Brevet FR2092829A1 — publié le 19720128

La présente invention,due à la collaboration de MM. AUDRAN Roger Gaston Louis et RENARD Guy Jean Alfred et réalisée dans les services de la Demanderesse, est relative à ltenregistrement des traces ou des images produises par des particules ionisantes dans un milieu solide approprié. Plus particulièrement, la présente invention est relative à un procédé de neutrographie qui consiste à enregistrer et exploiter les traces ou les images produites dans un milieu solide par une émission secondaire de particules ionisantes résultant de la conversion d'un flux de neutrons. De nombreux procédés ont été déjà proposés pour ltenregistrement (des rayonnements) de particules ionisantes, telles que les rayons Oc , les protons de recul, les produits de fission etc.., au moyen des traces que ces rayonnements produisent dans certains milieux solides. En particulier, on peut mettre à profit l'aptitude des particules 09 à dégrader sélectivement certaines matières plastiques par ailleurs insensibles aux rayonnements électromagnétiques tels que les rayons X ou t . Les matières plastiques qui ont donné les meilleurs résultats sont, notamment, les polycarbonates et les dérivés cellulosiques, par exemple l'acétate de cellulose, I'acéto-butyrate de cellulose et, sur tout, le nitrate de cellulose.D'une fanon générale, les procédés utilisant ces matières plastiques comme milieu d'enregistrement consistent (1) à irradier un film d'une telle matière plastique puis (2) à traiter le film par un réactif chimique, d'intensification, par exemple, une solution alcaline, qui attaque sélectivement les zones irradiées. En effet, l'irradiation modifie localement les propriétés de la matière cellulosique, c'est-à-dire qu'à l'endroit des impacts, la matière plastique est rendue plus fragile ; ceci permet ensuite une attaque sélective par le réactif chimique qui accentue la dégradation et, finalement, provoque l'élimination de cette matière dégradée. Bien entendu, il faut choisir l'épaisseur du film utilisé comme milieu d'enregistrement en fonction de l'énergie des particul-es que l'on cherche à enregistrer.En effet, des particules d'une energie donnée produisent dans un milieu donné des traces dont la longueur est bien déterminée. On peut donc suivant ltépaisseur du film obtenir des traces telles que le traitement chimique subséquent produise, soit des perforations, soit une image sous forme d'un dépoli. Toutefois, les procédés de la technique antérieure, qui se bornent à utiliser des films incolores, présentent l'inconvenient de fournir des résultats difficiles à exploiter, en raison des problèmes que cause la diffusion de la lumière lors de la reproduction photographique des films irradiés et traités. Le dépoli que l'on obtient après le traitement chimique se comporte en effet comme une image diffusante dont la reproduction photographique ne peut se faire que par proJection dans un agrandisseur.Or, dans la plupart des cas, les clichés d'irradiation que l'on désire reproduire présentent d'assez grandes dimensions et il n'est pas possible de les copier en une seule fois avec l'agrandisseur. La présente invention a pour objets Un cliché d'irradiation à des particules ionisantes permettant la copie photographique par contact. Un procédé pour enregistrer et exploiter les traces produites par des particules ionisantes dans une pellicule plastique, de faSon à permettre la reproduction photographique par contact de ces traces. Le cliché d'irradiation à des particules ionisantes comprend une pellicule sensible à ces particules ionisantes qui porte au moins une plage résultant, successivement, de l'irradiation de la pellicule à un flux de ces particules ionisantesypuis d'un traitement de dégradation chimique et il est caractérisé en ce que la pellicule est colorée dans la masse et en ce que dans la dite plage les traces des particules ionisantes présentent une longueur maximale Dellicule ioule inférieure à l'épaisseur de la / sensible, ce qui confère à cette plage un aspect dépoli et une densité optique supérieure à celle des plages voisines non irradiées. Le procédé suivant l'invention, pour L'enregistrement et l'exploitation des traces produites par des particules ionisantes dans une substance solide sensible à ces particules ionisantes, consiste (1) à irradier un produit comprenant au moins une pellicule transparente de cette substance par un flux de ces particules ionisantes, puis (2), à traiter cette pellicule par un réactif chimique de fanon à dépolir sélectivement les plages irradiées et à faire apparattre ainsi une image visible, (3) à réaliser un tirage photographique de cette image, et il est caractérisé en ce qu'on utilise une pellicule colorée dans Ia masse, et en ce qu'on réalise le tirage photographique par contact. Suivant un mode de réalisation particulier, on utilise une pellicule d'une substance cellulosique colorée dans la masse. L'épaisseur de cette pellicule est choisie en fonction de l'énergie des particules ionisantes et du traitement d'attaque choisi, de