Brevet FR2026501A1 — publié le 19700918

30336. 1 2026501 le rayonnement ionisant fut longtemps utilisé pour l'analyse de substances, et particulièrement pour la détermina-tion d'une caractéristique physique d'une substance à analyser, telle que la densité ou la composition relative, susceptible 5 de modifier un type choisi de rayonnement, d'une manière détectable. Seulement par voie d'exemple et non dans un but de limitation, les instruments de mesurâge de rayonnement sont utilisés présentement pour la détermination de concentrations de substances hydrogénées telles que l'eau dans une substance à analyser comme de la terre. 10 Une telle détermination et une telle mesure des propriétés et caractéristiques, se b.ase-essentiellement sur des phénomènes auxquels on fera allusion dans ce brevet, comme la modification du rayonnement ionisant. On sait depuis longtemps que le rayonnement ionisant tel qu'un rayonnement de neutrons, une radiation 15 gamma, ou une radiation de rayons X, est modifié de diverses façons et en raison des caractéristiques et des propriétés variables des substances, et, l'utilisation d'instruments de mesurage de rayonnement est une application pratique de ce phénomène. Dans . l'exemple spécifique ici décrit, la modération de neutrons rapides 20 par des substances hydrogénées, est utilisée pour permettre la détemnation de la présence et de la valeur du taux d'humidité de la terre. Encore bien d'autres exemples de propriétés physiques qui sont examinées lors de l'utilisation de la technique du rayonnement ionisant, apparaîtront plus clairement aux personnes 25 spécialisées dans la technique. Avec l'avance de la technique électronique, deux domaines significatifs de perfectionnement se sont ouverts aux usagers d'instruments de mesurage de rayonnement, et furent repris par des fabricants de ces appareils. D'abord, la disponibilité de 30 composants de circuit nécessitant des alimentations en courant relativement simple, a encouragé le développement du domaine des instruments en permettant l'emploi d'instruments de mesurage de rayonnement autrement qu'en laboratoire. Puis, avec l'emploi répandu de tels instruments, ces derniers ont nécessité une précision accrue, 35 que les instruments ont pu fournir et qui s'est rencontrée lors de la construction accrue des circuits électroniques utilisés. Tandis que de tels progrès ont de loin substantiellement élargi à la fois l'utilité et' l'emploi des instruments de mesurage 69 30336 2 2026501 ♦ de rayonnement, il est apparu certaines difficultés. Plus spécifiquement, on a couramment pratiqué, pour compenser certaines limitations statistiques de mesurage nucléaire, et certaines caractéristiques de dérive température - temps, des circuits 5 électroniques dans ces instruments ,unprocessœ d'amlyœ par une méthode de rapport. Par conséquent, dans de tels processus d'analyse, la détermination de la caractéristique à analyser repose sur la relation qui existe entre le mesurage d'essai de la modification du rayonnement ionisant par la substance analysée et un. mesurage 10 standard effectué antérieurement ou ultérieurement de la modification du même rayonnement ionisant, par un standard de référence, spécifiquement un échantillon de substance de caractéristique stable. A l'aide, des mesurages standard et d'essai effectués durant des intervalles de temps variable il est souvent difficile, 15 d'assurer que les mesuragesindiquent exactement la modification du rayonnement ionisant par les échantillons standard et d'essai respectivement, et de ne pas introduitre d'incertitudes dans la relation à déterminer à partir de ces mesurages en raison de la période de temps relativement longue nécessaire poûr atteindre 20 la stabilité de circuit électronique utilisé dans l'instrument de mesurage. Dans l'esprit de ce qui vient d'être énuméré, un objet de la présente invention est de réaliser un instrument de mesurage de rayonnement pour la détermination non destructive d'une propriété physique ou d'une caractéristique physique d'une substance à 25 analyser, cet instrument est auto-compensateur , pour des facteurs qui ont imposé des limitations dans l'emploi de tels instruments. En atteignant cet objet de la présente invention, un dispositif de détection de rayonnement, et un circuit électronique aseooié, sont adaptés pour recevoir un rayonnement ionisant modifié par 30 les échantillons standard et d'essai pour établir la relation entre la réponse d'un premier détecteur et la réponse d'un second détecteur, pour fournir une indication sur la caractéristique antérieurement ignorée de la substance constituant l'échantillon d'essai. Le circuit électronique est monté de telle façon que les 35 réponses des deux détecteurs soient déterminées dans un domaine de temps commun, par exemple en employant la réponse d'un détecteur pour conditionner le passage de la réponse de l'autre 69 30336 3 2026501 détecteur. Suivant un autre objet de la présente invention, il s'agit d'élaborer une méthode de détermination d'une caractéristique physique d'une substance analysée, dans laquelle, on expose simul-5 tanément un échantillon de canal d'essai et un échantillon de canal standard, au rayonnement ionisant d'un.type sélectionné issu d'une source commune, et les détecteurs respectifs d'essai et standard reçoivent simultanément le rayonnement émis de la source et modifié par les échantillons d'essai et standard. Le rapport 10 des réponses simultanées des détecteurs est alors mesuré et est significatif de la caractéristique physique à déterminer. Pour la réalisation de cet objet de la présente invention on préfère utiliser des détecteurs qui émettent des trains d'impulsions, et mesurer le rapport des réponses simultanées par des impulsions 15 de sortie émises du détecteur du canal standard vers un diviseur prévu pour la réception d'un nombre prédéterminé d'.impulsions, et pour conditionner le passage des impulsions émises par le détecteur du canal d'essai durant la période de temps nécessaire à l'accumulation dans le diviseur de ce* nombrè prédéterminé 20 d'impulsions. