Brevet FR2567682A1 — publié le 19860117

DISPOSITIF MULTIPLICATEUR D'ELECTRONS A GAIN STABILISE La présente invention a pour objet un dispositif multiplicateur dlélectrons à gain stabilisé. Un dispositif multiplicateur d'e'lectrons comprend classiquement des dynodes constituées chacune par une couche active capable, sous l'effet d'un bombardement par des électrons dits primaires, de réémettre des lectrons dits secondaires, ces derniers etant en nombre supérieur aux preniers. OW obtient ainsi un facteur multiplicateur, ou gain, supérieur à l'unité. Bien que l'on s'efforce de maintenir les conditions opératoires constantes (tensions stabilisé see, vide partiel dans le dispositif) on constate que les caractéristiques d'un tel dispositif, et notamment son gain, varient. La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient. A cette fin, l'invention préconise de munir le dispositif de moyens aptes à réguler la température des dynodes autour de 0 C. Le dispositif peut également comprendre des moyens aptes à réguler le pression partielle qui règne dans 1 enceinte du dispositif, ces deux moyens pouvant d'ailleurs etre confondus si l'enceinte est fermée : il suffit alors de réguler la température de l'ensemble du dispositif autour de 0 C. Sans que la portée de l'invention dépende de quelque manière de l'interprétation qui suit, les inventeurs pensent pouvoir donner de ce résultat surprenant l'explication suivante. Dans l'atmosphère résiduelle de l'enceinte d'un tube multiplicateur d'électrons règne une pression partielle d'eau non nulle. Une couche d'eau monomoléculaire peut être adsorbée sur la couche de maté riau actif des dynodes. On sait que la présence de traces d'eau multiplie par plusieurs centaines le coefficient d'émission secondaire, par mise en oeuvre d'un effet tunnel résonnant. Les inventeurs ont montré que cette eau pouvait etre désorbée sous l'effet du bombardement électronique et qu'il s'agit là d'une des sources principales de l'instabilité du gain. Si, selon l'invention, on régule la température de la couche active des dynodes autour de 00C, on stabilise la couche d'eau adsorbée, donc 1 gain du dispositif.La couche d'eau adsorbée entraîne d'autres bienfaits car elle empêche le vieillissement de la couche active, en régénérant la sous-couche dont les atomes d'oxygène ont tendance à disparaître par désorption électroniquement stimulée et un retardant l'adsorption de contaminants. La régulation de température peut être obtenue par effet Peltier. L'eau peut être remplacée par une autre molécule susceptible de produire le même effet tunnel. Cette molécule doit entre de préférence oxydante pour régénérer la sous-couche, et doit présenter une énergie de chimisorption supérieure à celle des contaminants pour en retarder l'adsorption. I1 semble préférable que la couche d'eau adsorbée sur la couche active soit au maximum une couche monomoléculaire. Mais cette couche peut ne recouvrir que partiellement la couche active. De façon précise, l'invention a donc pour objet un dispositif multiplicateur d'électrons à gain stabilisé comprenant des dynodes présentant une couche active à émission électronique secondaire, ce dispositif étant caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens de régulation de la température de la couche active autour de OOC. De toute façon, les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux après la description qui suit, d'un exemple de réalisation donné à titre explicatif, en référence à une figure unique annexée. Sur la figure unique annexée, le dispositif représenté est du typephotomultiplicateur et il comprend une photocathode Il, des dynodes 12 et une anode 13. Selon l'invention, ce tube est disposé dans une chambre thermostatée 14 munie d'un hublot 15 et d'un conduit 16 où circule un fluide réfrigérant apte Et maintenir le photomultiplicateur aux environs de 0 C (c'est-à-dire en pratique entre environ -10 C et 2 C). Un thermocouple 17 permet de mesurer cette température. Un comparateur 18, qui reçoit une valeur de consigne Tc' est relié par ailleurs au thermocouple. Il engendre un signal d'erreur qui agit sur une électro- vanne 20, laquelle s'ouvre Si la température est trop élevée et se ferme si la température est trop basse. Dans une telle installation, la pression partielle d'eau se trouve automatiquement stabilisée puisque le tube photomultiplicateur est fermé et possède une température constante. Dans une installation qui serait ouverte (sur une chambre de mesure par exemple), on pourrait munir chaque dynode d'un support thermostaté (par effet Peltier par exemple). REVENDICATIONS l. Dispositif multiplicateur d'électrcns à gain stabilisé comprenant des dynodes présentant une couche active à émission électronique secondaire, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens de régulation de la température de la couche active autour de 0 C. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les moyens de régulation de température sont aptes à réguler la température de l'ensemble du dispositif autour de OOC,