façon à être supérieure à la longueur maximale des traces produites par ces particules dans la substance cellulosique. Dans ces conditions, apres avoir irradié la pellicule, on la traite par un réactif alcalin de façon, dans les plages irradiées, à former un dépoli au sein de la masse colorée.Si une lumière incidente traverse maintenant la pellicule, les plages irradiées, donc dépolies, se comportent comme si elles présentaient une densité plus élevée que les plages non irradiées et non dépolies.Avec le film coloré dans la masse, suivant l'invention, cette différence de densité est suffisante pour permettre un tirage photographique par contact. Ce résultat est surprenant si lton considère que d'une façon générale, ltexploitation des images diffusantes ne peut se faire au moyen d'un tirage photographique par contact.On peut même noter, suivant ce qui est décrit à la demande de Brevet français nO 6908808 déposée le 26 mars 1969 au nom de la Demanderesse et intitulée 'Nouveau support d'information à l'épreuve de la copie par contact" que, si on applique une couche diffusante appropriée sur un microfilm portant une image, on obtient un produit composite permettant d'obtenir de bonnes copies par projection, mais donnant par contact des copies présentant des plages opaques telles que ce microfilm est pratiquement inutilisable. On peut penser que la présence d'une matière colorante dans la masse de la pellicule facilite l'absorption d'une grande partie de la lumière diffusée; donc dont le trajet au sein de la masse colorée est augmenté ;ce phénomène rend ainsi possible le tirage photographique par contact. Le procédé suivant l'invention se caractérise donc par l'utilisation pellicule, avantageusement constituée d'une substance cellulosique colorée dans la masse. Les matières colorantes utilisables à cet effet ne doivent pas altérer la sensibilité de la substance cellulosique pour les particules ionisantes, ni modifier le comportement de la substance irradiée vis-à-vis des réactifs alcalins utilisés pour l'intensification. En outre ce colorant doit résister lui meme à ces différentes actions. Pour colorer dans la masse des matières plastiques hydrophobes telles que les esters cellulosiques on utilise généralement les colorants "dispersables ou plastosolubles" ; La gamme de colorants Grasol,fournie par la firme Geigy, est particulièrement appropriée à la pigmentation dans la masse du nitrate de cellulose. Toutefois d'autres matières colorantes permettent de conférer une teinte uniforme au nitrate de cellulose ; on peut utiliser par exemple des pigments minéraux tels que le noir de carbone ou des pigments organiques. Suivant l'invention, on choisit de préférence le nitrate de cellulose comme substance sensible aux particules ionisantes. Toutefoison a trouvé suivant l'invention que lton obtenait des résultats tout à fait avantageux en utilisant un nitrate de cellulose sans stabilisant et contenant du camphre comme seul plastifiant. Dans la pratiquela la teneur en camphre du nitrate de cellulose représente environ entre 10/100 et 20/100 et, avantageusement, entre 13/100 et 18/100 par rapport à la masse de matière sèche. Ainsi qu'on l'a déjà indiquéXl'épaisseur de la pellicule de nitrate de cellulose colorée doit être soigneusement déterminée, de manière à ce que la pellicule ne risque pas d'erre perforée par une particule. En pratique, et dans le cas où la pellicule est destinée à être exposée à des rayons cR ltépaisseur de la pellicule colorée peut-être comprise entre 5 et 50 microns, environ, suivant l'énergie de ces particules C . Etant donné la faiblesse de cette épaisseur, qui rendrait la pellicule non manipulable, on l'applique sous forme d'un vernis coulé sur un support inerte incolore et transparent. Pour ce faire, on procède suivant l'une quelconque des techniques de coulée classiques par exemple, sur roue. Comme support inerte pour appliquer le vernis, on choisit un support de film en polyester,par exemple en polytéréphtalate d'alcoylène. On a remarqué que des supports en ester de cellulose, par exemple en triacétate de cellulose réagissaient sur le vernis de nitrate de cellulose pour le désensibiliser. I1 est indispensable que l'adhérence entre ce support et la couche de nitrate de cellulose colorée soit excellente et, en particulier, qu'elle ne soit pas affectée lors du traitement par les solutions alcalines. On a indiqué ci-dessus que pour traiter chimiquement la pellicule cellulosique irradiée, en vue f d'intensifier l'altération des plages irradiées, on peut utiliser des solutions aqueuses fortement alcalines. Ce procédé est décrit par R.L. Fleischer et al. dans "Physical Review (5.A) pages 1443-1449 (2 mars 1964). Toutefois suivant l'invention, on préfère opérer suivant le procédé décrit au brevet français 1 563 973. Ce dernier procédé consiste après l'avoir irradié à traiter une pellicule de nitrate de cellulose par une solution alcaline contenant un agent gonflant, ce qui permet d'approfondir les dégradations par les particules ionisantes, mais peut en même temps