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront au cours de.la description explicative qui va suivre, en se reportant aux dessins schématiques annexés, donnés uniquement à titre d'exemple illus-25 trant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels : - la figure 1 est une illustration schématique des éléments d'un instrument construit et mis en oeuvre selon la présente invention; - la figure 2 est une vue en perspective d'une structure 30 de chambre de la source de rayonnement, des échantillons, et des détecteurs de l'appareil illustré sur la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en perspective d'un logement d'instrument prévu pour les mesurages d'une caractéristique de surface; 35 - la figure 4 est une section schématique, en élévation, du logement de l'instrument de la figure 3, illustrant un montage géométrique d'une source de rayonnement, des échantillons, et des détecteurs selon la présente invention; 69 30336 4 2026501 - les figures 5> 6 et 1 sont des vues générales similaires à la figure 4, illustrant d'autres montages géométriques observés dans les instruments selon la présente invention; - la figure 8 est une vue analogue à la figure 3 d'un 5 instrument comportant une sonde d'exploration; . - la figure 9 est une vue de l'instrument de la figure 8 analogue à 'la figure 4» illustrant un montage géométrique dans lequel un détecteur est disposé dans une sonde pour l'exploration d'une substance à analyser, et 10 - la figure 10 est une illustration-schématique du dispositif d'indication susceptible d'être substitué dans l'appareil de la figure 1 . Avant de procéder à la description de la présente invention en référence aux dessins, on a jugé approprié de relever plus en 15 détail certains facteurs relatifs aux statistiques de la mise en oeuvre de l'instrument de mesurage de rayonnement, et aux caractéristiques des circuits électroniques composants de tels instruments. Ces domaines d'intérêt ont été brièvement décrit ci-dessus, comme apportant certaines difficultés, et vont se réaliser dans 20 l'application de tels instruments. La dernière précision, ou précision maximum susceptible d'être obtenue par un système de mesurage comprenant la détection et/ou la modification d'un rayonnement ionisant, et particulièrement les systèmes dans lesquels la source de rayonnement ionisant 25 est un radioisotope, est limitée par les statistiques de l'émission énergétique. La probabilité d'émission d'énergie de rayonnement à un instant donné, est commandée par les lois de distribution binominale, fondamentale, appartenant aux événement de hasard ■ et, avec certaines restrictions, est représentée par la distribu-30 tion de Poisson. Il existe certains documents qui donnent une explication détaillée des analyses statistiques et des statistiques, il n'est donc pas nécessaire de donner de très amples explications au cours de la description. En outre, on doit faire remarquer brièvement, qu'une telle analyse, par exemple, une analyse dans 35 laquelle les mesures dérivent de trains d'impulsions générés par des détecteurs de rayonnement, s'applique aux systèmes dans lesquels on mesure une caractéristique physique d'une substance à analyser i>9 30336 5 202650î en établissant une relation entre les comptages et la propriété indéterminée. Si les comptages pour deux valeurs différentes de la caractéristique à analyser sont connus, alors la différence des comptages divisés par la différence de la propriété à analyser 5 indique la pente qu'une courbe d'étalonnage d'un instrument. Par application de l'analyse statistique, la déviation standard (ou sigma) d'un système de mesurage particulier exprimé par des mesura définissant la meilleure précision du système, devient égale à la racine carrée du comptage divisé par la pente de la 10 courbe d'étalonnage. On suppose qu'un comptage individuel est la valeur réelle du système, glors, l'erreur en pourcentage d'une erreur de déviation standard (également exprimée en erreur sigma) peut s'exprimer par la racine carrée de ce comptage total divisé par le comptage total et multiplié par 100. Ainsi, avec un 15 comptage de mesure de 10 000, l'erreur en pourcentage pour une déviation standard est égale à 1Pour un comptage de mesure de 100 0Ù0, l'erreuren pourcentage pour une déviation standard devient égale à 0.316$. La signification de cette explication de statistiques d'un 20. instrument de mesurage de rayonnement apparaît plus clairement lorsque 1 ' interaction de ce facteur avec d'autres facteurs de construction de l'appareil est observée plus ai détail. En remarquant la précision croissante pour de tels instruments, une des solutions qui s1 est avérée utilisable pour un constructeur 25 d'appareils est la variation dans la géométrie mécanique de l'instrument afin de permettre la variation de la pente de la droite d'étalonnage- . En outre, lorsque les limites pratiques de la pente de la droite dT étalonnage ont été atteintes, un processus alternatif pour perfectionner la précision fut un 30 accroissement du comptage de mesure accumulé . Pour une certaine valeur de limitation de l'erreur en pourcentage d'une déviation standard, les limites pratiques de la stabilité électronique et mécanique du système, excèdent les statistiques du système nucléaire, et on ne peut pas obtenir de perfectionnement plus 35 poussé dans la précision du système en accroissant le comptage de mesure. Tandis que la limite supérieure dans la recherche du perfectionnement par l'accroissenemt du comptage de mesure accumulé n'est pas encore devenus un facteur essentiel dans la é>9 30336 6 2026501 plupart des applications d'instruments de mesurage de rayonnement, elle fut anticipée généralement dans de telles applications et fut réellement rencontrée dans certains domaines spécifiques. Si l'on revient maintenant au second des deux domaines 5 des problèmes susmentionnée les éléments de circuit électronique qui sont nécessaires pour permettre la mesure de trains d'impul-sins générés par les détecteurs en réponse au rayonnement ionisant, sont soumis à la dérive, qui peut être soit à long terme soit à court terme. IJne division acceptable doitcomporter une dérive à 10 long terme , c'est-à-dire les modifications d'un