FR 2028804 A1 19701016 FR 7001983 A 19700120 70 01983 1 2028804 La présente invention concerne des procédés et un appareil pour la détection et la mesure de faibles impulsions lumineuses et en particulier pour la détection et la mesure de scintillations produites par des émissions de rayons f3 lors d'un 5 comptage avec scintillateur liquide» Comme connu, le comptage efficace démissions p de faible énergie par scintillation dans un liquide exige le comptage de signaux puisés d'un photomultiplicateur de faible amplitude, du même ordre que celle des impulsions parasites engendrées 10 intérieurement» Pour établir une différence vis~à~vis des impulsions de bruit, plusieurs photomultiplicateurs, deux en général, sont utilisés et les impulsions non coïncidentes sont éliminées car on les considère comme du bruit<> En principe, dans le comptage des coïncidences, un des photomultiplicateurs est utilisé seule-15 ment comme tube à coïncidence pour commander la transmission d'impulsions de l'autre, qui sert de détecteur ou capteur principal dont la grandeur de sortie est utilisée pour la sélection d'amplitude o Un équipement de comptage à scintillateur liquide commercial de précision réalise également une addition d'impulsions, mode 20 symétrique de fonctionnement dans lequel les gains des deux tubes sont équilibrés et les impulsions émises additionnées de manière à former un signal puisé de sortie global, outre l'emploi de la coïncidence des impulsions individuelles émises pour commander le passage des impulsions additionnées. Le signal obtenu par 25 addition a longtemps été considéré comme représentant plus réellement l'amplitude de l'impulsion de lumière engendrant les impulsions de sortie coïncidentes, en particulier dans le cas de très faibles impulsions; cependant une opération sans addition est parfois préférée pour certaines mesures.» 30 L'analyse de l'amplitude des impulsions sélectionnées par coïncidence est normalement réalisée en utilisant des discri-minateurs par niveau inférieur et niveau supérieur montés en anticoïncidence de manière à compter seulement les impulsions d'amplitude figurant dans la fenêtre ainsi formée» Les réglages 35 pour choisir ces niveaux de discriminateurs ainsi que le niveau minimal de sortie de chaque tube nécessaire pour former une coïncidence acceptée sont réalisés par le choix par l'opérateur des valeurs désirées» Par conséquent, dans les systèmes d'addition, 70 01983 2 2028804 actuellement connus, les critères d'acceptation d'une impulsion pour le comptage sont les suivants : a) l'amplitude de chacune des impulsions coïncidentes doit dépasser une valeur de seuil fixe prédéterminée, et b) la somme des amplitudes doit être comprise 5 entre des valeurs minimales et maximales prédéterminées (le critère de valeur minimale étant essentiellement supprimé en tant que facteur séparé d'élimination lorsqu'il est réglé à une valeur si faible qu'il n'exclut rien de ce qui a franchi l'ensemble à coïncidence)» Dans l'opération sans addition, les critères sont identi» 10 ques sauf que le critère b) est appliqué à la sortie d'un seul tube, le tube à coïncidence étant souvent réglé sur un gain plus élevé pour une telle opération» L'emploi de ces critères d'analyse des amplitudes d'impulsions dans les scintillâteurs liquides a été classique pen-15 dant de nombreuses années et a, antérieurement à la présente invention, été considéré comme réalisant une discrimination optimale entre le signal et le bruit dans le comptage à scintillateur liquide de faible énergie, bien que des impulsions de bruit subsistent nécessairement» En relevant le niveau minimal d'amplitude qui est 20 considéré comme réalisant une coïncidence, le bruit de fond existant dans une "fenêtre" est réduit mais cette réduction est accompagnée d'une diminution de l'efficacité du comptage pour de faibles scintillations» On a consacré beaucoup d'efforts à l'amélioration des photomultiplicateurs en ce qui concerne la réduction du bruit 25 et les meilleurs scintillâteurs à liquide comportent en général des dispositifs pour les refroidir et d'autres moyens pour réduire le bruit du photomultiplicateur» L'indice de mérite d'un système scintillateur à liquide lors du comptage d'un isotope de faible énergie est en général déterminé par l'expression E /B dans 30 laquelle E est l'effet utile et B est le fond ou bruit, bien qu'on utilise parfois l'indice E/B, le rapport de l'effet utile au bruit» Le vrai bruit dû aux rayons cosmiques, au rayonnement naturel des matériaux de construction etc», est normalement réduit par un blindage approprié, le choix de matériaux ayant un rayon-35 nement propre minimal etc» L'intensité de ces sources de bruit a été réduite depuis longtemps dans l'équipement du commerce de haute sensibilité à un point tel que les impulsions résiduelles de bruit constituent la source principale du bruit propre de comptage pour les mesures concernant les isotopes de faible énergie» 70 01983 3 2028804 La présente invention peut être succinctement décrite comme consistant en la découverte que les ensembles d'analyse d'impulsions du type longtemps employé universellement négligent la teneur en informations des amplitudes individuelles à la sortie 5 du photomultiplicateur, qui est très utile, en particulier pour l'élimination d'un beaucoup plus grand nombre dsimpulsions de bruit sans altérer de façon correspondante l'efficacité du comptage, notamment dans le cas du carbone 14° (Comme indiqué ci-après, cette information est également, utile pour distinguer, sur la base d'une 10 probabilité statistique, (sur une base probabiliste) les isotopes dans les comptages pour plusieurs isotopes et, de plus, pour réduire le fond de scintillations engendrées par le vrai rayonnement de bruit)» La présente invention peut être considérée soit comme l'addition de nouveaux critères aux critères a) et b) ci-dessus, 15 soit comme ajoutant une interdépendance entre ces critères d'acceptation, jusqu'ici indépendants» Dans une forme fondamentale de l'invention, les paires d'impulsions de bruit simulant exactement les paires d'impulsions de signal avec les procédés et les appareils d'analyse ou de discri-20 