Brevet FR2424548A1 — publié le 19791123

La présente invention, due à Viadimir Alexandrovich MEIER, Alexei Nikolaevich ZHUKOVSKY, Vladimir Sergeevich PONO MAREV, Vladimir Georgievich SUBBOTIN, Jury Petrovich KHARI- TONOV, Viadîmir Fedorovich KUSHNIRUK, Vladimir Andreevich SKAKODUB, Alexandr Dmitrievich SOKOLOV, Lukian Ivanovich ANA TYCHUK, Anatoly Pavlovich MELNIK, concerne les spectromètres à semi-conducteur équipés d'un système de refroidissement thermoélectrique. Le spectromètre selon 11 invention peut s'appliquer, notamment, aux travaux géologiques destinés à la recherche et la prospection de minéraux utiles, à l'automatisation de procédés technologiques en industrie minière, chimique ou métallurgique, à la protection du milieu ambiant, aux recherches roent génoradiologiques en médecine, à llanalyse radiospectrale ou structurale aux rayons X, et dans d'autres branches où on a recours à des radiations ionisantes. On sait que, dans les spectromètres à semi-conducteur, le détecteur à semi-oonducteur et le premier étage du préamplificateur, étage qui est monté avec un transistor à effet de champ, ne peuvent fonctionner que sous un refroidissement à très basse température, étant donné leurs forts bruits intrinsèques. On contact des spectromètres à semi-conducteur dans lesquels le refroidissement est effectué au moyen d'agents frigorifiques solides ou liquides tels, par exemple, que du méthane solide ou de l'azote. Les systèmes cryogéniques de stockage et de distribution des agents frigorifiques étant d'un encombrement notable et nécessitant un recomplètement continu des réserves de l'agent frigorifique, leur emploi est limité aux conditions de laboratoires fixes. De tels spectromètres ne conviennent pas aux travaux de recherche "in situ",-meme stils utilisent des cryostates spécialement adaptés, par exemple, aux mesures dans des puits forés ou dans des puits des mines. Ils contiennent une quantité réduite d'agent frigorifique qui ne peut être augmentée d'une façon satisfaisante en raison des dimensions limitées des appareils utilisés dans les forages. Par ailleurs, en cas d'utilisation d'agents frigorifiquei liquides, le spectromètre à semi-conducteur doit prendre dans l'espace une position strictement définie, afin d'éviter tout défaut de contact entre l'agent frigorifique et la conduite d'amenée du froid. On parvient à réduire notablement ltencombroment du spectromètre en refroidissant le détecteur à semi-conducteur et le transistor à effet de champ à l'aide d'un élément à effet Peltier. Dans un tel système, le détecteur à semi-conducteur est fixé sur un cylindre creux conducteur de la chaleur, qu'on installe dans la chambre à vide sur le c8té froid de l'élément Peltier. Le cylindre conducteur de la chaleur abrite un transistor à effet de champ et une résistance de haute valeur. Gracie au refroidissement du système détecteur à l'aide de l'élément Peltier, on a pu créer un spectromètre à semi-conducteur plus compact. En outre, du fait de la suppression du refroidissemenE extérieur, le nouveau spectromètre ayant pour tout matériel auxiliaire qutun câble électrique, on a sensiblement simplifié son usage dans les conditions d'un forage, en augmentant en meme temps sa fiabilité. De plus, les spectromètres à semi-conducteur avec refroidissement des détecteurs semi-conducteurs au moyen d'un élément Peltier sont aptes à un fonctionnement correct quelle que soit leur position dans 11 espace. Toutefois, dans un tel système, le détecteur à semiconducteur et le transistor à effet de champ n'ont pas de contact thermique direct avec la soudure froide de l1élérnent Peltier et ne sont pas protégés contre les afflux de chaleur dus au corps de la chambre à vide, ce qui conduit à une augmentation considérable de leurs bruits intrinsèques et, par conséquent, à l'altération des caractéristiques spectrométriques de l'ap- pareil pris dans son ensemble. En outre, le refroidissement du cylindre nécessite des dépenses d'énergie supplémentaires entrainant un accroissement de la puissance consommée. On connaît également un autre spectromètre à semi-oonducteur avec refroidissement par des éléments Peltier (Institut Polonais de Recherches Nucléaires). Ce qectromètre comprend une chambre à vide pourvue d'une lumière d'admission du rayonnement. A l'intérieur de la chambre est installé un réfrigérateur thermo-électrique