système doivent survenir en des intervalles supérieurs à un seul jour de mise en oeuvre. Dans d'autres buts, on a supposé qu'un taux d'émission de rayonnement ionisant est essentiellement constant et n'affecte pas de dérive à long terme, une telle dérive étant généralement 15 due aux modifications de vieillissement du . circuit électronique et de l'efficacité de détection. On a cru tout d'abord que la dérive à court terme , en raison de l'élévation de température dans des composants électroniques individuels, provoquait la dissipation de la puissance dans un composant, puissance qui était 20 nécessaire au fractionnement du composant. Deuxièmement, une dérive à court terme dépend des changements de température ambiante. line telle dérive temps-température n'est pas une fonction .linéaire, et contient normalement un changement rapide,eonsid^rable, survenant dans les deux premières heures de fonctionnement, 25 et un terme.plus longj une^aible variation qui se prolonge pendant plus d'une journée de mise en oeuvre, et qui devient ainsi une dérive à long terme. Des instruments spécifiques ont été découverts comme ayant une dérive atteignant les domaines d'environ 0,5% à 1^, durant les deux premièregfeeures de mise en 30 eeuvre, et d'environ 0,01% à 0,05% par heure, après, ce qui s.'exprimait en variation des comptages. Une telle variation en pourcentage dans les comptages peut représenter de très grands changements dans la caractéristique de la substance 'à analyser, comparée à l'erreur statistique. 35 " Deux de ces problèmes précités furent résolus par conséquent en utilisant un rapport, de comptage de référence. Même avant que les instruments de mesurage de rayonnement ne soient très répandus, on_savait qu'un étalonnage fréquent s'avérait nécessaire 30336 7 2026501 si le système devait atteindre un certain degré de précision, le rapport de comptage de référence qui représentait un moyen pour allonger l'intervalle entre les étalonnages, comprend un processus dans lequel une mesure de comptage de la caractéristique à déterminer 5 est effectué sur un échantillon de substance stable de propriétés connues, le système est étalonné en fonction du rapport du décompte d'essai et du décompte de référence, et l'échantillon standard est rendu disponible pour d'autres domaines d'utilisation de 1'instrummt. Tandis que cette technique de rapport'est tout à fait utile dans 10 l'élimination de nombreux problèmes engendrés par la dérive à long terme et les changements mécaniques dus à la géométrie d'un instrument, tandis qu'ils affectent les totaux de mesure et de référence, il subsiste des limitations sérieuses dans la technique de rapport, utilisée présentement. Plus particulièrement, les 15 totaux de comptage de mesure et de référence, contiennent des variations statistiques précitées, et lorsque les deux nombres sont divisés pour en obtenir le rapport, le nombre.résultant contient une variation statistique qui est toujours supérieure à celle de chaque comptage individuel.'Le degré résultant de 20 l'effet de hasard devient la racine carrée des nombres originaux, calculés à partir de la valeur respective de ces nombres. Dans la pratique, il s'est avéré nécessaire que la déviation de trois sigmas du total de comptage de référence soit inférieure à celle de la déviation sigma du total de comptage de mesure, afin 25 d'éviter une erreur significatrice du rapport résultant. Cette condition fut respectée à la fois durant l'étalonnage initial d'un instrument de mesurage de rayonnement, et durant l'utilisation de l'instrument. En suivant cette pratique, on a choisi des comptages de 30 référence quijtombent dans le domaine des comptages de mesure de la substance à analyser. Comme la déviation standard varie comme "la racine carrée du décompte total, il devient statistiquement préférable d'accumuler neuf fois le décompte total de mesure en déterminant le décompte total de référence. Par conséquent, 35 le décompte de référence nécessite neuf fois le temps nécessaire au décompte de mesure. Si on considère le temps dont on dispose pour l'opération, cette situation devient très vite impossible et il n'est généralement admis à présent, à part des situations 69 30336 8 2026501 extrêmes, d'utiliser une condition de déviation de deux sigmas, et la période du décompte de référence ne nécessite seulement que quatre fois la période du décompte de mesure. Alors que cette perte de temps lors du fonctionnement 5 n'est pas souhaitable, on peut l'admettre tant que le relevé du total du calcul de référence ne nécessite pas d'etre répété trop fréquemment durant une certaine période de mise en.oeuvre. Des instruments, dans lesquels la déviation standard est grande par rapport à la dérive à court terme nécessitent qu'un décompte de 10 référence ne soit effectué qu'une seule fois en un jour de mise en oeuvre. Les systèmes de dérive à court terme supérieure peuvent nécessiter qu'un décompte de référence soit effectué deux fois par jour ou plus fréquemment. Alors que la précision requise s'accroît pour l'instrument, 15 il devient impossible d'obtenir un décompte de référence après deux heures de fonctionnement de l'équipement, puisque, la dérive initiale peut d'après ce que l'on vient de voir engendrer une modification , durant le temps nécessaire pour effectuer les décomptes de référence et de mesure, qui est supérieure à la variation 20 statistique durant la période de comptage. Sur ce point, l'utilisateur doit attendre que la valeur de la dérive se soit stabilisée à une valeur utilisable en deçà des limitations statistiques de l'instrument. Les dernières limitations sont ainsi indispensables. On 25 a atteint un point dans la construction de l'instrument, qui consiste en ce que la précision nécessaire réclame un comptage de référence entre chaque comptage de mesure, même après la période initiale de dérive et les quatres cinquième du temps de fonctionnement sont perdus. L'usage d'un tel instrument de mesurage de 30 rayonnement devient impossible en pratique car la dérive est supérieure à l'erreur statistique. Si l'on se réfère maintenant aux dessins, on a trouvé que les difficultés introduites