mination employés jusqu'ici sont péparées des paires d'impulsions de signal avec une fiabilité statistique très élevée en utilisant • les amplitudes relatives des impulsions coïncidentes comme critère additionnel» On observe que l'amplitude relative des impulsions individuelles coïncidentes de bruit a une distribution de probabi-25 lité très différente de celle des dimensions relatives des impulsions de scintillation vraies produisant la même amplitude globale» Pour les impulsions coïncidentes de somme donnée, les contributions des divers tubes à cette somme ne sont pas constantes pour tous les événements, mais sont réparties statistiquement, aussi 30 bien dans les impulsions de signal de grande amplitude que dans les impulsions de bruit de grande amplitude» Cependant, les vraies impulsions de signal dont les sommes ont toutes les amplitudes sauf les très faibles ont une courbe de probabilité qui comprend un maximum unique correspondant sensiblement à l'égalité des impul-35 sions (avec des multiplicateurs apairés et les conditions de fonctionnement d'un système additionneur), puisque le mécanisme fondamental de production d'impulsions fait intervenir une répartition sensiblement égale de l'énergie lumineuse de scintillation entre les deux tubes, les écarts par rapport à l'égalité rigoureuse étant 70 01983 causés principalement par des facteurs tels que les fluctuations statistiques de la réponse des tubes photoélectriques etc0, dont 12amplitude relative est faible sauf quand l'impulsion lumineuse est par elle-même très faible» Par ailleurs, des impulsions de 5 bruit coïncidentes égales provenant des divers tubes sont relativement rares pour toutes les amplitudes globales sauf les plus petites, la courbe de probabilité pour les impulsions ayant une somme importante donnée comportant, dans ce cas, des maxima pour une forte i différence -entre les impulsions coïncidentes! les impulsions coïn-10 cidentes de somme élevée apparaissent principalement avec line impulsion assez grande provenant d'un tube et une impulsion assez faible provenant de l,autre, résultant toutes deux de la forme du spectre dsamplitude des impulsions de bruit dans chaque tube et des coïncidences qui ne sont pas, en fait, de simples coïncidences 15 mais sont causées par la production d'une faible réponse d'un tube à l'émission de lumière produite lors de l'émission d'une impulsion de décharge parasite dans l'autre*, Par conséquent, en éliminant simplement les paires d'impulsions de différence prédéterminée, une forte proportion des impulsions de bruit propre comptées jusqu'ici 20 en même temps que les impulsions de signal de grande amplitude peut être éliminée sans réduction appréciable de l'efficacité du comptage de vrais événements de scintillation, et ceci peut être réalisé facilement par simple addition à un équipement classique de discrimination des sommes, de manière à engendrer un signal cor-25 respondant à la différence absolue entre les signaux et en appliquant ce signal à des discriminateurs classiques d'amplitude, ceux-ci étant branchés en anticoïncidence avec la fenêtre classique de manière à bloquer le comptage, des impulsions ajoutées caractérisées par une différence excessive. 30 Bien que l'addition d'un tel discriminateur de différence maximale simple commandant la transmission d'impulsions dans un ensemble d'analyse classique à somme d'impulsions produise une amélioration considérable par le choix empirique dfune limite appropriée de différence, on peut obtenir une amélioration encore plus marquée 35 par des perfectionnements du principe fondamental, résultant de l'étude des facteurs déterminant la différence maximale entre des impulsions coïncidentes autorisée pour permettre d'accepter pour le comptage une somme d'impulsions déterminées. Une limite donnée 70 01983 5 2028804 des différences permises aura une action plus marquée sur Inefficacité du comptage de grandes impulsions de signal que sur celui de faibles impulsions de signal, autrement dit.la probabilité quaune vraie impulsion de signal de grande amplitude dépasse une diffé-5 rence absolue donnée pour les contributions des deux tubes est nettement supérieure â la probabilité qu'ane vraie impulsion de signal dent 1®amplitude de la somme est plus pet-j te fera, caractérisée par une telle différence des contributionso Par conséquents la différence permise ne doit pas être réglée à la même valeur.pour 10 toutes les énergies de rayonnement comptéess Si un nouveau réglage de la limite de la différence est gênant ou si l8on doit compter des rayonnements d8 énergie différente sans introduire la compiiea= tion de plusieurs circuits séparéss le simple critère de discrimination par la différence est avantageusement remplacé par un critère 15 pour lequel les limites permises des différences entre les contributions des deux tubes et une somme donnée sont une fonction crois» santé de la somme. Pour des raisons exposées ci=»aprèss une discri-= mination dans laquelle la différence permise augmente linéairement avec la somme de deux impulsions individuelles coïncidentes peut 20 être appelée discrimination dissymétrique des différences. LorsquBil est ajouté à un ensemble de discrimination classique la somme inférieure et supérieure, un discriminateur de différence dissymétrique peut améliorer sensiblement le rapport de 1veffet utile (ou de son carré) au bruit lors du comptage d?un certain nombre d'isotopes 25 sans nouveau réglage. On facilitera la compréhension de 1®invention et de l'étude ci-après en indiquant plus précisément la signification de certains termes utilisés dans la présente. Bans un.ensemble de scintillateur liquide par addition d'impulsions classiques, il est' 30 nécessaire pour accepter des impulsions de somme déterminée que cette somme soit au moins égale â la valeur du seuil de coïncidence, qui est la même pour les deux tubess ainsi que pour toutes les sommes. On voit que, dans un sens théorique très général, cela peut être dénommé en lui-même ensemble de discrimination à différence 35 maximale,, puisque la différence maximale permise entre les impulsions individuelles de somme donnée est égale à cette