sous forme d'un paquet d'éléments Peltier. Sur le ctté froid du réfrigérateur thermo-électrique est posée une plaque conductrice de la chaleur portant un détecteur à semi-conducteur et un transistor à effet de champ. Du cbté chaud, le réfrigérateur thermo-électrique comporte un radiateur pour l'évacuation de la chaleur. Le contact thermique direct du détecteur à semi-conducteur et du transistor à effet de champ avec le ctté froid du réfrigérateur thermo-électrique permet de réduire les bruits intrinsèques de ceux-ci, en améliorant ainsi les caractéristiques spectrométriques de l'appareil pris dans son ensemble. Cependant, le détecteur à semi-conducteur nécessite un refroidissement maximal et fonctionne sans dégagement de la chaleur, tandis que le transistor à effet de champ peut fonctionner avec un refroidissement moins rigoureux mais, par contre, dégage de la chaleur. Pour satisfaire à ces exigences différentes en se servant d'un réfrigérateur thermo-électrique, on est obligé d'augmenter considérablement la puissance consommée par cet appareil. Un autre inconvénient d'une telle disposition réside dans le fait que, pour refroidir le c8té chaud du réfrigérateur thermo-électrique, on fait appel à une conduite d'amenée supplémentaire de l'agent frigorifique extérieur, ce qui augmente l'encombrement et le poids de l'ensemble de l'appareil et, surtout, empêche son fonctionnement autonome pendant les travaux sur le terrain. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités des spectromètres antérieurs. Elle a donc pour objet principal de procurer un spectromètre dans lequel le réfrigérateur thermo-électrique soit réalisé de façon à assurer les régimes optimaux de refroidissement du détecteur à semi-conducteur et du transistor à effet de champ montés sur ce réfrigérateur, tout en réduisant l'encombrement, le poids et la puissance consommée de l'ensemble du spectromètre. Le spectromètre selon 1'invention comprenduie chambre à vide pourvue d'une lumière d'admission du rayonnement et contenant un réfrigérateur thermo-électrique constitué sous forme d'un paquet d'éléments Peltier et dont le côté froid porte une plaque conductrice de la chaleur avec un détecteur à semi-conducteur et un transistor à effet de champ, tandis que le côté chaud du susdit réfrigérateur porte un radiateur pour l'éva cuation de la chaleur hors du réfrigérateur thermo-électrique, le susdit spectromètre étant caractérisé en ce que ladite plaque conductrice de la chaleur du réfrigérateur thermo-électrique porte des paquets d'éléments Peltier exécutés en un seul bloc avec le réfrigérateur et assemblés de manière à obtenir, pour le premier paquet, le régime de température minimale, ce premier paquet portant un détecteur à semi-conducteur, et, pour le second paquet, le régime de production frigorifique maximale, ce second paquet portant un transistor à effet de champ. Une telle conception du réfrigérateur thermo-électrique permet d'obtenir les régimes souhaités de refroidissement optimal, régimes qui sont différents pour le détecteur à semi-conducteur, d'une part, et pour le transistor à effet de champ , d'autre part, en pourvoyant le susdit détecteur et le susdit transistor de surfaces réfrigérantes séparées. Ce résultat est obtenu grace au fait que, les paquets étant montés sur le réfrigérateur thermoélectrique indépendamment l'un de l'autre, tout en formant un seul bloc avec ce réfrigérateur, on peut obtenir, sur les côtés froids de ces paquets, des températures différentes sans avoir à modifier la puissance nécessaire pour le fonctionnement du réfrigérateur. Selon une variante de réalisation, les éléments Peltier constituant un premier paquet dont le côté froid correspond au régime de température minimale sont empilés sous forme d'une thermobatterie à deux étages avec une plaque conductrice de la chaleur entre les étages, le rapport du nombre des éléments Peltier entre les étages adjacents étant compris entre 4:1 et 7:1 dans le sens de la diminution de la température. Si ce rapport est inférieur à 4:1, le gradient de température requis n'est plus possible du fait de la désadaptation des étages, tandis que 1'augmentation du rapport du nombre des éléments au-dessus de 7:1 mène à une croissance brusque de la puissance consommée, sans toutefois obtenir un abaissement ultérieur appréciable de la température. Les éléments