Brevet FR2227633A1 — publié le 19741122

L'invention concerne une pluralité de perfectionnements, applicables séparément ou simultanément, aux compteurs proportionnels de faits nucléaires. De façon maintenant classique, un compteur proportionnel de faits nucléaires comprend, dans une ampoule contenant un gaz sous faible pression, une cathode cylindrique et, dans l'axe de la cathode, un fil constituant l'anode, entre lesquelles est appliquée une haute tension, qui est d'une valeur suffisamment éle vée pour que chaque fait nucléaire près du fil anode y produise une impulsion dont l'amplitude de crête est proportionnelle à lténergie du fait nucléaire, mais qui n'a pas la valeur nécessaire pour atteindre la saturation (qui en ferait un compteur de Geiger par ionisation). Les perfectionnements selon l'invention, ainsi que leurs dispositions et leurs avantages, seront décrits en se référant aux figures suivantes, données à titre d'exemples non limitatifs - les figures 1, 2, 3, montrent l'un des perfectionnenients selon l'invention, la figure 1 en coupe transversale selon la ligne I-I de la figure 2, la figure 2 en coupe axiale selon la ligne II-II de la figure 1, et-la figure 3 en perspective - les figures 4 et 5 illustrent chacun un avantage du. perfectionnenient selon les figures 1, 2, 3 ; - la figure 6 est un schéma-blocs montrant deux autres perfectionnements selon l'invention Avec référence aux figures 1, 2, 3 :: l'un des perfectionnements selon l'invention est caractérisé en ce que la cathode est constituée par deux plaques 1 et 3, planes, montées parallèlement entre elles et au fil anode 5. Ces deux plaques selon l'invention peuvent être réalisées sous une épaisseur extrèmement faible, pouvant descendre à quelques microns, par exemple en les exécutant en mylar aluminisé : le compteur proportionnel selon l'invention est ainsi parfaitement approprié à la détection de rayons très-peu pénétrants, tels que des rayons X mous, ou des particules chargées de très faible énergie pour lesquels on ne peut pas construire de compteur proportionnel classique, une anode cyclindrique d'épaisseur quelques microns étant pråtiquement irréa lisible. Dans cette structure a' deux plaques selon l'invention, la hauteur 7 des plaques peut etre importante, plus grande que la distance 9 entre plaques, par exemple h= 16mm pour d= 4non, ou encore h= 36mm pour d= lOmm ; le compteur restant cependant sensible et d'efficacité constante, ce qui constitue un autre avantage important de ce perfectionnement selon l'invention. Dans cette structure à deux plaques selon l'invention, la distance 9 entre plaques peut etre très faible, par exemple d= 2mm, ou même moins, ce qui assure une bonne localisation dans le cas des faisceaux inclines par rapport a' la perpendiculaire a l'axe du compteur (figure 4), et dans le cas de faisceaux extrèmement convergents (figure 5), ce qui constitue encore d'autres avantages importants de ce perfectionnement selon l'invention. Dans cette structure à deux plaques selon l'invention, la hauteur utile donnée est la hauteur h, alors que dans la structure cylindrique classique, pour la même hauteur utile donnée h il faut prendre un diamètre D plus grand que h or les tensions à utiliser pour obtenir un facteur de multiplication -suffisam- ment important deviennent très grandes lorsque h ou D sont de l'ordre de 30 a' 4Omm et sont sources de ruptures diélectriques et/ou de claquages tant à l'intérieur qu'a' l'extérieur du compteur. Ceci constitue encore un autre avantage de ce perfectionnement selon l'invention. On notera que la-modification de la capacité répartie, dans cette structure à deux plaques selon l'invention par rapport à la structure cylindrique classique, est peu importante et ne restreint en rien la qualité de la localisation par mesure du temps de montée des impulsions. Enfin, il est évident pour.l'hom- me de l'art que l'exploitation industrielle de la structure à deux plaques ses lon l'invention ne pose aucun problème. Avec référence à la figure 6, qui est un schéma-blocs comportant deux autres perfectionnements selon l'invention : la structure à deux plaques cathodes 1 et 3 et fil anode 5 est logée dans une ampoule 11 où circule un gaz sous faible pression et elle est soumise 1 l'impact d'un faisceau sortant d'un objet Ô. Conformément à