somme moins deux fois la valeur de seuil et la différence maximale permise varie par conséquent avec cette somme selon une loi qui maintient une diffé 70 01983 6 2028804 rence constante entre une somme donnée et la différence maximale permise entre les impulsions individuelles formant cette somme0 Il va de soi que l'étude ci-après de la présente invention doit exclure les interprétations poussées trop loin de la terminologie 5 employée et la différence maximale permise étudiée ici devra être considérée comme se référant â une différence maximale qui est inférieure, dans tout au moins une partie importante de l'intervalle des sommes permises, à cette somme moins les valeurs de seuil invariables des impulsions minimales des ensembles de la technique 10 antérieure» Il est évident que Inégalité ou l'inégalité étudiée ci-dessus en fonction de la différence entre les impulsions peut être décrite aussi bien en fonction du rapport des impulsions. Si l'on examine de plus près et en détail la façon 15 d'obtenir cette amélioration, il est évident que les principes de base de 1®invention peuvent être encore améliorés pour établir une discrimination entre des impulsions acceptées et éliminées, ce qui est encore plus efficace pour optimaliser le comportement que les additions simples décrites ci-dessus. Il y a avantage, pour facili-20 ter la compréhension, à considérer la séparation des impulsions indésirables du signal pour chaque somme d'impulsions particulières à l'intérieur de l'intervalle des sommes à accepter (il va de soi que le terme "somme" employé ici signifie simplement une intervalle unitaire petit mais fini de sommes). Si le choix est sensiblement 25 optimal pour chaque somme individuelle, quand il est correctement pondéré pour le taux de comptage correspondant, on obtiendra le rapport global le meilleur possible de lfacceptation souhaitée à celle non souhaitée dans cet intervalle de sommes» Lors de la détermination de l'inégalité -optimale maximale 30 permise (rapport, différence, etc.) pour une somme donnée, on fait intervenir deux facteurs de probabilité relative, premièrement la distribution de probabilités ou spectre des amplitudes relatives d'impulsions des impulsions coïncidentes non désirées et des impulsions coïncidentes désirées, respectivement-, qui engendrent cette 35 somme particulière en tant que fonction d'une inégalité et, deuxièmement, l'efficacité globale de cette somme particulière pour la détection des événements souhaités et non souhaités. Les formes générales des répartitions de probabilité des impulsions de signal COPY 70 01983 7 2028804 et des impulsions de bruit ont déjà été discutées d'une manière générale et on a décrit un procédé d'utilisation de cette information» Cependant, les mêmes principes de choix des impulsions coïncidentes provenant des divers photomultiplicateurs peuvent éga-5 lement être utilisés pour améliorer la séparation statistique des impulsions engendrées par différents isotopes ainsi que des impulsions engendrées par le rayonnement ambiantu Comme on l'explique plus en détail ci~après, l'emploi des deux fac-teurs de probabilité susmentionnés pour se rapprocher 10 au maximum des conditions de comptage optimal pour chaque somme provoque normalement une réduction de la différence permise pour les amplitudes additionnées correspondant à la partie la plus élevée du spectre d'amplitude de l'isotope objet du comptage, et l'analyse de l'amplitude des impulsions est ainsi réalisée avantageusement, 15 en vue de résultats optimaux, avec une réduction importante de la différence permise entre les impulsions coïncidentes individuelles dans la région de la somme maximale relativement peu fréquente des vraies impulsions de signal» Les critères d'acceptation pour les impulsions de somme 20 déterminée étudiés ci-dessus, au lieu d'être énoncés en fonction d'une inégalité permise, peuvent également être décrits'comme faisant varier le seuil nécessaire (jusqu'ici le même pour toutes les sommes) pour le comptage dans chaque tube en accord avec la valeur de, et dans le même sans que, l'impulsion provenant de 25 l'autre tube ou la valeur de la somme et de la variation (si elle existe) de la différence maximale permise en fonction de la somme peut être décrite comme étant la "forme" de la courbe du seuil en fonction de la somme» Du point de vue du procédé général selon l'invention, ces descriptions sont parfaitement équivalentes, seuls 30 les modes d'exposition de l'idée générale diffèrent» Cependant, en ce qui concerne l'appareillage selon l'invention, la mise en oeuvre suggérée par ces exposés différents du même procédé peut conduire à des réalisations très différentes d'ion nouvel appareillage, qui néanmoins ont des fonctions ou des applications très semblables et 35 peuvent être considérées comme entièrement équivalentes en ce qui concerne les principes généraux concernant l'appareillage selon l'invention» copy 70 01983 8 2028804 Comme on le verra én détail, les caractéristiques particulières du procédé d8analyse des amplitudes dsimpulsions discutées ci-dessus peuvent être considérées, plus ou moins, comme constituant une amélioration de la discrimination statistiquement 5 sélective vis-à-vis des impulsions ayant des caractéristiques générales provoquant jusqu'ici leur élimination du comptage par les critères (ou 18appareillage) d'acceptation des impulsions à compter, connus en général comme "seuil de coïncidence" et "discrimination du niveau supérieur de la somme" lors de la discrimination classique 10 par fenêtre» Une nouvelle amélioration, utilisant les informations statistiques concernant les signaux de sortie des divers photomultiplicateurs, est obtenue grâce à une modification importante des critères d'acceptation généralement connus de "discrimination par niveau inférieur", c8est-à-dire en modifiant les critères d'élimi-15 nation des impulsions dont la somme ëst-excessivement petite» Ici, la différence entre la forme des courbes de distribution à égalité des impulsions désirées et non désirées de somme donnée peut être utilisée à nouveau pour améliorer la simple élimination des sommes inférieures à certains niveaux,utilisés