dépolir également les plages non irradiées.Dans une seconde opération, réalisée au moyen d'une autre solution alcaline contenant cette fois un agent solvant de la substance, on repolit la surface de la couche en dissolvant la fraction de ltépaisseur attaquée et dépolie par le premier traitement : les parties non irradiées retrouvent leur transparence initiale alors que les parties irradiées, plus profondément attaquées, restent visibles. Dans le cas du nitrate de cellulose, on peut choisir comme agent gonflant un halogénure ou un thiocyanate de métal alcalin, et comme agent solvant, l'éthylèneglycol. Un mode de réalisation particulier de l'invention consiste à enregistrer et à exploiter les traces produites dans une pellicule cellulosique, avantageusement en nitrate de cellulose, par une émission secondaire de particules Cl résultant de la conversion d'un flux de neutrons. Pour la mise en oeuvre d'un tel procédé, on utilise par exemple un produit constitué par un support inerte sur lequel on applique successivement, (1) une couche de nitrate de cellulose colorée dans la masse , (2) une couche de conversion contenant un composé dont l'un des constituants est le siège d'une réaction nucléaire ( n , C ).Une couche de conversion avantageuse, à base de borate de lithium, est décrite par exemple à la demande de brevet français nQ 6937866 déposée le 4 novembre 1969 au nom de la demanderesse et intitulée " Produit pour la neutrographie". Suivant les indications aonnees à la demande de brevet français nO 6937866 précitée, on irradie la surface de la couche de conversion par un flux de neutrons, puis on élimine la couche de conversion par un traitement à l'eau tiède, et on traite ensuite la couche sous jacente de nitre de cellulose par une solution alcaline, comme on l'a précisé plus haut. Les exemples suivants illustrent l'invention. EXEMPLE 1. A un collodion de nitrate de cellulose à 25/100 de matière sèche, préparé dans un mélange solvant contenant des proportions égales d'acétone et d'éthanol, on ajoute du camphre, de façon à obtenir une teneur en camphre égale à 15/100 par rapport à la matière sèche. On utilise, par exemple, Ia qualité de nitrate de cellulose fabriquée en France par la Poudrerie de Bergerac sous la référence CA4E8S. On ajoute ensuite à OOOg de ce collodion, la solution suivante Colorant Rouge Grasol GBN (Référence Colour Index Solvent Red 58) (fabriqué par la firme Geigy) IOg Acétone 20ml Méthanol 80ml On prépare la pellicule de nitrate de cellulose par coulée de ce collodion coloré sur un support de film en polytéraphtalate d'éthylèneglycol substraté, mais non gélatiné, d'une épaisseur égale à 0,17 mm. Après séchage, la couche de nitrate de cellulose coloré présente une épaisseur eviron égale à 20 fa. On irradie ensuite différentes plages de la couche de nitrate de cellulose du produit ainsi préparé, en utilisant le rayonnement 0( émis par l'élément radioactif 241 Am, suivant ce qui est décrit à exemple 1 du brevet français 1 563 973. On traite ensuite le produit 1 - pendant 5 mn à 600C dans une solution alcaline contenant, par litre, 60 g d'hydroxyde de potassium et 400 g de thiocyanate de potassium 2 - on lave à l'eau et on sèche. On obtient ainsi une pellicule portant des plages transparentes colorées et des plages plus ou moins dépolies suivant la dose d'irradiation reçue. On place ensuite cette pellicule en contact avec un matériel de copie dans un châssis de copie photographique par contact. Le matériel de copie est par exemple un papier photographique à grand contraste Kodabrom grade 5 mais on peut utiliser d'autres matériels photographiques aux halogénures d'argent ou des produits non argentiques tels que des produits diazotypiques. Sur la copie, on obtient une très bonne différentiation entre le fond image et les plages irradiées. En outre, la copie ainsi réalisée fournit une représentation suffisamment différenciée des plages irradiées entre elles, ce qui permet de distinguér la dose d'irradiation reçue par chaque plage. EXEMPLE 2. On reprend le mode opératoire de l'exemple 1, pour préparer un produit comprenant un support substraté inerte en polytéréphtalate d'éthylèneglycol avec, sur ce support, une couche de nitrate de cellulose coloré. On applique cette fois sur la couche de nitrate de cellulose coloré, successivement : 1 - une couche de gélatine de 2 à 5 Fm d'épaisseur 2 2 - à raison de 50 à 100 g environ de métaborate de lithium par m une couche de la suspension suivante métaborate de lithium (2H20) 50 g acétate de vinyle Rhodopas HV2 5 g (fabriqué en France par la firme Rhône-Poulenc) Trichloroéthylène 150 ml Après séchage, on expose ce produit à un flux de neutrons. La couche au borate de lithium convertit les neutrons en particules o( qui, à leur tour, vont marquer la couche de nitrate de cellulose sous jacente.On élimine la couche de borate de lithium par exemple par lavage à liteau tiède, puis on traite la couche de nitrate comme à l'exemple 1, ou, même suivant le procédé décrit à l'exemple 1 du brevet français 1 563 973. Dans un châssis, on