un perfectionnement selon l'invention, les temps de montée des impulsions sont apprecies, de façon différentielle aux deux extrémités du fil anode 5, par un circuit à deux branches, chaque-branche comprenant un préamplificateur 13 ou 13', un circuit de mise en forme 15 ou 15' qui est un amplificateur différentiateur-intégrateur-différentiateur, et un détecteur de passage par zéro 17 ou 17', l'une des branches comportant un circuit de retard réglable 19 pour ltéquilibrage des deux branches, et les deux branches attaquent ensemble un circuit de conversion 21 qui convertit les temps des impulsions en amplitudes, suivi d'un analyseur multicanaux 23 pouvant comprendre un enregistreur. Cette mesure différentielle selon l'invention a l'avantage, de réduire à quel-ques mm la zôneyutilisable à chaque extrémité du fil anode, alors que dans la mesure classique, opérée depuis une seule extrémité du fil ,- la molle non utili sable est de l'ordre de 30mm. Un autre avantage est que, les amplitudes des signaux recueillis aux deux extrémités du fil anode étant d'amplitudes voisines, les imperfections des détecteurs de passage par zéro se compensent presque totalement pour des longueurs faibles.Enfin, encore un autre avantage est que les constantes dtintégration et de différentiation peuvent etre ramenées de environ 12 microsecondes a' environ 1 microseconde (pour des longueurs de 200 mm), ce qui permet des taux de comptage bien plus élevés, par exemple de ln5 coups/seconde. Encore avec référence a' la figure 6 : un autre perfectionnement selon l'inven- tio comprend, dans le retour des cathodes 1 et 3 vers le - HT, l'insertion d'une résistance 25, alimentant un détecteur 27, suivi d'un-préamplificateur 29 et un circuit 31 qui mesure lténergie laissée dans le compteur par le rayonnement. Ce perfectionnement a l'avantage de séparer la fonction localisation et la 'onction mesure d'énergie, qui, étant ainsi rendues indépendantes, peuvent avoir chacune le meilleur ajustage de ses propres paramètres. On notera d'autre part que l'information énergie peut etre traitée de façon très simple puisque sw anode le temps de montée des impulsions est pratiquement indépendant de la po ion. REVENDICATIONS 1. Compteur proportionnel de faits nucléaires, comprenant,dans une ampoule contenant un gaz sous faible pression, un fil constituant l'anode et .une cathode, caractérisé en ce que la cathode est constituée par deux plaques, planes, montées parallèlement entre elles et au fil anode. 2. Compteur proportionnel selon la revendication i, caractéris en ce que lesdites plaques sont réalisées sous une épaisseur extrèmement faible, pouvant descendre à quelques microns, par exemple en mylar aluminisé. 3. Compteur proportionnel selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la hauteur desdites plaques est plus grande que la -distance entre elles, et peut atteindre le quadruple. 4. Compteur proportionnel selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la distance entre lesdites plaques est très faible, par exemple 2 mm ou même moins. 5. Compteur proportionnel de faits nucléaires, comprenant, dans une ampoule contenant un gaz sous faible pression, un fil constituant l'anode et une cathode, caractérisé en ce que, aux deux extremités du fil anode sont connectées deux branches d'un circuit, chaque branche comprenant un préampli ficateur, un circuit de mesure qui est un amplificateur différentiateur-inté différentiateur grateur et un détecteur de passage par zéro, l'une des branches comprenant un circuit de retard réglable, et les deux branches du circuit attaquent ensemble un circuit de conversion, qui convertit les temps des impulsions en amplitudes, suivi d'un analyseur multicanaux pouvant comprendre un enregistreur. 6. Compteur proportionnel selon l'une des revendications i à 4, et selon la revendication 5. 7. Compteur proportionnel de faits nucléaires, comprenant, dans une ampoule contenant un gaz sous faible pression, un fil constituant l'anode et une cathode, caractérisé en ce que dans le retour de cathode vers le -HT est insérée une résistance, alimentant un détecteur, suivi d'un préamplificateur et d'un circuit qui mesure l'énergie laissée dans le compteur par le rayonnement. 8. Compteur proportionnel selon l'une des revendications 1 à 6, et selon la revendication 7.