Brevet FR2470390A1 — publié le 19810529

PROCEDE POUR IDENTIFIER DES RAYONS y SE TROUVANT DANS UNE GAMME ENERGETIQUE PREDETERMINEE L'invention concerne un procédé pour identifier des rayons DC se trouvant dans une gamme énergétique prédéterminée et qui proviennent de particules dis- persées dans un gaz, notamment dans un aérosol, au moyen d'une chambre traversée par le gaz et qui comporte une première paroi de délimitation qui contient la sur- face réceptrice du filtre, de préférence un filtre à membrane, pour séparer les particules du gaz, et une seconde paroi de délimitation qui est située en face de la première et qui contient la surface réceptrice d'un détecteur de rayons C>. sélectif du point de vue énergétique, de préférence un détecteur à couche d'arrêt. On connait des procédés de ce type. Ils per- mettent d'identifier de façon continue notamment des rayons 0C provenant de nuelides produits artificielle- ment. Les détecteurs de rayons iC sélectifs du point de vue énergétique délivrent des signaux dont l'intensité est une mesure de l'énergie des particules OC. L'énergie des rayons cL. provenant de nuclides produits arti- ficiellement n'est souvent pas très différente de l'énergie de rayons OC provenant de sources naturelles de rayons OC, tels que les descendants radioactifs du radon et du thoron. Sur le trajet entre la surface réceptrice du filtre et la surface réceptrice du détecteur, d'après les règles statistiques, les parti- cules OC perdent de l'énergie, de sorte qu'il devient impossible de différencier des particules OC ayant une énergie initiale différente au moyen du détecteur; les particules OC ayant une énergie initiale différente produisent des particules 0L qui se trouvent dans des gammes énergétiques en recouvrement lorsqu'elles arrivent sur la surface réceptrice du détecteur. L'invention se propose de fournir un procédé du type mentionné ci-dessus et qui permette de séparer nettement des rayons dt dont l'énergie initiale ne diffère que d'une valeur relativement faible, par exemple de 300 keV. Ce problème est résolu suivant l'invention 5. grâce au fait que la pression dans la chambre est maintenue à une valeur inférieure à 40%, de préfé- rence comprise entre 25 et 35%, de la pression atmos- phérique normale. La réduction de pression dans la chambre fait diminuer la perte d'énergie des particules d(û sur le trajet entre la surface réceptrice du filtre et la surface réceptrice du détecteur, de sorte que le re- couvrement des gammes énergétiques produites devient également moins important. D'autre part, lorsque la pression se trouve dans la gamme indiquée, la quantité de particules séparées du gaz sur le filtre est encore suffisamment importante pour obtenir une acti- vité OC facilement mesurable. Un dispositif préféré pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention se caractérise en ce que la chambre est cylindrique et que sa paroi périphérique est traversée par des canaux qui sont parallèles à la surface réceptrice du filtre ou inclinées en formant un angle aigu par rapport à la surface réceptrice du filtre. Ceci réduit la turbulence du gaz dans la chambre et sert à ce que les particules se séparent presque uniquement sur la surface réceptrice du filtre et non au niveau des autres surfaces de délimitation de la chambre. Pour obtenir dans la chambre la réduction de pression souhaitée par rapport à l'atmosphère ambiante, le dispositif se caractérise de préférence en ce que les canaux partent d'un canal annulaire entourant la chambre et qui communique avec l'atmosphère ambiante par l'intermédiaire d'un étranglement réglable. Il faut établir un compromis entre les dimensions linéaires de la surface réceptrice du détecteur et la distance entre la surface réceptrice du détecteur et la surface réceptrice du filtre: si le rapport entre ces dimensions est trop important, il apparaît une colli- mation réduite, ce qui signifie que certaines particules - doivent parcourir un trajet trop long dans la chambre, et conduit à une augmentation du recouvrement des gammes énergétiques; si le rapport est trop faible trop peu de particules oC vont du filtre au détecteur. On obtient un compromis appropriée lorsque le dispositif se caractérise en ce que les dimensions linéaires de la surface réceptrice du détecteur sont comprises entre 3, 5 et 4, 5 'fois la distance entre les deux surfaces réceptrices. Pour améliorer la collimation, le dispositif se caractérise en de que la surface intérieure de la paroi périphérique de la chambre se rétrécit selon un cône en direction de la surface réceptrice du détecteur. On obtient un compromis particulièrement avantageux pour la collimation lorsque l'angle d'ouverture, déter- minée au-dessus de la surface réceptrice du filtre des éléments de surface du filtre par rapport à la sur- face réceptrice du détecteur est compris entre 900 et 950. On utilise de préférence un filtre à membrane, du fait que sur un tel filtre les particules ne se déposent que superficiellement comme sur un tamis. Pour intercepter les impuretés radioactives dans l'air, il s'est avéré particulièrement avantageux que le diamètre moyen des pores du filtre soit compris entre 1 et 3.)J Comme détecteur, il est recommandé d'utiliser un détecteur à couche d' arrêt au silicium, l'épaisseur de la couche étant comprise entre 80 et 120ju. Comme filtre, il est recommandé d'utiliser un filtre à membrane avec une membrane en nitrocellulose. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'un mode de réali- sation préféré mais non limitatif représenté au dessin annexé dans lequel la figure unique est un schéma d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention. Sur la figure, on a représenté une chambre cylindrique 2 qui est délimitée par une paroi périphé- rique cylindrique 4, un fond 6 et un dessus 8. Dans la paroi périphérique 4 se trouve un canal annulaire qui communique avec un espace de mesure 14 par l'intermédiaire de canaux radiaux 12. L'espace de mesure 14 est délimité au dessus par la surface récep- trice 16 d'un détecteur 18 et en dessous par la surface réceptrice 20 d'un filtre à membrane 22. Les canaux 12 traversent une collerette annulaire 24 s'étendant radialement vers l'intérieur à partir de la paroi périphérique 4, et dont la surface frontale intérieure 26 se rétrécit selon un cône vers le haut. Des joints d'étanchéité 28, 30 entre le détecteur 18, la collerette 24 et le filtre 22 ferment l'espace de mesure 14, à - l'exclusion des canaux et des pores dans le filtre 22, en l'isolant de l'air ambiant. Le canal annulaire 10 est relié, par l'intermédiaire d'une conduite d'amenée 32, à une ouverture d'entrée 34 communiquant avec l'atmosphère. Dans la conduite 32 se trouve un étrangle- ment réglable 36. Entre l'étranglement 36 et le canal annulaire 10, un manomètre 38 est raccordé à la conduite 32. A l'arrière du filtre 22 se trouve un espace d'aspiration 40 qui est relié, par l'intermédiaire d'une conduite 42, à un débitmètre 44 et à une pompe 46. L'air aspiré par la pompe 46 par l'ouverture 34, qui a tra- versé. la chambre de mesure 14 et à partir duquel les particules en suspension, liquides ou solides, émettant des rayons dl, ont été séparées sur le filtre 22, est envoyé dans l'atmosphère ambiante par l'ouverture de sortie 48. Le détecteur 18 est relié, par l'intermédiaire d'un conducteur électrique 50, à un dispositif d'évalua- tion électronique qui effectue une discrimination entre les impulsions délivrées par le détecteur 18 en fonction de leur hauteur. Les détails du circuit électronique pour la commande du détecteur 18 et pour l'évaluation des impulsions qu'il délivre ne sont pas représentés, étant donné qu'ils sont connus. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ail- leurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus particulièrement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. R E V E N D I C A T I O N S 1. Procédé pour identifier des rayons dL. se trou- vant dans une gamme énergétique prédéterminée et qui proviennent de particules dispersées dans un gaz, notam- ment dans un aérosol, au moyen d'une chambre traversée par le gaz et qui comporte une première paroi de déli- mitation qui contient la surface réceptrice du filtre, de préférence un filtre à membrane, pour séparer les particules du gaz, et une seconde paroi de délimitation qui est située en face de la première et qui contient la surface réceptrice d'un détecteur de rayons OC sélectif du point de vue énergétique, de préférence un détecteur à couche d'arrêt, caractérisé en ce que la pression dans la chambre est maintenue à une valeur inférieure à 40%, de préférence comprise entre 25 et 35%, de la pression atmosphérique normale. 2. Dispositif pour la mise en oeuvre. du procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre (4, 6, 8) est cylindrique et que sa paroi péri- phérique (4) est traversée par des canaux (12) qui sont parallèles à la surface réceptrice (20) du filtre (22), ou inclinées en formant un angle aigu par rapport à la surface réceptrice (20) du filtre (22). 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractéri- sé en ce que les canaux (12) partent d'un canal annu- laire (10) entourant la chambre (4, 6, 8) et qui communique avec l'atmosphère ambiante par l'intermédiai- re d'un étranglement réglable (36). 4. Dispositif suivant l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les dimensions linéaires de la surface réceptrice (16) du détecteur (18) sont comprises entre 3,5 et 4,5 fois la distance entre les deux surfaces réceptrices (16, 20). 5. Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications 2 à 4, caractérisé en ce que la surface in- térieure (26) de la paroi périphérique (4) de la chambre se rétrécit selon un cône en direction de la surface réceptrice (16) du détecteur (18). 6. Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications 2 à 5, caractérisé en ce que l'angle d'ouver- ture, déterminé au-dessus de la surface réceptrice (20) du filtre (22), des éléments de surface du filtre (22) par rapport à la surface réceptrice (16) du détecteur (18) est compris entre 900 et 950. 7. Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications 2 à 6, caractérisé en ce que le diamètre moyen des pores du filtre (22) est compris entre 1 et 3 >u. 8. Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications 2 à 7, caractérisé en ce que le détecteur (18) est un détecteur à couche d'arrêt au Silicium, l'épaisseur de la couche étant comprise entre 80 et ja. 9. Dispositif suivant l'une quelconque des reven- dications 2 à 8, caractérisé en ce que le filtre (22) comporte une membrane en nitrocellulose.