jusqu'à maintenant, par 20 adjonction de cette différence comme critère additionnel d'acceptation dans la région des amplitudes minimales à accepter» Puisque les impulsions de bruit coïncidentes de somme donnée ont peu de chance d'être d'amplitude égale (même si elles sont très inférieures ainsi aux valeurs correspondant aux sommes élevées), une discri-25 mination par niveau inférieur qui exclut le comptage des impulsions de différence supérieure à une valeur maximale, choisie de manière appropriée pour chaque valeur de somme, peut réduire l'importance du bruit dans une certaine mesure, même dans les régions des sommes si faibles que le maximum de la répartition de l'effet utile des 30 impulsions de signal à égalité est très faibleo Dans ce cas, comme on l'explique plus loin, un critère d'élimination au-dessous d'un niveau déterminé, qui comprend un intervalle de sommes minimal, plutôt qu'une seule valeur dé la somme, comme jusqu'ici, et élève les limites de la différence acceptée d'une valeur minimale (ou 35 zéro) jusqu'à la somme d'amplitude minimale acceptée, provoquera une amélioration de la séparation statistique des signaux du bruit, ce dont le simple critère des sommes est totalement incapable» 70 01983 9 2026804 Outre son utilité pour la discrimination entre les impulsions de signal et les impulsions de bruit, l'information concernant l'amplitude relative des impulsions coïncidentes peut être utilisée pour améliorer la résolution ou la séparation des isotopes d'énergie 5 différente comptés dans des canaux de comptage séparés? Jusqu'ici, cette discrimination avait été effectuée de préférence sur une seule somme d'amplitudes» Selon la présente invention, ce n'est pas une seule somme qui définit la limite supérieure d'acceptation de l'iso» tope de moindre énergie ou la limite inférieure d'acceptation de 10 l'isotope de plus grande énergie, comme jusqu'ici.» Au contraire, les critères d'acceptation comprennent également les valeurs rela~ tives des impulsions individuelles pour une somme donnée et la valeur de cette somme est seulement un des paramètres déterminant le.choix des impulsionso* 15 Le procédé perfectionné d'analyse selon l'invention, aussi bien pour ses caractéristiques générales que pour ses caraetéristi-. ques plus particulières étudiées ci-après, peut être mis en oeuvre avec divers appareillages particuliers,) En principe, tout exemple • sus-mentionné peut être mis en oeuvre avec un appareillage qui 20 est, par lui-même, classique„ Par exemple, les paires "d'impulsions coïncidentes provenant des divers photomultiplicateurs d'un ensemble classique à tubes photoélectriques ne comportant aucun circuit de discrimination associé peuvent être utilisées pour choisir et rejeter " les comptages en utilisant une calculatrice convenablement programmée, 25 après,mise sous forme numérique des amplitudes des impulsions. Une autre forme d'équipement connu utilisable est un. analyseur , . multicanaux de grande capacité<> En variante, les signaux de sortie dans l'intervalle de comptage peuvent, en principe, être également enregistrés sur bande et comptés ensuite dans un ensemble classique 30 d'addition à coïncidence., au cours d'une , série de reproductions comptant les impulsions dans un intervalle de sommes de 'faible .amplitude successivement réglées à la main, avec une augmentation manuelle correspondante de l'amplitude minimale d'acceptation des coïncidences pour chaque tube et pour chaque intervalle, croissant de 35 valeurs successives, ou xL peut être employé d'autres, procédés relativement . compliqués» Cependant, pour la. plupart des. applications, cette mise en oeuvre du procédé est assez difficile et un appareillage de discrimination des impulsions spécialement conçu pour le procédé 70 01983 10 2028804 selon 1®invention est incorporé en tant que caractéristique additionnelle de l'invention, comme on l'a déjà indiqué à propos de l'adjonction d'une discrimination de différence (ou de rapport) aux ensembles de la technique antérieure» Dans une forme plus per-5 fectionnée de l'invention, l'information de somme et d'égalité est combinée et utilisée de manière entièrement interdépendante eh engendrant un signal puisé dont l'amplitude est une fonction plus complexe des amplitudes des deux signaux coïncidents d'amplitudes analogues, en choisissant ou éliminant les impulsions coïncidentes 10 sur'la base de l'amplitude de ces dernières impulsions d'une manière dans l'ensemble semblable au mode d'utilisation antérieur des impulsions-sommeso D'autres objets et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée qui va suivre 15 et des dessins sur lesquels : La figure 1 est une représentation classique du spectre d'amplitude d'impulsions du carbone 14 et des impulsions de bruit : dans iin ensemble à addition de signaux représentatif de la technique antérieure, représentant les valeurs de discrimination maximales 20 et minimales utilisées pour former une fenêtre de comptage typique. La figure 2 est une représentation graphique d'une fonction dans l'ensemble semblable de probabilité (ou de spectre) pour le carbone 14 et le bruit, respectivement, pour'une valeur donnée de la somme pour le spectre de la figure 1, avec l'indication 25 de l'effet de discrimination du bruit du dispositif classique à coïncidences à seuil. t . La figure' 3 est une représentation schématique d'un système de coordonnées à trois axes pour représenter les spectres des impulsions de signal et du bruit, avec des impulsions isolées 30 provenant de photomultiplicateurs correspondants comme variables indépendantes. La figure 4 est une représentation de la distribution de probabilité des amplitudes des impulsions de bruit coïncidentes provenant des divers tubes. 