Peltier constituant un deuxième paquet, sur le côté froid duquel règne le régime de production frigorifique maximale, sont empilés sous- forme d'une thermobatterie à étage unique avec un rapport du nombre des éléments Peltier entre le paquet précité et celui qui est en contact avec le radiateur compris entre 1:10 à 1:40. Quand ce rapport est inférieur à 1:40, la production frigorifique du paquet diminue, avec 11 élévation résultante de la température sur son côté froid, ce qui a pour effet l'altération des caractéristiques spectrométriques de l'appareil. L'augmentation du rapport considéré au-dessus de 1:10 fait que la puissance consommée nécessaire pour obtenir la température de refroidissement voulue s'accroît excessivement. Selon un autre mode de réalisation, les éléments Peltier constituant le premier paquet dont le côté froid correspond au régime de température minimale, sont empilés sous forme d'une thermobatterie à cinq étages avec des plaques conductrices de la chaleur entre les étages adjacents, alors que les éléments formant le deuxième paquet dont le côté froid correspond au régime de production frigorifique maximale,sont empilés sous forme d'une thermobatterie à quatre étages, également avec des plaques conductrices de la chaleur entre les étages en contact. Dans cette variante, le rapport du nombre des éléments Peltier entre les étages adjacents est pour les deux paquets inférieur à 4:1 dans la direction du détecteur à semi-conducteur et du transistor à effet de champ, respectivement. Cette dernière solution permet de réduire notablement la puissance consommée, mais si l'on augmente davantage le nombre des étages, cette réduction devient peu appréciable. Il est avantageux de monter, sur la plaque conductrice de la chaleur du réfrigérateur thermo-électrique, un troisième paquet d'éléments Peltier exécuté en un seul bloc avec le réfrigérateur, et assemblé de façon à obtenir dans ce paquet supplémentaire le régime de température minimale. Dans toutes les variantes de réalisation du spectromètre, objet de l'invention, les éléments Peltier de ce paquet supplémentaire, sont empilés exactement de la même manière que ceux du paquet portant le détecteur à semi-conducteur. Comme ce paquet supplémentaire n'est pas chargé, il se produit, sur son côté froid, la température la plus basse dans tout le volume de la chambre par rapport aux températures des parties constitutives environnantes et, entre autres, par rapport au détecteur à semi-conducteur, ce qui fait que les molécules des gaz résiduels s'adsorbent essentiellement par le côté froid de ce paquet, plutôt que par la surface du détecteur à semiconducteur. En outre, 11 invention prévoit l'application du spectromètre proposé à la détection des rayons X ou gamma du milieu ambiant constitué par les parois du trou de forage, et ceci en disposant le spectromètre directement dans l'appareil de fond, le diamètre du radiateur devant être égal au diamètre extérieur du boîtier de l'appareil de fond. Les particularités mentionnées, ainsi que d'autres avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation préférés, mais non limitatifs, description faite en se référant aux dessins annexes, dans lesquels la fig. 1 représente schématiquement un spectromètre selon l'inventinn en coupe suivant son axe longitudinal ; la fig. 2 représente schématiquement des éléments Peltier de ce spectromètre empilés en paquets ; la fig 3 représente schématiquement un autre mode de réalisation de l'empilage des éléments Peltier en paquets la fig. 4 montre le schéma électrique du spectromètre selon l'invention ; la fig. 5 est une vue schématique, en coupe longitudinale, d'un spectromètre selon l'invention, introduit dans un appareil de fond ;; la fig. 6, enfin, est une coupe suivant la ligne VI-VI de la fig. 5. Le spectromètre illustré fig. 1 comprend une chambre à vide 1 dont la base est constituée par la surface métallique d'un radiateur 2, par exemple en cuivre. En vue de réduire les afflux de chaleur parasites, les surfaces intérieure et extérieure de la chambre à vide 1 doivent être polies, et ensuite la surface intérieure est argentée. La chambre à vide 1 est pourvue d'une lumière 3 d'admission de la radiation ionisante. La lumière d'admission 3 contient une couche 4 de béryllium. A l'intérieur de la chambre à vide 1, sur le radiateur 2, se trouve installé le