par la dérive peuvant être évitées par l'institution de deux chemins, selon laquelle on recherche 35 la plus grande homogénéité possible dans les circuits électroniques employés dans un instrument.de mesurage de rayonnement afin de maintenir une dérive uniforme dans tout l'appareil, et le décompte de référence ainsi que le décompte de mesure sont 69 30336 9 2026501 effectués dans un domaine de temps commun. Ainsi, selon la présente invention, il n'y a qu'une seule durée de temps de mise en oeuvre comprenant à la fois le décompte de référence et le décompte de mesure. Ceci se réalise, en utilisant, en combinaison 5 avec une source appropriée, ou bien des sources de rayonnement ionisant et les détecteurs convenables, un dispositif d'indication susceptible de mesurer directement le .rapport entre les'décomptes de référence et de mesure. A l'issue de cette discussion on doit comprendre que la 10 présente invention peut se baser, lors du fonctionnement, sur une des différentes modifications (comportantle type ,l'énergie, l'intensité, ou la quantité) du rayonnement ionisant caractéristique des procédés utilisants un tel rayonnement, la présente discussion s'effectuera d'abord en référence à une configuration de dispositif 15 de mise en oeuvre dans laquelle le mécanisme de modification est la modération des neutrons. En se basant sur un tel fait» des neutrons rapides traversent les échantillons de substances et sont modérés par une caractéristique physique de la substance, spécifiquement, un composé hydrogéné dissimulé dans la substance, 20- pour se transformer en neutrons lents ou thermiques, qui sont détectés par un dispositif de détection choisi d'une manière appropriée . Afin de s'assurer que l'irradiation des échantillons de substance est substantiellement identique pour des raisons qui 25 deviendront plus claires lors de l'explication qui va suivre, On préfère qu'un dispositif de mise en oeuvre suivant la présente invèntion'(figures 1 et 2) comprenne' une source 10 de neutrons rapideEj qui de préférence est une substance élémentaire appropriée ou isotopique, tel que le Ëadium Béryllium ou 1'Americium-Beryllium 30 Afi ri de mesurer directement le rapport entre le comptage de référence et le comptage de mesure, et d'effectuer le comptage de référence et le comptage de mesure dans un domaine de temps commun, le dispositif de mise en oeuvre de la figure 1 comporte à la fois un canal de comptage de mesure et un canal - de comptage 35 de référence. Le canal de comptage de mesure comprend un premier détecteur D-1 et un amplificateur associé A-1 recevantes trains d'impulsions du détecteur D-1 et un circuit d'informations de l'impulsion associé PS1 tel qu'un discriminateur pour la 69 30336 10 2026501 formation d'impulsions amplifiées provenant de l'amplificateur A-1. De même, le canal de comptage de référence comporte un second détecteur D-2 et un amplificateur associé A-2 et des circuits de formation d1impulsions ?S2. Selon la présente invention, 5 .l'influence de la dérive sur la détermination des caractéristiques physiques effectuées par l'utilisation du dispositif de mise en oeuvre de là figure 1 est minimiséepar l'emploi de circuits équilibrés pour les amplificateurs A-1 et A-2 et pour les circuits de formation d'ondes PS1 et PS2. En outre, le courant nécessaire 10 au fonctionnement des éléments du canal de comptage de mesure et des éléments du canal de.comptage de référence provient d'une source de puissance commune, évitant ainsi des différences dans la réponse du circuit qui pourrait résulter des différences du courant qui lui est appliqué. 15 Afin de s'assurer que le dispositif de détection, comportant des détecteurs D-1 et D-2, répond d'une manière convenable à la modification du rayonnement ionisant émis de la source 10, par la caractéristique physique indéterminée, la présente invention comprend de préférence un dispositif de supportage d'un échantil-20 Ion d'essài 11 de substance de caractéristique inconnue et d'un échantillon standard 12 de substance de caractéristique connue pour son irradiation par le rayonnement ionisant issu de la source 10. De plus, les détecteurs de canal d'essai et de canal standard D-1 et D-2 sont disposés respectivement pour la réception du 25 rayonnement modifiés par les échantillons d'essai et standard 11 et 12 respectivement . Dahs.eet exemple dans lequel un rayonnement ionisant émis par la source 10 dont les électrons rapides sont détectés par D-1 et D-2, transformés par les échantillons 11 et 12 en neutrons thermiques, la présente invention considère qu'un 30 dispositif d'écran approprié tel qu'une feuille de cadmium 13 doit être intercalée entre la source 10 et léchantillon standard 12. Tandis que la feuille de cadmium 13 n'imposepas d'obstacle, aux neutrons rapides et permet ainsi le rayonnement de l'échantillon standard 12, une telle feuille constitue un écran véritable 35 contre' la détection des neutrons thermiques par le détecteur du canal standard D-2, résultant de la modération des neutrons rapides par l'échantillon d'essai 11. De même, l'écran 13 évite que le détecteur de canal D-1 ne détecte les neutrons thermiques 69 30336 11 2026501 modérés par la substance de 1'échantillon standard 12, assurant ainsi l'indépendance du fonctionnerai des canaux de mesure et de référence. Afin de présenter une indication delà caractéristique 5 physique de l'échantillon d'essai 11, caractéristique à déterminer d'une manière non destructive par l'emploi du dispositif de mise en oeuvre de la présente invention, le dispositif comprend en autre un dispositif d'indication 14 relié lors de snn fonctionnement auxdétecteurs D-1 et D-2 sensibles à la détection du rayon-10 nement modifié par les échantillons essai et standard 11 et 12 pour renseigner sur la caractéristique de la substance inconnue auparavant de l'échantillon d'essai 11. En particulier, le dispositif d'indication comprend un dispositif pour établir la relation entre la réponse du premier détecteur D-1 et la réponse 10 du second grand détecteur D-2, en mesurant le rapport des réponses simultanées de ces détecteurs. Ce dispositif d'indication comporte de préférence