35 La figure 5 est une représentation, semblable pour les impulsions du carbone 14,associée à un exemple de courbe d'impulsion de bruit» La figure 6 est une représentation graphique du fonctionnement d'un ensemble à coïncidences classique sans addition® 70 01983 n 2028804 La figure 7 est. une représentation similaire du fonctionnement d'un système de discrimination classique à addition d'impulsions» La figure 8 représente schématiquement 1*effet de 5 l'adjonction d'un discriminateur de différences pour le mode de fonctionnement représenté sur la figure 7° La figure 9 représente schématiquement l'action d'un discriminateur dissymétrique de différences» La figure 10 représente, de manière semblable, un mode 10 d'utilisation de l'invention pour le comptage du rayonnement du tritium» Les figures 11, 12 et 13 représentent schématiquement divers critères de discrimination simples, selon les principes de 1'inventiono 15 La figure 14 est un tracé dans l'ensemble semblable représentant un autre mode d'exécution de l'invention» La figure 15 est une représentation graphique d'une manière d'exprimer les critères de discrimination en fonction des amplitudes. 20 La figure 16 représente schématiquement un générateur de fonctions analogiques pour mettre en oeuvre le procédé de la figure 15» La figure 17 est un schéma fonctionnel de l'ensemble d'un dispositif de comptage à scintillateur liquide comportant le 25 générateur de fonction de la figure 16» La figure 1Ô est un schéma fonctionnel d'un exemple de mode d'exécution de l'invention appliqué à un ensemble de comptage sans addition» La figure 19 est un schéma fonctionnel d'un autre mode 30 d'exécution de l'invention» La figure 20 est un schéma fonctionnel partiel d'une autre forme de réalisation de l'invention ; et La figure 21 est un exemple de schéma d'un circuit d'un élément de la forme de réalisation de la figure 20» 35 La figure 1 représente de manière classique les spectres d'amplitude des impulsions de bruit et de scintillation engendrées par.le carbone 14 dans un ensemble typique de comptage à scintillateur liquide, en même temps que la "fenêtre de comptage" formée par les niveaux supérieur et inférieur de discrimination» Ces spectres 70 01983 12 2028804 sont depuis longtemps familiers aux utilisateurs et réalisateurs d'équipements à scintillateur liquide, mais une brève étude de certaines caractéristiques facilitera la compréhension de la présente invention» 5 Le spectre d'amplitude des impulsions d'un isotope avec comptage à scintillateur liquide reproduit dans l'ensemble, mais non exactement, la forme du spectre d'énergie des particules 3 émises transformées" en lumière par le scintillateur» Le spectre de l'isotope ne peut, évidemment, être mesuré directement en présence de bruit, 10 mais ce dernier peut être retranché sur la base du spectre de bruit mesuré en utilisant un échantillon scintillateur sans émetteur de rayonnement radio-actif et le bruit de scintillation proprement dit peut être séparé de manière analogue des impulsions de bruit correspondantes en utilisant un flacon échantillon "uniquement optique" 15 (sans échantillon)» A noter que l'axe des abscisses de la figure 1 est dénommé "X + Y"» Les dénominations X et Y sont utilisées dans la présente discussion et celle qui va suivre pour indiquer les amplitudes des impulsions coïncidentes dans les divers tubes d'un ensemble symétri-20 que à coïncidence. Comme l'indiquent les droites verticales a et a' de la figure 1, un équipement classique utilise des niveaux inférieur et supérieur de discrimination qui sont réglés par l'opérateur en fonction des conditions particulières de la mesure pour laquelle cet équipement 25 est employé. Pour les mesures grossières sur des émetteurs de rayons p d'énergie relativement grande, avec des intensitésd'émission assez élevées, le réglage peut varier entre de larges limites. Cependant, lorsque l'intensité d'émission de l'échantillon et l'énergie des rayons (3 diminue, le choix de niveaux appropriés pour les limites de 30 la fenêtre devient très délicat pour exécuter des mesures avec la précision souhaitée dans un minimum de temps. Dans la représentation de la figure 1, le rapport des impulsions de carbone 14 dans les limites de la fenêtre au nombre total de désintégration se produisant dans l'échantillon, (quelle que soit 35 son intensité d'émission) représente évidemment l'efficacité du système de comptage de l'isotope» Mais le signal utile et le bruit augmentent ou diminuent en même temps lorsqu'on élargit ou rétrécit la fenêtre» Les valeurs maximales de E/B, rapport du signal utile au signal de bruit, sont obtenues avec des fenêtres relativement A-0 étroites, choisies pour des taux de comptage particuliers des signaux COPY 70 01983 13 2028604 utileso Lorsque les niveaux correspondant à la fenêtre sont séparés davantage, même si l'augmentation de l'effet utile peut diminuer par rapport à l'augmentation du bruit,, le rapport du carré du signal utile au bruit augmente jusqu'à ce que la valeur maximale de ce 5 rapport soit atteinte pour des réglages particuliers des commandes correspondantes au-delà desquels le rapport diminue à nouveau» Une étude indique que, en principe, l'optimalisation du comportement de l'ensemble est obtenue par inhérence en utilisant les principes du calcul des probabilitéso La courbe de la figure 1 peut 10 avantageusement être considérée comme représentant des fonctions de distribution de probabilité, respectivement, d'impulsions de signal . et 4'impulsions de bruit, et les discriminateurs à niveaux supérieur et inférieur peuvent être considérés comme utilisant l'information de somme, de signaux pour trier les impulsions sur une base probabi-15 liste0 Des impulsions dont la somme se trouve à l'intérieur de la fenêtre sont acceptées comme ayant une probabilité suffisante d'être des impulsions vraies de signal et celles à l'extérieur de la fenêtre sont éliminées comme ayant une probabilité insuffisante d'être de vraies impulsions de signal pour être comptéeso La présente 20 invention peut être grossièrement définie, en fonction du système de coordonnées de la figure 1, comme ajoutant une "troisième dimension" à l'analyse habituelle du spectre d'amplitude d'impulsions, basée sur une probabilité de tri analogue en utilisant un nouvel élément d'information effectivement contenu dans les impulsions X 25 et Y, à savoir leurs valeurs relatives pour une somme donnée. La figure 2 représente les. spectres ou fonctions de distribution de probabilité pour des impulsions de carbone 14 et de bruit, j respectivement, telles