paquet principal 5 du réfrigérateur thermo-électrique, paquet constitué par empilage d'éléments Peltier 6, disposé de telle sorte que son côté chaud 7 soit en contact avec le radiateur 2. Comme élément Peltier 6, on peut utiliser un thermoélément connu constitué en un matériau semi-conducteur, par exemple en tellurure de bismuth additionné de sélénium. Entre le côté chaud 7 du paquet principal 5 et le radiateur 2 est interposée une plaque 8 conductrice de la chaleur, qui est composée d'une jonction calorifique 9 en oxyde de béryllium et dune lamelle de connexion commutable 10. Le côté froid 11 du paquet principal 5 porte une 12, conductrice de la chaleur, identique à la plaque 8 et se trouvant en contact avec les côtés chauds 13, 14, 15, respectivement, des paquets 16, 17, 18 constitués par des éléments Peltier 6 connectés en série. Dans un mode de réalisation particulier de l'empilage, le paquet 17 lfig. 2) comporte un étage unique 19 composé de deux éléments Peltier 6. Le paquet 16 comporte deux étages 20 et 21 avec une plaque 22 conductrice de la chaleur, disposée entre ceux-ci. Le paquet 18 comporte deux étages 23 et 24 entre lesquels est également placée une plaque 25 conductrice de la chaleur. Les étages 20 et 23 ont chacun dix éléments Peltier 6 et les étages 21 et 24 deux éléments Peltier 6 chacun. Dans ce cas, le nombre total des éléments Peltier 6 dans le paquet principal 5 est de quatre vingt-six. Selon un autre mode de réalisation de l'empilage, le paquet 17 (fig. 3) comporte quatre étages 26, 27, 28, 29 composés de seize, huit, quatre et deux éléments Peltier 6 respectivement. Entre les étages adjacents 26, 27, 28, 29 de ce paquet 17 sont interposées des plaques 30 conductrices de la chaleur à raison de une pour deux étages adjacents. Le paquet 16 comporte cinq étages 31, 32, 33, 34, 35 ayant trente-deux, seize, huit, quatre et deux éléments Peltier 6 respectivement. Entre les étages adjacents 31, 32, 33, 34, 35 de ce paquet 16 sont introduites des plaques 36 conductrices de la chaleur, à raison d'une pour deux étages adjacents. Le paquet 18 comporte cinq étages 37, 38, 39, 40, 41 constitués de trente-deux, seize, huit, quatre et deux éléments Peltier 6 respectivement. Entre les étages adjacents 37, 38, 39, 40, 41 du paquet 18 sont disposées des plaques 42 conductrices de la chaleur à raison de une pour deux étages adjacents. Ici, le nombre total des éléments Peltier 6 dans le paquet principal 5 atteint quatre vingt-seize. Sur les côtés froids 43, 44, 45 des paquets respectifs 16, 17, 18 (fig. 1) sont placées des plaques 46, 47, 48 conduc trices de la chaleur. La plaque conductrice 46 de la chaleur porte un détecteur à semi-conducteur 49, pour lequel on peut employer Si (Li), Ge (Li), Ga(A#s)CdTe, HgJ2 et les détecteurs en germanium pur idéal. La plaque 47 conductrice de la chaleur porte un transistor 50 à effet de champ. En vue de réduire la capacité nuisible, on a rapproché le détecteur 49 et le transistor 50 à effet de champ autant que possible l'un de l'autre. Le transistor 50 à effet de champ est relié au contact inférieur 51 du détecteur à semi-conducteur 49 adjacent au paquet 16. Une pièce d'adsorbant 52, disposée sur la plaque 12 conductrice de la chaleur du paquet principal 5, sert à adsorber, durant le fonctionnement, les gaz résiduels présents dans le volume préalablement vidé de la chambre 1. La chambre à vide 1 contient un élément 53 de rétroaction connecté sur le contact 51 reliant le détecteur à semiconducteur 49 et le transistor 50 à effet de champ Au cas où l'on utilise, comme élément 53 de rétroaction, une diode Schottky, cette dernière est refroidie au moyen du paquet 17. Si une diode luminescente est utilisée, la rétroaction est-effectuée par voie optique à travers le corps céramique du transistor 50 à effet de champ. Au voisinage du transistor 50 à effet de champ est montée une capacité 54 de rétroaction en forme de sonde métallique. | Le paquet principal 5 est alimenté en tension par linv É termédiaire de bornes électriques étanches 55 et 56 (fig. 4) disposées dans le radiateur 2. L'alimentation du transistor 50 à effet de champ et le prélèvement de son signal de sortie à appliquer au préamplificateur 57 sont effectués à l'aide de bornes étanches 58 et 59 disposées également dans le radiateur 2. Une borne étanche 60, disposée dans le radiateur 2, sert à