un diviseur 15 pour la réception d'impulsions du détecteur de canal de référence D-2, amplifié et formé par l'amplificateur associé A-2 et le circuit de formation d'impulsions 20 PS2. Le diviseur 15 peut être n'importe quel accumulateur digital convenable, un enregistreur de dérive, un circuit compteur annulaire ou d'autres circuits de calcul basique généralement connus, pourvu que le circuit soit adapté pour accepter un nombre d'impulsions établi et prédéterminé provenant du détecteur D-2,de l'amplificateur 25 A-2 et du circuit de formation d'impulsionsPS2, avant qu'une impulsion de sortie ne soit émise du diviseur 15. Le choix du terme"diviseur" pour l'application à l'élément de circuit de l'accumulateur 15 apparaîtra plus clairement ci-après lorsque l'ensemble du fonctionnement du dispositif de mise en oeuvre ci-30 décrit sera plus détaillé. Le dispositif d'indication-14 comprend en outre un conditionneur convenable 16 relié lors de son opération au détecteur de canal d'essai D-1 et au diviseur 15 pour recevoir les impulsions engendrées par le détecteur à canal d'essai D-1 amplifiées 35 et formées par l'amplificateur associé A-1 et le circuit de formation d'onde PS1, pour recevoir les impulsions du diviseur 15. Connecté avec le conditionneur 16 on trouve un compteur d'impulsions convenable 17, sur lequel le comptage de mesure pour l'échantillon 69 30336 12 2026501 11 doit être affiché. De tels compteurs d'impulsions sont bien connus on peut les trouver dans le commerce et les indicateurs utilisant des tubes à gaz sont spécifiques pour permettre la lecture directe des comptages de mesure. 5 Afin d'accumuler sur le compteur 17 un décompte total de mesure indicatif de. la caractéristique physique de l'échantillon 11 qui est-à déterminer, par l'instrument de la présente invention le dispositif pour l'établissement du rapport des réponses du premier et du second détecteurs D-1 et D-2 conditionne le passage 10 de la réponse du détecteur D-1 dans un rapport prédéterminé avec la réponse du détecteur D-2. Ce conditionnement est réalisé par l'installation du diviseur 15 et du conditionneur 16, et permet le passage de la réponse du premier détecteur D-1 vers le compteur 17. C'est-à-dire le passage des trains d'impulsions du détecteur 15 D-1 vers le compteur 17 est possible grâce au conditionneur 16 sous la commande du diviseur 15. Par amélioration de cette fonction, le conditionneur 16 peut être construit électriquement de manière à compter des commutations à l'état solide ou de relais ou d'autres circuits quelconques susceptible de pouvoir 20 commander-le passage du courant. D'autres éléments analogues sont connus des constructeurs de circuits électroniques. En regar-dans la coopération du diviseur 15, du conditionneur 16 et du compteur 17, le choix du terme "diviseur" pour l'accumulateur d'impulsions reçues du canal standard peut être considéré comme 25 représentif du fait que le conditionneur 16 fonctionne, en divisant le nombre d'impulsions générées par le détecteur du canal standard D-2'par un nombre prédéterminé. C'est-à-dire, le diviseur 15 doit être prévu pour le nombre 250.000, et une impulsion se dirige vers le conditionneur 16 lors des premières 30 250.000 impulsions émises par le détecteur D-2 qui atteignent le diviseur 15. lors de la réception d'une impulsion du diviseur 15, le conditionneur 16 transmet des impulsions engendrées par le détecteur D-1 vers le compteur 17- Par conséquent, l'arrivée de la dernière impulsion_du train des 250.000, du détecteur 35 D-2, g.u diviseur 15 provoque le retournement du conditionneur 16, bloquant ainsi le passage des impulsions engendrées par le détecteur D-1 vers le compteur 17. On considère.que, le diviseur 15 peut être prévu pour commander la conduction du conditionneur 69 30336 13 2026501 16 selon l'un des différents diviseurs choisis, tels que 500.000 ou 1.000.000. Si on considère maintenant le fonctionnement du dispositif de mise en oeuvre ainsi décrit, on peut voir que les échantillons 5 11 et 12 sont irradiés par le rayonnement ionisant émis par la source 10. Les modifications du rayonnement ionisant par les échantillons 11 et 12 sont significatrices de propriétés, ou caracté ristiques, et sont relevées séparément par les détecteurs D-1 et D-2. Quant au détecteur D-2, la modification du rayonnement ioni 10 sant par l'échantillon du canal standard est significatrice d'une caractéristique de cet échantillon, qui est connue, et stable, tandis que pour le détecteur D-1 la modification du rayonnement ionisant par l'échantillon du canal d'essai 11 est significatrice d'une caractéristique de la substance à analyser 15 et qui est inconnue. Par l'opération du diviseur 15 et du conditionneur 16, recevant des impulsions engendrées par les détecteurs D-1 et D-2 amplifiées par les amplificateurs respectifs A-1 et A-2 et traversant les circuits de formation d'impulsions respectives PS1 et PS2, le compteur 17, tout comme un moyen 20 d'indication, est commandé en- réponse à la détection de la -modification du rayonnement de l'échantillon d'essai selon la détection de la modification du rayonnement de l'échantillon standard, de manière à effectuer une comparaison directe de la modification du rayonnement par les échantillon 11 et 12, 25 et par conséquent, renseigné sur la caractéristique précédemment inconnue de la substance de l'échantillon d'essai. De préférence, le parcours du rayonnement d'ionisation depuis une source commune, vers l'échantillon d'essai et vers l'échantillon standard est perfectionné simultanément afin de 30 s'assurer que les variations statistiques dans l'exposition de la substance soient autant que possible représentée par la même population statistique. De plus, la réception du rayonnement émis de la source 10 par les détecteurs D-1 et D-2, modifiés par les échantillons 11 et 12, s'effectue simultanément. Ceci est 35 rendu possible par l'emploi du diviseur 15 et du conditionneur 16 pour relever à la fois le décompte total de référence et le décompte total de mesure dans le même intervalle de temps de fonctionnement, que l'on a mentionné ici comme domaine de temps 30336 14 2026501 commun. Afin