qu'elles peuvent être représentées dans un | plan perpendiculaire à celui de la figure 1, c'est-à-dire les fonc- ; 30 tions de probabilité d'impulsions de bruit et de signal, basées sur la contribution relative des divers tubes pour une valeur isolée du signal somme, plus ou moins analogue à une "tranche" découpée dans la courbe de la figure 1 pour une abscisse X + Y = K. On a -ajouté, sur la figure 2, des.lignes verticales pour les valeurs 35 positives et négatives des abscisses X - Y dont la valeur absolue égale X + Y - T, T étant le seuil de coïncidence, c'est-à-dire l'impulsion minimale provenant de l'un ou l'autre tube qui est nécessaire pour, enregistrer une coïncidence, (On voit que la valeur COPY 70 01983 14 2028804 minimale possible de X + I sur la figure 1 est obligatoirement 2T, ceci étant contenu implicitement dans l'affirmation que seules les impulsions coïncidentes sont comptées dans 1*ensemble d'addition classique)» 5 Comme on peut le prévoir d'après des considérations théori ques, et comme on l'a vérifié expérimentalement, quand le signal somme est nettement supérieur à 2T, la probabilité d'impulsionsde bruit sensiblement égales est très faible alors que la.probabilité pour les impulsions de carbone 14 est maximale dans la région des 10 faibles différences et diminue rapidement lorsque la différence augmente» Par conséquent, une valeur donnée de la somme représentée comme acceptée sur la courbe de la figure 1 peut être améliorée, en ce qui concerne l'indice de mérite, par une discrimination fondée sur une différence» Cette discrimination est effectuée évidemment, 15 grosso modo, grâce à la valeur du seuil de coïncidence dans un ensemble classique» Cependant, l'insuffisance du réglage du seuil de coïncidence dans ce but devient manifeste quand on recherche comment la représentation à titre d'exemple de la figure 2 varie en fonction du choix de la valeur de X + Y pour laquelle on a tracé 20 les répartitions de probabilité» Lorsque la valeur de la somme augmente, la plage des valeurs des abscisses entre les limites de seuil de coïncidence représentées sur la figure 2 augmente. Bien que le maximum correspondant à l'égalité de la courbe de probabilité du carbone 14 s'élargisse en valeur absolue (la probabilité de 25 dépassement d'une différence donnée augmentant avec la somme), ce maximum devient plus aigu en ce qui concerne la séparation-de l'ensemble des impulsions de bruit à l'intérieur des limites de seuil des coïncidences, et la probabilité d'impulsions à. peu près égales représentant une impulsion de signal au lieu d'une impulsion de 30 bruit augmente en même temps .que ladite somme. Inversement, pour les sommes d'impulsions les plus basses du carbone 14, les formes de courbes de probabilité deviennent beaucoup moins différentes, les rapports pour une différence zéro étant assez petits pour de petites sommes» • 35 Le préambule ci-dessus exposant d'une manière générale la relation entre la.présente invention dans ses aspects les plus généraux et les procédés de discrimination de la technique antérieure représentés sur la figure 1, l'explication d'une représentation graphique plus commode pour une description plus complète de la 70 01983 15 2028604 présente invention sera facilitée. Comme l'indique la figure 3, le "spectre dîamplitude dîimpulsions" servant de base pour la discrimination dans le présent ensemble est, du point de vue conceptuel, représenté de façon optimale dans trois dimensions, c?est-à-dire 5 en considérant X et Y, les signaux de sortie individuels des tubes photoélectriques, comme des variables indépendantes correspondant dans 1*ensemble à la somme de la figure 1, la probabilité P étant une fonction de ces variables indépendantes» Cependant, pour simplifier, les représentations graphiques ci-après comportent un seul 10 plan de coordonnées X, Y, avec des "courbes dségale probabilité" semblables à des courbes de niveau, tous les points de chaque courbe représentant des valeurs de X et Y ayant la même probabilité (ou fréquence) d"apparition dans le spectre dès impulsions de signal ou celui des impulsions bruit, suivant le cas. Ceci est particulièrement 15 clair sur les figures 4 et 5, dans lesquelles on représente schématiquement la même information générale étudiée antérieurement en fonction des spectres que sur la figure 2 pour toutes les valeurs de sommes représentées sur la figure 1o Le mode de représentation adopté ici est semblable à une 20 photographie intégrée dans le temps de points d*égale intensité émis par des impulsions coïncidentes sur un écran dîoscilloscope, chaque point apparaissant sous forme d*un point dans le plan des valeurs de X et Y déterminé par 1*amplitude de 1*impulsion de sortie du tube correspondant. Dans une telle représentation du spectre dfamplitude 25 des impulsions, qui peut être obtenu directement de cette manière, il apparaît des tracés caractéristiques pour les impulsions engendrées par le bruit et les scintillations des divers isotopes. La valeur de la probabilité dans ce spectre tridimensionnel est représentée par la densité des points pour tout ensemble de valeurs de X et Y, 30 et la représentation graphique de chaque courbe de probabilité constante correspondant à lTintersection de la surface représentant le spectre avec une valeur de probabilité particulière. Dans une représentation graphique semblable à celle des figures 4 et 5 et des figures décrites ultérieurement, tous les 35 points correspondant à une valeur donnée de X + Y (X + Y = K) se trouvent sur une diagonale à 45°,(dont lJune est représentée en pointillé) correspondant à l*axe des abscisses représenté sur la figure 2, lyintersection de chaque ligne "somme" avec les courbes 70 01983 16 2028804 successives d'égale probabilité représentant le spectre de probabilité de la figure 2 pour cette somme particulière,. La ligne à 45° partant de l'origine (X = Y) représente l'égalité des impulsions pour les deux tubes photoélectriques» 5 La forme d'ensemble du spectre de bruit est représentée sur la figure 4° La densité maximale d'apparition des impulsions de bruit est représentée par la courbe d'égale probabilité la plus