appliquer le signal de rétroaction de la sortie du préamplificateur 57 au transistor 50 à effet de champ. Le détecteur à semi-conducteur 49 est alimenté par l'intermédiaire d'une borne étanche 61 disposée dans le radiateur 2. Afin de réduire les afflux de la chaleur provenant de l'extérieur, les bornes électriques étanches 55, 56, 58, 59, 60, 61 sont constituées en fils à basse conductibilité thermique, par exemple, en Constantan. Dans le radiateur 2 (fig. 2) est pratiqué un passage 62 par lequel s1 opère l'évacuation des gaz résiduels du volume de la chambre à vide 1. En cas dtutilisation du spectromètre pour des travaux dans des forages, la chambre à vide 1 et le préamplificateur 57 sont introduits dans le boîtier 63 d'un appareil de fond conventionnel (fig. 5, 6). Pour assurer l'irradiation de la paroi à examiner 64 du trou de forage, on a disposé dans les collimateurs 65, 66, prévus sur la surface extérieure de la chambre à vide 1, du côté de la lumière d'admission 3, des sources 67, 68 de rayonnement radio-isotope. Après montage dans le boîtier 63 de l'appareil de fond, la chambre à vide 1 est hermétiquement recouverte dune douille 69 en oxyde de béryllium pouvant supporter des pressions jus qura 400 atmosphères. L'étanchéification est assurée à l'aide de bagues 70 en caoutchouc. Le diamètre du radiateur 2 doit être égal au diamètre extérieur du boîtier 63 de l'appareil de fond, ce qui permet d'intensifier considérablement l'échange calorifique entre le radiateur 2 et le milieu ambiant constitué ici, soit par la boue de forage, soit par de l'eau, soit par les parois mêmes 64 du trou. Le fonctionnement du spectromètre sera décrit ci-dessous dans le cas de son utilisation dans des forages à des fins de recherche et de prospection de minéraux utiles. Avant d'introduire le spectromètre dans le trou de forage, on procède à l'évacuation des gaz du volume de la chambre 1 (fig. 5) par le passage 62 avec dégazage thermique répété, après quoi on coupe ledit passage et on effectue I'étanché7fi- cation du spectromètre à l'aide des bagues 70 en caoutchouc et de la douille 69 en béryllium pouvant supporter des pressions jusqu'à 400 atmosphères. Ensuite, on effectue le raccordement entre le radiateur 2 et le boîtier 63 de l'appareil de fond, et on fait descendre ce dernier dans le trou. Le carottage des parois 64 du trou doit être effectué de préférence lors de l'élévation de l'appareil de fond, pour assurer la régularité de son mouvement et, par conséquent, la haute précision de l'analyse roentgénoradiométrique. La tension de l'alimentation du réfrigérateur thermo électrioue est appliquée au paquet principal 5 par l'intermé- diaire des bornes 55, 56. Dans l'exemple considéré, on applique au paquet principal 5 une tension continue de 5 V pour un courant absorbé de 4 A, l'amplitude d'ondulations ne devant pas dépasser 1 mV eff. Lors de 11 application de la tension, il se produit, dans les éléments Peltier 6, connectés dans le paquet principal 5 et dans chacun des étages des paquets 16, 17, 18, montés en série au moyen de lamelles de commutation en cuivre, une différence correspondante de température, de sorte que le côté chaud d'un étage donné est refroidi par le côté froid de l'étage suivant. Au cours du fonctionnement, la chaleur prélevée sur le côté chaud 7 du paquet principal 5 est évacuée par le radiateur 2 dans le milieu ambiant constitué, dans ce cas, par de 11 eau, par la boue de forage, ou par la paroi même 64 du trou contre laquelle s'applique le radiateur 2. Au bout d'une ou deux minutes après l'application de la tension d'alimentation, il se crée un équilibre thermique dynamique entre toutes les parties du réfrigérateur thermo-électriqut et la température, sur le côté froid 45 du paquet 18, atteint le niveau minimal, ce grâce à quoi on évite la cryosorption des molécules des gaz résiduels présents dans la chambre 1 préalablement vidée, par la surface du détecteur à semi-conducteur 49 monté sur le côté froid 43 du paquet 16.En même temps, l'adsorbant 52 refroidi commence à adsorber les gaz présents à- l'in- térieur de la chambre 1, qui se sont dégagés sur les parties du spectromètre fonctionnant, ce qui a pour conséquence l'affaiblissement des afflux thermiques, provenant des parois de la chambre, en direction du détecteur à semi-conducteur 49, du transistor 50 à effet de champ et des paquets 