Brevet FR2117748A1 — publié le 19720728

L'invention concerne les installations destinées à détecter la radioactivité éventuelle d'un échantillon luron place, par exemple, dans un flacon contenant un liquide scintillateur, entre les photocathodes de deux tubes photomultiplicateurs disposés face à face et reliés à un système électronique à coincidences rapides. Dans les installations connues de ce genre, on est adné'par les bruits de fond dûs à des causes diverses dont l'une des plus importantes est un phénomène d'interaction lumineuse des deux tubes, parfois appelé "crosstalk" dans les publications anglaises. En effet, le fonctionnement interne d'un tube photomultiplicateur provoque, dans certaines circonstances, une émis- sion de photons et le tube photomultiplicateur placé en face de lui détecte parfois cette émission de photons.Etant donné que les deux tubes photomultiplicateurs sont impressionnés en même temps, la condition de coincidence est réalisée et le circuit de sortie du système électronique des coincidences rapides délivre, par conséquent, une impulsion qui est de nature à augmenter le taux de comptage du bruit de fond bien que son origine ne se trouve pas dans l'échantillon à mesurer. Le but de l'invention est de perfectionner les installations en question en vue de supprimer pratiquement cet inconvénient. A cet effet, suivant l'invention, entre les photocathodes des deux tubes photomultiplicateurs, sont interposés des moyens propres à polariser la lumière orientés à l'extinction maximum afin de réduire le bruit de fond résiduel de l'installation. Ainsi, une émission de photons de l'un des deux tubes photomultiplicateurs qui se dirigerait vers l'autre tube serait fortement atténuée puisqu'elle devrait traverser les moyens de polarisation précités orientés en quadrature. La condition de coIncidence vis à vis de cette émission parasite de photons ne pourraitpas dtre réalisée puisqu'un seul des deux tubes photomultiplicateurs serait impressionné par elle. Par contre, une mission de photons en provenance de l'échantillon serait peu affectée par le défaut de transparence des moyens polarisants en question, de sorte que la détection de la radioactivité de l'échantillon ne serait pratiquement pas perturbée. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dont la figure unique représente schématiquement, à titre d'exemple, une installation perfectionnée suivant l'invention pour la détection de la radioactivité éventuelle d'un échantillon0 L'installation de détection de radioactivité éventuel le d'un échantillon 1 disposé dans un flacon 2 contenant, par exemple, un liquide scintillateur tel que du toluène, comporte d'une façon classique, deux tubes photomultiplicateurs 3,4 disposés coaxialement de part et d'autre du flacon échantillon 2, de manière telle que leurs photocathodes respectives 5,6 soient face à face. Les deux tubes photomultiplicateurs sont alimentés chacun par un bloc à très haute tension, 8 et 9, ou par un bloc unique et ils sont reliés à un sytème électronique à coinciden- ces rapides désigné dans son ensemble par 11. La radioactivité de l'échantillon étudié 1 se manifeste par des signaux à la sortie 12 du système électronique 11. Entre les photocathodes 5 et 6 des deux tubes photomultiplicateurs, sont interposés des moyens propres à polariser la lumière dans deux plans perpendiculaires. Dans l'exemple représenté, lesdits moyens sont constitués par deux filtres polari sants 14, 15 portés, respectivement, par les boitiers des deux tubes devant léurs photocathodes 5,6 respectives. Ils sont montés de manière à pouvoir pivoter autour de l'axe géométrique commun 16 des deux tubes photomultiplicateurs. Dans l'exemple représenté, on a supposé que ces deux filtres polarisants sont circulaires et montés dans une gorge annulaire correspondante 17, 18 d'une pièce intermédiaire solidaire des boitiers des tubes. Le fonctionnement de l'installation est le suivant Si un photon 19 est, par exemple, émis par le tube 3, il impressionne bien la photocathode 5 de ce tube, mais avant d'impressionner éventuellement la photocathode 6 de l'autre tube, il devra traverser les deux filtres polarisants 14 et 15. On oriente ces deux filtres par pivotement autour de l'axe géométrique commun 16 en recherchant le maximum de l'effet d'atténua tion qu'ils produisent, de sorte que l'action dudit photon sur la cathode 6 de l'autre tube 4 est pratiquement négligeable. I1 en résulte qu'il ne peut pas y avoir de confidence des effets de ce photon sur les deux tubes dans le système électronique à cOlncidences rapides 11, de sorte qu'à la sortie 12 de celui-ci, il n(y aura pratiquement pas de bruit de fond provenant de l'é mission parasite de photons dans le tube 3. On pourrait faire le même raisonnement en considérant l'émission d'un photon par l'autre tube photomultiplicateur 4. Bien que la transparence des deux filtres 14 et 15 aux émissions de l'échantillon 1 ne soit pas parfaite, elle ne réduit pratiquement pas l'efficacité de la détection. Les filtres polarisants 14 et 15 pourraient autre portés par des supports indépendants, au lieu d'être portés par des boitiers de ces deux tubes. On pourrait les orienter autour de l'axe des tubes par tous mécanismes appropriés. Ces filtres polarisants pourraient aussi être disposés à d'autres emplacements, par exemple sur le support de 1'échantillon, ou bien à l'intérieur de celui-ci, pourvu-qu'ils se trouvent toujours placés entre les photocathodes 5 et 6 des deux tubes. Les filtres polarisants pourraient aussi être fixes et convenablement orientés lors du montage initial de l'appareil. On pourrait aussi ne rendre orientable que l'un des deux. Enfin, il faut bien considérer que, par filtre polarisant, on entend ici toute matière solide, liquide ou gazeuse, ou encore tout autre moyen, tel qu'un champ magnétique ou une radiation appropriée, présentant les propriétés d'un filtre polarisant tels que ceux utilisés couramment, par exemple, dans l'industrie photographique, ainsi que les retardateurs optiques, appelés aussi plaques de retardement, plaques d'onde et changeurs de phase ou convertisseur de forme de polarisation en fonctionnement du type 1/4 onde, r/a onde et onde. Lesdits filtres pourraient même être incorporés à la structure même des tubes photomultiplicateurs, soit à l'extérieur, soit à l'intérieur de ceux-ci. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui a été donné à titre d'exemple; on peut y apporter de nombreuses modifications de détail sans sortir, pour cela, du cadre de l'invention. C'est ainsi, par exemple, qu'au lieu d'une seule paire de tubes photomul tiplicateurs, on pourrait en prévoir plusieurs. REVENDICATIONS 10 - Installation destinée à détecter la radioactivité éventuelle d'un échantillon qu'on place entre les photocathodes de deux tubes photomultiplicateurs disposés face à face et reliés à un système électronique à colncidences rapides, caractérisée en ce que, entre les photocathodes des deux tubes photomultiplicateurs, sont interposés des moyens propres à polariser la lumière, orientés à l'extinction maximum afin de réduire le bruit de fond résiduel de l'installation. 2"- Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens de polarisation sont constitués par deux dispositifs appropriés associés, respectivement, aux deux tubes photomultiplicateurs et dont l'un, au moins, est réglable par pivotement autour de l'axe géométrique du tube correspondant. 3"- Installation suivant la revendication 2, caractérisée en ce que les dispositifs de polarisation sont constitués par des filtres polarisants respedtivement perpendiculaires aux axes géométriques des tubes.