proche des axes, avec d'autres courbes d'égale probabilité représentant des densités ou probabilités moindres d'apparitiono 10 Des courbes d'égale probabilité ou égale densité du carbo ne 14 ont en gros la forme des deux courbes représentées sur la figure 5» Comme on l'a vu précédemment, la forme de la ligne est déterminée en principe par la combinaison du spectre de somme de la figure 1 avec des spectres semblables à ceux de la figure 2 pour 15 chacune des diverses valeurs de somme. Chaque courbe de densité constante ou de probabilité constante pour le carbone 14 a plus ou moins la forme d'un demi-ovale ou d'une demi-ellipse, placé symétriquement de part et d'autre de la ligne à 45° d'égalité des impulsions, les courbes les plus petites représentant les densités les plus 20 élevées» Des courbes semblables, non représentées, pour des isotopes de très haute énergie sont, comme on peut s'y attendre d'après ce qui a été indiqué ci-dessus, de forme légèrement différente quand elles sont tracées avec un ajustement approprié de l'échelle, en s'écartant de la ligne d'égalité à 45° en augmentant la valeur de 25 la somme jusqu'aux valeurs de celle-ci dans la région du maximum du spectre de sommes au lieu de montrer le parallélisme (correspondant à des différences égales) plus ou moins marqué des parties inférieures des courbes du carbone 14 représentées» Ces résultats sont liés au fait qu'un spectre classique comme celui de la figure 1 comprend, 30 dans ces cas-là, assez peu de comptages correspondant à une petite somme; pour un isotope tel que le phosphore 32, des courbes de densité constante sont, pour des valeurs très élevées de la probabilité, des boucles fermées dans la région des sommes élevées. On observera que, sur les figures 4 et 5 et certaine s des 35 figures ultérieures, il apparaît des lignes parallèles aux axes de coordonnées et légèrement espacées de ceux-ci. Ces lignes représentent les. seuils classiques de coïncidence pour les divers tubes» 70 01983 17 2028804 La figure 6_ représente, avec ce mode de présentation, le fonctionnement d'un ensemble à coïncidence classique fondamental, ou.sans addition, (représenté avec des valeurs de seuil et des gains de photomultiplicateurs égaux, pour simplifier la représentation) 5 et la figure 7 représente le fonctionnement d'un système classique à sommes, chacune représentant une courbe à densité constante pour le carbone 14 et le bruit« Sur la figure 6, les niveaux inférieur et supérieur du discriminateur, respectivement, pour la sortie du "tube à signal" sont représentés en et X2, et sur la figure 7, 10 les niveaux inférieur et supérieur pour le signal-somme sont indiqués en Z.j et Zg (les positions représentées nsétant pas obligatoirement optimales)o Lîétude des figures 6 et 7 montrera qusil est impossible de se rapprocher de la discrimination statistique optimale entre le signal et le bruit par réglage des niveaux de discrimination dans 15 ces systèmes de la technique antérieure„ La figure ê représente de manière semblable une simple adjonction à l'ensemble à sommes de la figure 7, grâce à laquelle on peut améliorer considérablement lsélimination des impulsions de bruito Comme sur la figure 7, les impulsions de somme supérieure à 20 Z2 sont exclues du comptage ainsi que les impulsions de somme inférieure à Z^o Cependant, de plus, comme l'indique la zone d'acceptation hachurée, toutes les impulsions qui ne se trouvent pas" entre les lignes Y-X=D et X - I = ®, c'est-à-dire toutes les impulsions caractérisées par une différence supérieure au maximum permis, qui 25 est ici constant pour toutes les sommes, sont exclues» Une comparaison de la figure Ô avec la figure 7 indique que cette simple adjonction à l'ensemble classique à discrimination de sommes réduit considérablement les impulsions de bruit avec une action relativement faible sur les impulsions de signal» 30 Bien que cette adjonction d'une discrimination sur la base d'une différence maximale permise constante, comme sur la figure Ô, améliore nettement le comptage du carbone 14 et, par conséquent, puisse également l'améliorer pour des isotopes d'énergie supérieure, un seul réglage de la différence est absolument insuffisant pour 35 l'emploi avec divers isotopes» La figure 9 représente le fonctionnement d'un, ensemble , de. discrimination dissymétrique des différences, ajouté à l^ensemble .classique^ de discrimination'des sommes. Ici, la valeur absolue permise de la différence augmente avec la somme, les 70 01983 18 2028804 limites de la différence permise s'écartant quand la valeur de la •somme augmenté,, Les limites des différences sont décrites comme dissymétriques, à cause de leur relation représentée par rapport aux coordonnées rectangulaires» Gomme l'indiquent les légendes des 5 limites dvacceptation dissymétriques de la figure 9, cette discrimination peut être effectuée en limitant la valeur absolue du résultat obtenu en retranchant une fraction k (k 1 ) de la somme de la différence, cette fraction étant choisie soit après examen de courbes d'information tracées pour l'ensemble (en utilisant le procédé 10 avec oscilloscope sus-mentionné ou un analyseur multicanaux) ou simplement par l'expérience» A titre d'autre exemple, une tension constante C peut être ajoutée à chacun des signaux de sortie du tube photoélectrique, et on peut former le rapport de X + C à Y + C et l,impulsion n'est acceptée que si ce rapport est compris entré un 15 nombre déterminé et son inverse» Par la simple adjonction, à un dispositif représentatif du commerce à scintillateur liquide, d'un circuit de discrimination dissymétrique des différences réglé de façon permanente, engendrant les caractéristiques d'acceptation représentées sur la figure 9, on 20 peut obtenir une forte amélioration du rapport E /B (à la fois avec des réglages optimaux de la fenêtre et avec des réglages augmentant le rapport E/B ou améliorant la séparation des deux isotopes) lors du comptage du carbone 145 non seulement sans altérer le comportement pour d'autres isotopes, mais en réalisant une amélioration mesurable 25 pour des isotopes ayant des énergies différentes. L'amélioration maximale du comportement