de faire ressortir davantage, et particulièrement la signification de fonctionnement dans le domaine de temps commun, il convient maintenant de se reporter à. la façon d'étalonner 5 l'instrument de la présente invention. Plus spécifiquement, par l'établissement préalable du point d'installation du diviseur 15 d'allure choisie, telle que 250.000, le décompte total de référence est ainsi préétabli. Ceci est réalisé en choisissant la substance de l'échantillon 12 "et.en déterminant la géométrie 10 de la source 10, la substance écran 14 de l'échantillon 12, et du détecteur associé D-2. Ainsi, l'instrument est étalonné par l'expression du total du comptage de mesure accumulé sur le compteur J7 durant la période de temps nécessaire pour l'accumulation dans le diviseur 15 d'un décompte total de référence de 250.000. Pour 15 autant que le total du décompte de référence et celui de mesure soient accumulés dans un domaine de temps commun et qu'on puisse observer la plus grande homogénéité possible des composants du circuit et des sources de puissance entre les amplificateurs A1 et A2 et les circuits de formation d'impulsions PS1 et PS2, 20 les effets de dérive sur l'accumulation du comptage total de référence et du comptage total de mesure s'annulent d'eux-mêmes. L'étalonnage de l'instrument est accumulé par une relation directe du décompte total de mesure sur le compteur 17 malgré la caractéristique physique à déterminer. 25 Dans un mode de fonctionnement spécifique du dispositif de mise en oeuvre de la présente invention, le dispositif de supportage d'.un échantillon du canal d'essai tiré d'une substance de caractéristique inconnue et le supportage de l'échantillon du canal standard de substance de caractéristique connue pour 30 son irradiation par le rayonnement ionisant émis par la source 10 comprend une structure de chambre 20 (figure 2) de forme généralement parallélépipédique rectangle. La source 10 est disposée dans'la chambre en position centrale substantiellement, et la chambre présente deux volumes intérieurs respectivement au-dessus et 35 au-dessous de l'emplacement de la source. Sur les côtés opposés des volumes intérieurs de la source sont arrangés les détecteurs D-1 et D-2. Un des deux volumes intérieurs dans la structure de chambre contient l'échantillon standard Î2, monté d'une manière 69 30336 15 2026501 fixe en position entre la source 10 et le détecteur correspondant D-2, tandis que l'autre volume intérieur est normalement fermé durant l'utilisation de "l'instrument, et ce au moyen d'une porte à gonds 21. Les échantillons d'essai de substance dont la carac-5 téristique physique doit être déterminée, peuvent être introduits dans le second volume par la porte, puis la porte est refermée pendant la période de mesure. En outre, on envisage par la présente invention, que la technique de relevé du rapport entre le. comptage de mesure d'essai 10 et le comptage de mesure standard, dans un domaine de temps réel commun, peut s'appliquer à d'autres procédés de mesurage de rayonnement généralement du type conventionnel. Une géométrie appropriée peur une telle application de la présente invention est illustrée par les sondes de mesure de surface et de profondeur 15 illustrées sur les figures 3 à 9 et qui vont être maintenant décrites. Dans tous les exemples, les instruments de mesure par sondes, de surface et de profondeur, illustrés dans ces figures se distinguent des instruments prédécrits en référence aux figures 1 et 2 principalement par le fait qu'ils comportent un montage 20 géom'étrique différent de la source 10, du détecteur du canal d'essai D-1, du détecteur du canal standard D-2 et par le fait qu'il n'y a pas d'échantillon extrait de la substance. Pour ces raisons, des caractères de référence adoptés pour identifier les deux sortes d'éléments des instruments décrits, ont été 25 fournis aux éléments correspondants des instruments illustrés sur les figures 3 à 9. Si on reconnaît, ce qui est devenu conventionnel dans la pratique, l'emploi de telles jauges de surface et' de profondeur, les instruments ±ei illustrés,comprennent un dispositif de logement pour abriter et supporter la source 30 10, et les détecteurs D-1 et D-2, ces éléments étant séparés des circuits électroniques associés comprenant des amplificateurs A-1 et A-2 des diseriminateurs PS1 et PS2 et le moyen d'indications choisi tandis qu'ils sont reliés électriquement par un câble. Dans quelques exemples, il peut être souhaitable d'abriter tous les 35 éléments dans un logement commun. De tels montages ont été généralement adoptés afin de faciliter le domaine d'utilisation des instruments. Les montages géométriques illustrés sur les figures 3, 4, 69 30336 16 2026501 5, 6 et 7, se rapportent aux mesures de surface, dans lesquelles la modification du rayonnement ionisant est employé pour déterminer les propriétés physiques de surfaces ou les caractéristiques, des substances à analyser.-Dans le montage des figures 4,5 et 6 5 l'échantillon standard 12 est un.standard de référence de substance possédant une caractéristique connue. Dans les instruments des figures 6 et 7, les sources 10 sont munies de dispositifs écran qui servent de plus comme dispositifs de collimateur pour le rayonnement émis par la source. C'est-à-dire, le rayonnement émis 10 par la source 10 se dirige le long d'une droite prédéterminée à partir de la source. De plus, les détecteursD-1 sont munis de dispositifs collimateurs pour la limitation du champ de vue de ces détecteurs à un domaine choisi sous la surface de la substance à analyser, compris à l'intérieur des lignes pointillées et 15 identifiés par l'échantillon du canal d'essai 11. Une telle opération, dans laquelle l'échantillon 11 est disposé à une distance déterminée sous la surface sur laquelle repose l'instrument, doit se distinguer des montages prévus sur les figures 4 et 5, dans lesquels les échantillons 11 sont disposés en surface où 20 repose 1?instrument, mais s'étend au moins à une certaine distance vers le bas, dans la substance. L'instrument illustré sur la figure 7 se distingue des autres instruments illustrés ici par encore un autre point. Tout