16, 17, 18 du réfrigérateur thermoélectrique. Au bout de trois à quatre minutes après l'application de la tension d'alimentation au réfrigérateur thermo-électrique, la température des côtés froids 43, 44 des paquets 16, 17 avec le détecteur à semi-conducteur 49 et le transistor 50 à effet de champ montés sur ceux-ci, atteint la valeur de travail, après quoi le détecteur et le transistor reçoivent une tension de polarisation fournie par une source extérieure (non représentée) aux bornes étanches 58, 59, 61, un montage électrique spécial étant prévu (non représenté) pour protéger le transistor à effet de champ contre les sauts éventuels de la tension. Les quanta du rayonnement X ou gamma caractéristique engendrés dans les parois 64 du trou sous l'action du rayonne- i ment primaire des sources radio-isotope 67, 68 et captés par les collimateurs 65,66, après avoir traversé la douille en béryllium 69 et la lumière 3 remplie de la couche 4 de béryllium, attaquent le détecteur à semi-conducteur 49 et forment, en stab- sorbant dans son volume de travail, des paires électrons/lacune dont la charge est linéairement proportionnelle à l'énergie du quantum absorbé.En se déplaçant sous l'effet du champ électrique du détecteur à semi-conducteur 49, la charge qui vient t d'être générée induit dans le circuit extérieur du détecteur à semi-conducteur 49, circuit composé de l'élément 53 de rétroaction et de la capacité 54 de rétroaction, une impulsion électrique qui est transmise au transistor 50 à effet de champ et, après sty etre amplifiée, est appliquée par la borne électrique étanche 60 au préamplificateur 57 et, de là, à un analyseur installé à la surface du sol (non représenté). Ainsi, en conformité avec la présente invention, l'uti- lisation de systèmes de refroidissement séparés, l'un pour le détecteur à semi-conducteur 49 au moyen du paquet 16 à trois étages et l'autre pour le transistor 50 à effet de champ au moyen du paquet 17 à étage unique, a permis de réduire la puissance consommée par le spectromètre à environ 20 W, ce qui entraîne une réduction du poids de l'appareil à 0,3 kg et de son encombrement à 40 mm en diamètre et à 80 rnm en hauteur.Grace à l'utilisation du paquet 16 à cinq étages pour refroidir le détecteur à semi-conducteur 49 et du paquet 17 à quatre étages pour refroidir le transistor 50 à effet de champ, on peut réduire la puissance consommée à une valeur de 7 à 5 W pour les mêmes dimensions avec une légère augmentation de poids. Etant donné la faible puissance consommée, on peut employer des radiateurs simplifiés sans avoir à amener des agents frigorifiques supplémentaires, tels que l'eau, ce qui contribue à une commodité accrue de maniement de l'appareil. La faible puissance consommée, l'absence d'un système de refroidissement supplémentaire, l'encombrement et le poids ruts, font du spectromètre selon l'invention un appareil apte à des travaux in situ concernant des mesures nucléo-géo- .3 physiques, en particulier dans les appareils de fond d des fins de carottage roentgénoradiométrique. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réali sationds ses diverses parties, ayant été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Spectromètre comprenant une chambre à vide pourvue d'une lumière d'admission du rayonnement et contenant un réfrigérateur thermo-électrique constitué sous forme d'un paquet d'éléments Peltier dont le côté froid porte une plaque conductrice de la chaleur avec un détecteur à semi-conducteur et un transistor à effet de champ et dont le c#té chaud porte un radiateur pour 11 évacuation de la chaleur hors du réfrigérateur thermoélectrique, le susdit spectromètre étant caractérisé par le fait que ladite plaque conductrice de la chaleur porte des paquets d'éléments Peltier, paquets exécutés en un seul bloc avec le réfrigérateur et assembles de manière à obtenir, pour un premier paquet, le régime de température minimale, ce premier paquet portant un détecteur à semi-conducteur, et, pour un deuxième paquet, le régime de production frigorifique maximale, ce deuxième paquet portant un transistor à effet de champ. 2. Spectromètre suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les éléments Peltier constituant le premier paquet sur le côté froid duquel est créé le régime de température minimale, sont Empilés sous forme d'une thermobatterie comportant au moins deux étages avec une plaque conductrice de la chaleur disposée entre les étages en contact. 