expose ensuite le produit irradié et traité, en contact avec un matériel de copie photographique > par exemple un papier photographique Kodabrom grade 5. Comme à ltexemple 1 on obtient des plages bien différenciées. Le rôle de la sous couche de gélatine/la couche de conversion au borate de lithium, est de faciliter ltélimination de cette dernière au moment du lavage. On peut remplacer la gélatine par d'autres liants tels que la polyvinyl pyrrolidone. De même, pour préparer la suspension de borate de lithium, on peut utiliser d'autres solvants que le trichloroéthylène, par exemple le chlorure de propylène. D'une -façon générale, les conditions générales de préparation de la suspension sont décrites à la demande de brevet français nO 6937866 précitée. Enfin comme on l'a indiqué ci--dessus, d'autres colorants permettent de colorer la matière cellulosique dans la masse tout aussi avantageusement que le rouge Grasol GBN. On peut utiliser d'une façon générale, les colorants plastosolubles solubles dans les solvants, servant à colorer les matières plastiques transparentes ou les vernis tels que par- exemple, les colorants Organol fournis par Ia firme Kuhlmann. REVENDICATIONS transparente transparente 1 - Cliché d'irradiation à des particules ionisantes comprenant une pellicule/ sensible à ces particules ionisantes qui porte au moins une plage résul tant, successivement, de l'irradiation de la pellicule à un flux de ces particules ionisantes puis d'un traitement de dégradation chimique, carac térisé en ce que la pellicule est colorée dans la masse et en ce que,dans la dite plage les traces des particules ionisantes présentent une longueur pellicule maximale inférieure à ltépaisseur de la / sensible, ce qui confère à cette plage un aspect dépoli et une densité optique supérieure à celle des plages voisines non irradiées. 2 - Cliché conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la pellicule colorée et sensible aux particules ionisantes est constituée de nitrate de cellulose. 3 - Cliché conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que la pellicule de nitrate de cellulose est appliquée sur un support inertewincolore et transparent. 4 - Cliché conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que le support inerte, incolore et transparent est en polyester. 5 - Procédé pour l'enregistrement et l'exploitation des traces produites par des particules ionisantes dans une substance solide sensible à ces parti cules ionisantes, qui consiste (1) à irradier un produit comprenant au moins une pellicule transparente de cette substance sensible par un flux de particules ionisantes dont le parcours est inférieur à l'épaisseur de cette pellicule sensible, puis (2) à traiter la pellicule irradiée par un réactif chimique de façon à attaquer sélectivement les plages irradiées ce qui les dépolit et fait ainsi apparattre une image visible, (3) à réaliser au moins une copie photographique de cette image, caractérisé en ce qu'on utilise une pellicule colorée dans la masse, et en ce qu'on réalise la copie photographique par contact. 6 - Procédé conforme à la revendication 5, caractérisé en ce qu'on utilise un colorant "plastosoluble" pour colorer la pellicule sensible. 7 - Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce quton utilise une pellicule de nitrate de cellulose. 8 - Procédé conforme à la revendication 7, caractérisé en ce qu'on utilise une pellicule constituée de nitrate de cellulose contenant entre environ 10/100 et 20/100 de camphre par rapport à la masse de matière sèche. 9 - Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce qu'bon utilise un produit dans lequel la pellicule de nitrate de cellulose est appliquée sous-forme d'un vernis sur un support inerte transparent et incolore. 10 - Procédé conforme à la revendication 9, caractérisé en ce qu'on utilise un produit comportant un support inerte, transparent et incolore sur lequel est appliqué un vernis de nitrate de cellulose dont ltépaisseur est comprise entre 5 et 50 microns. 11 - Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 9 et 10, carac térisé en ce qu'on utilise un support de film en polyester comme support inerte. 12 - Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 5 à 11, caracté risé en ce qu'on irradie la pellicule sensible colorée par une émission secondaire de particules cl provenant de la conversion d'un flux de neutrons. 13 - Procédé conforme à la revendication 12, caractérisé en ce que pour convertir le flux de neutrons, on dispose en position adjacente à la pellicule sensible, une couche de conversion contenant un composé dont au moins un des constituants est le siège d'une réaction nucléaire et en ce ( n , c )/qu'on élimine par lavage à l'eau tiède, après l'irradiation et avant le traitement alcalin. 14 - Procédé conforme à la revendication 13, caractérisé en ce qu'on utilise une couche de conversion à base de borate de lithium 15 - Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 13 ou 14, carac térisé en ce mulon utilise une couche de conversion contenant un liant.