particulièrement, l'échantillon 12 utilisé dans l'instrument de la figure 7 est un volume dans lequel 25 la substance à la surface de laquelle repose l'instrument, à l'intersection du chemin du rayonnement collimaté émis par la source 10, et du champ de vue collimaté du détecteur D-2. Dans un instrument de ce type spécifique, il se produit une compaasation non seulement pour la dérive électronique et les considérations 30 statistiques du système de mesurage nucléaire, mais de plus, pour les effets de la composition chimique locale de la substance à analyser. Ainsi, comme pour l'instrument particulier illustré sur la figure 7, l'échantillon du canal standard 12 est une substance qui n'est pas entièrement caractérisée durant le temps pendant 35 lequel s'effectue la mesure. Néanmoins, le résultat obtenu à partir d'un tel instrument de mesurage, constitue une compensation pour la dérive électronique et les considérations statistiques, et ainsi se trouve à l'intérieur d'un champ étendu d'applications de la 69 30336 7 2026501 présente invention. Par l'application de la présente invention, aux jauges de densité, dans lesquelles la transmission directe du rayonnement ionisant par un échantillon de substance est utilisé pour 5 déterminer une propriété physique ou une caractéristique de cette substance, on peut adopter une configuration géométrique telle que celle illustrée sur les figures 8 et 9> Dans cette configuration le détecteur D-1 est prévu pour recevoir le rayonnement émis de la source 10 et à pénétrer entièrement l'échantillon-11. Dans la 10 forme particulière illustrée, un détecteur D-1 est monté à l'extrémité d'une sonde qui pénètre dans la surface sur laquelle repose l'instrument. Tandis que des variantes au montage des éléments des instruments schématiques illustrés sur la figure 1 ont été relevées 15 présentement, on croit qu'il est convenable d'affirmer que l'invention envisage la méthode décrite ici comme pouvant être adaptée à d'autres montages géométriques d'éléments d'instrument, tout en conservant-les avantages de l'effet d'auto-annulation des considérations statistiques de dérive électronique. 20 Tandis que la description portait principalement sur l'emploi des instruments comme étant pourvus d'un compteur 17 dans le dispositif d'indication 14 de telle sorte que les données résultantes soient sous la forme numérique, la présente invention envisage en outre d'établir une présentation graphique du résultat 25 direct et continu, par exemple un indicateur de comptage pour enregistreur. En obtenant ce résultat particulier, le dispositif d'indication 14 (entouré par les pointillés sur la figure 1) peut être remplacé par un dispositif d'indication 24 schématiquement illustré sur la figure 10. Dans le dispositif indicateur graphique 30 par lecture continue, on obtient un signal de sortie analogique qui peut par exemple être utilisé pour commander un: indicateur de comptage direct ou un enregistreur de diagramme graphique. Afin d'obtenir un tel signal de sortie analogique d'abord les premier et second circuits de conversion digital-analogique 25 et 26 sont 35 prévus et reliés aux amplificateurs respectifs et au circuit de formation d'impulsions des circuits à canal d'essai et à canal standard. Les circuits 25 et 26 peuvent être de n'importe quel type convenable de circuit de comptage susceptible de recevoir 69 30336 18 2026501 un. train d'impulsions de signal généré, par les détecteurs D-1 et D-2, amplifié; par les amplificateurs respectifs A-1 et A-2 et formé par les diseriminateurs respectifs PS1 et PS2. Les signaux analogiques dérivés par conversion des signaux digitaux reçus 5 par les circuits respectifs 25 et 26 sont, alors dirigés vers un diviseur analogique 28, qui divise le signal analogique dérivé du circuit à canal d'essai par le signal analogique dérivé du circuit à canal standard, pour aboutir à un signal analogique de sortie. 10 Un tel signal peut^alors être dirigé vers un moyen approprié d'enregistrement continu ou de lecture.. Bien entendu, l'invention n'est nullement m limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à "titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les 15 moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs comlinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. 69 30336 19 2026501 RBVBHDI0ATI0H3 1- Méthode d'analyse d'une substance pour la présence et la grandeur de certaines caractéristiques capables de modifier d'une manière détectable un rayonnement ionisant dans laquelle on soumet un échantillon d'essai de la substance à analyser 5 et un échantillon standard d'une substance connue comme 'ayant certaines caractéristiques à l'exposition au rayonnement ionisant, d'un type pouvant être modifié,d'une manière détectable,par la caractéristique en question, et le rayonnement modifié par les substances des échantillons standard et d'essai est reçu 10 sur des détecteurs respectifs d'essai et standard, caractérisée en ce que l'irradiation des échantillons d'essai et standard s'effectue simultanément, la réception du rayonnement modifié sur les détecteurs d'essai et standard s'effectue simultanément et la réponse du détecteur d'essai au rayonnement de la substance 15 de l'échantillon d'essai est comparée à la réponse simultanée du détecteur standard au rayonnement de la substance de l'échantillon standard modifié par sa caractéristique, en divisant la réponse du détecteur standard en réponse du détecteur d'essai. 2- Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce 2Q que les trains d'impulsions de signaux sont émis des détecteurs d'essai et standard en réponse à la détection du rayonnement modifié et le passage des impulsions émises par le détecteur dressai est conditionné d'une manière prédéterminée par rapport aux impulsions émises du détecteur standard. 25 3- Méthode selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les impulsions du détecteur standard se divergent vers un diviseur prévu pour accepter un nombre prédéterminé d'impulsions du détecteur standard et les impulsions du détecteur d'essai sont comptées durant la période de temps nécessaire à l'accumulation 30 dans le diviseur de ce nombre prédéterminé d'impulsions de détecteur standard. 