3. Spectromètre suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que le rapport du nombre des éléments Peltier entre les étages en contact du premier paquet sur le côté froid duquel est créé le régime de température minimale,# est de 4:1 à 7:1 dans le sens de la diminution de la température. 4. Spectromètre suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les éléments Peltier constituant le premier paquet sur le côté froid duquel est créé le régime de température minimale, sont empilés sous forme d'une thermobatterie comportant cinq étages au plus, avec des plaques conductrices de la chaleur entre les étages adjacents. 5. Spectromètre suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que le rapport du nombre des éléments Peltier entre les étages adjacents du premier paquet sur le côté froid duquel est créé le régime de température minimale, est inférieur à 4:1 dans le sens de la diminution de la température. 6. Spectromètre suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les éléments Peltier constituant le deuxième paquet sur le côté froid duquel est créé le régime de production frigorifique maximale sont empilés sous forme d'une thermobatterie comportant au moins un étage 7. Spectromètre suivant la revendication 6, caractérisé par le fait que le rapport du nombre des éléments Peltier entre l'étage du deuxième paquet sur le côté froid duquel est créé le régime de production frigorifique maximale, et le paquet en contact avec le radiateur, est de 1:10 à 1:40. 8. Spectromètre suivant lune quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les éléments Peltier constituant le deuxième paquet sur le côté froid duquel est créé le régime de production frigorifique maximale sont empilés sous forme d'une thermobatterie comportant quatre étages au plus avec des plaques conductrices de la chaleur entre les étages adjacents. 9. Spectromètre suivant la revendication 8, caractérisé par le fait que le rapport du nombre des éléments Peltier entre les étages adjacents du deuxième paquet sur le côté froid duquel est créé le régime de production frigorifique maximale est inférieur à 4:1 dans la direction dudit transistor à effet de champ. 10. Spectromètre suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite plaque conductrice de la chaleur porte un paquet supplémentaire d'éléments Peltier réalisé en un seul blDc avec ledit réfrigérateur thermoélectrique, et par le fait que dans ce paquet est créé le régime de température minimale. 11. Spectromètre suivant l'ensemble des revendications 2 6 et 10, caractérisé par le fait que les éléments Peltier constituant le paquet supplémentaire -sur le côté froid duquel est créé le régime de température minimale, sont empilés sous forme d'une thermobatterie comportant au moins deux étages avec une plaque conductrice de la chaleur entre les étages en contact. 12. Spectromètre suivant la revendication 11, caractérise par le fait que le rapport du nombre des éléments Peltier entre les étages adjacents du paquet supplémentaire sur le côté froid duquel est créé le régime de température minimale est de 4:1 à 7:1 dans le sens de la diminution de la température. 13. Spectromètre suivant l'ensemble des revendications 4, 8 et 10, caractérisé par le fait que les éléments Peltier constituant le paquet supplémentaire sur le côté froid duquel est créé le régime de température minimale sont empilés sous forme d'une thermobatterie comportant cinq étages au plus avec des plaques conductrices de la chaleur entre les étages adjacents. 14. Spectromètre suivant la revendication 13, caractérisé par le fait que le rapport du nombre des éléments Peltier entre les étages adjacents du paquet supplémentaire sur le côté froid duquel est créé le régime de température minimale est inférieur à 4:1 dans le sens de la diminution de la température. 15. Spectromètre suivant l'une quelconque des revendica tions précédentes, caractérisé par le fait que, en vue de détecter la radiation ionisante émanant du milieu environnant constitué par les parois du trou de forage dans lequel est introduit un appareil de fond, le spectromètre est disposé directement dans ledit appareil de fond, le diamètre du radiateur étant fait égal au diamètre extérieur du boîtier dudit appareil de fond.