparti-cules
appartiennent
deuxspineurs
avec des fonctionsconjuguées
complexes
de lapropagation
de l’onde.A cette fin nous allons
appliquer
les matrices carréeshermitiques
àhuit
rangsqui
remplissent
la condition de M. Dirac