4.- Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que les impulsions émises des détecteurs sont converties en signaux analogiques, et le signal analogique du détecteur 35 standard est divisé en signal analogique du détecteur d'essai. 69 30336 20 2026501 5- Méthode selon, l'une des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que les échantillons sont simultanément et indépendamment exposés' à une source de rayonnement ionisant commune du type choisi. 6- Méthode selon l'unè des revendications 1 à 4 caractérisée 5 en ce que les échantillons sont simultanément et indépendamment exposés à des sources multiples de rayonnement Ionisant du type choisi. 7- Méthode selon. l'Une des revendications 1 à 6 caractérisée en ce que les échantillons de canal d'essai et standard, sont 10 irradiés simultanément à la détection des modifications du rayonnement ionisant par les échantillons, le rayonnement ionisant se dirige depuis la source jusqu'à des zones prédéterminées pour traverser les échantillons tandis que les détecteurs sont protégés du rayonnement de dispersion indésirable qui pourrait 15 provoquer une imprécision. 8- Méthode selon l'une des revendications 1 à 7 particulièrement adaptée à la détermination de la teneur en hydrogène caractérisée en ce que les échantillons sont exposés à une sourcede rayonnement à neutrons rapides, et les détecteurs 20 répondent aux neutrons thermiques résultant de la modération d'un tel rayonnement de neutrons rapides par l'hydrogène des substances des échantillons à canal d'essai et standard. , 9- Méthode selon l'une des revendications 1 à 7 particulièrement adaptée pour la déterminationde la densité caractérisée en 25 ce que les échantillons sont exposés au rayonnement gamma, et les détecteurs répondent aux photons dispersés par les substances des échantillons des canaux d'essai et standard. 10- Méthode selon l'une des revendications 1 à 7 particulièrement adaptée pour la détermination de la densité et caracté- 30 risée en ce que les échantillons sont exposés au rayonnement gamma et les détecteurs répondent aux photons non dispersés par les substances des échantillons des canaux d'essai et standard. 11- Instrument spécialement pour l'application da la méthode selon l'une des revendications 1 à 10 comportant une 35 source de rayonnement émettant un rayonnement ionisant de type choisi connu comme étant modifié d'une manière détectable par une certaine caractéristique à mesurer, et un dispositif de détectioneonportant des détecteurs du canal d'essai et du 69 30336 21 2026501 canal de référence, pour la génération des signaux èh réponse à la détection d'une telle modification du rayonnement émis de la source de rayonnement qui est significatrice de la présence et de la grandeur d'une certaine caractéristique caractérisé par 5 la disposition des détecteurs et de la source de rayonnement dans une relation géométrique prédéterminée par rapport aux échantillons du canal d'essai et du canal de référence, de substance .telle que le détecteur du canal d'essai reçoive le rayonnement émis de la source de rayonnement et modifié par la.caractéristique de l'échan-10 tillon de canal d'essai tandis que le détecteur du canal de référence reçoit le rayonnement émis de la source de rayonnement et modifié par la caractéristique de l'échantillon de canal de référence, et par un quotient de la réponse du détecteur du canal d'essai, divisé en un rapport prédéterminé avec la réponse du 15 détecteur du canal de référence, indiqué par les détecteurs. 12- Instrument selon la revendication 11 caractérisé par la détection simultanée du rayonnement modifié par la substance de l'échantillon d'essai et par la substance de l'échantillon standard de telle sorte que les .réponses à de telles modifications 20 surviennent avec le même intervalle de temps de fonctionnement -de l'instrument. 13- Instrument selon la revendication 12 caractérisé par l'irradiation des échantillonssimultanée à la détection des modifications du rayonnement, de telle sorte que l'irradiation 25 et la détection surviennent dans le même intervalle de temps de , fonctionnement de l'instrument. 14 - Instrument selon l'une des revendications 11 à 13 caractérisé par un accumulateur digital recevant des trains d'impulsions de l'un des détecteurs et- accumulant un nombre 30 prédéterminé de ces impulsions, un conditionneur de signal commandant le passage des trains d'impulsions provenant de l'autre des détecteurs en réponse à l'accumulateur, et un compteur digital recevant"et totalisant les impulsions en trains d'impulsions qui ont traversé le conditionneur de signal depuis l'autre détecteur. 35 15- Instrument selon l'une des revendications 11 à 13 caractérisé par un premier et un second convertisseurs digital-analogique, convertissant respectivement les trains d'impulsions de signal générés par les détecteurs en signaux analogiques 69 30336 22 2026501 correspondants, et ion diviseur analogique recevant et divisant les signaux analogiques. '16- Instrument selon 1 ' une des revendications 11 à 13 particulièrement adapté pour la mesure d'une caractéristique de 5 surface et caractérisé par un élément comportant une surface inférieure généralement plane qui repose et est en contact avec la substance à analyser, la source de rayonnement et le détecteur du canal d'essai étant.disposés par rapport audit élément pour l'irradiation de la aibstance à analyser et la détection de la 10 modification du rayonnement par la transmission du rayonnement par cedit élément et sa réflexion à partir de ladite substance. 17- Instrument selon 1'une des revendications 1 à 13 particulièrement adapté pour mesurer une caractéristique de densité et caractérisé par un élément sonde pénétrant dans 15 la substance à analyser et comportant soit la saxrce de rayonnement soit le détecteur du canal d'essai monté à l'intérieur , la source de rayonnement et le détecteur du canal d'essai étant ï séparés par l'échantillon de canal d'essai pour la détection de l'absorption du rayonnement lors de sa pénétration dans 20 l'échantillon de canal d'essai.