de cette forme simple de l'invention est obtenue lors du comptage du carbone 14» Lors du comptage d'isotopes d'énergies successivement croissantes, pour lesquelles des valeurs assez élevées de E /B peuvent être obtenues 30 facilement à l'aide d'une fenêtre ordinaire à somme, l'amélioration du comportement diminue obligatoirement» A l'autre extrémité, comme on le verra, l'utilisation optimale de l'invention pour le comptage du rayonnement de très faible énergie du tritium nécessitera en général une mise en oeuvre du procédé fondamental d'une manière un 35 peu plus complexe que celle décrite jusqu'ici» COPY 70 01983 19 2028804 Comme on l'a indiqué ci-dessus, la largeur du maximum du spectre des impulsions de signaux de scintillation ayant une somme donnée dans la région d'égalité, représentée sur la figure 2, diminue à mesure qu'on examine des sommes d'impulsions de plus en 5 plus petites, les fluctuations statistiques des signaux de sortie d'un tube devenant un facteur de plus en plus important à mesure que l'intensité des impulsions lumineuses diminuée Puisque le spectre du tritium a une composante importante dans la région des intensités lumineuses représentant le seuil de la possibilité théo-10 rique d'émission d'un électron par chaque photocathode de la plupart des photomultiplicateurs existants, les impulsions individuelles engendrées par uneintensité lumineuse donnée dans cette région ont en général des amplitudes si dispersées que les courbes de densité constante de la partie supérieure du spectre du tritium t 15 à deux variables ont sensiblement la forme d'arcs circulaires concentriques, dont l'un est représenté sur la figure 10 sous la forme de la limite supérieure de la zone d'acceptation hachurée d'un ensemble de comptage pour tritium selon l'invention (les échelles de coordonnées représentées sur la figure 10 sont évidemment consi-20 dérablement dilatées par rapport à celles utilisées pour représenter le cas du carbone 14)**Si la courbe représentée est choisie de façon à correspondre avec l'extrémité supérieure du spectre du tritium, l'avantage de définir la limité d'acceptation par cet arc de cercle, comparé à une corde d'intersec-tion définie par une valeur 25 de somme, doit être évident compte tenu de la forte densité d'impulsions de bruit aux faibles niveaux. On peut obtenir une telle caractéristique de discrimination par un calcul analogique de la somme des carrés des signaux de sortie des divers tubes et par la comparaison de cette somme avec un niveau de discrimination maximal fixe, 30 comme indiqué sur la figure. Comme l'indique la figure 10, la limite inférieure de discrimination peut, comme cela est également indiqué, sur cette figure, être fixée par multiplication analogique de deux valeurs d'impulsion et comparaison du produit avec une valeur minimale. Dans ce cas, il existe un intervalle de niveaux inférieurs 35 • de sommes dans lequel l'inégalité permise augmente avec la somme, alors que c'est l'inverse dans le cas de la discrimination par niveau supérieur. COPV. 70 01983 20 2028804 Il va de soi, après étude, que les caractéristiques des figures 8 à 10 sont simplement des exemples d'un grand nombre de procédés perfectionnés de discrimination du bruit, conformément à 1®invention, comparés aux ensembles connus de discrimination par 5 somme» La figure 11 représente une caractéristique de limitation d'acceptation dans laquelle les impulsions coïncidentes sont exclues du comptage si l'une ou l'autre dépasse une valeur fixe» Avec une limite convenablement choisie, l'adjonction de celle-ci à l'ensemble classique à somme de la figure 7 pour le comptage du 10 carbone 14 conduira à une diminution appréciable du bruit, quoique, moindre que dans le cas des limites de différence des figures 8 et 9; cette limite n'est pas, évidemment, obligatoirement efficace pour le comptage d'un isotope d'énergie supérieure à celle pour laquelle elle est déterminée. La figure 3 représente l'interaction de ces 15 limites fixées individuellement sur un discriminateur de sommes par niveau supérieurs A noter que ces critères de discrimination représentent une grossière approximation de la caractéristique de probabilité constante de niveau supérieur des impulsions du tritium, comme l'indique la figure 10,et on peut obtenir une approximation 20 encore meilleure de celle-ci en "biseautant" les limites des impulsions individuelles comme indiqué sur la figure 12. Il va de soi, après étude, qu'une optimalisation précise de la discrimination vis-à-vis du bruit sur une base probabiliste est très complexe, en particulier dans la région des sommes minimales acceptées. TKéorique-25 ment, on peut définir une limite parfaitement optimale entre les impulsions de signal et les impulsions de bruit. Pour une telle limite optimale théorique, la différence ou le rapport maximaux permis des impulsions de X et U pour chaque valeur de somme doivent être représentés par des points pour lesquels une dilatation ou 30 une contraction de la zone d'acceptation réduirait l'indice global de mérite. La détermination de la courbe optimale théorique de par-*:-, tage entre l'acceptation et l'élimination peut, en principe, être faite pour chaque isotope avec un ensemble donné. Cependant, la détermination des limites de la zone d'acceptation qui sont théori-35 quement optimales pour un ensemble donné de conditions de comptage est une vaste tâche expérimentale qui n'est pas en général justifiée, parce que la réalisation d'ensembles discriminateurs faciles à régler, susceptibles de réaliser des zones d'acceptation de forme 70 01983 21 2028804 complexe dans le plan des X, Y est difficile, et parce que l'avantage additionnel obtenu par rapport à des réalisations plus simples de l'invention, décrites et à décrire, est relativement faible, en particulier si l'on observe que, lors d'un comptage pratique^ 5 il intervient des variables telles que l'extinction de 1'échantillon, qui seront mentionnées plus loin. Jusqu'ici, l'invention a été étudiée principalement à propos de la discrimination entre les impulsions de signal et les impulsions de bruit» Cependant, des modes de réalisation déjà 10 décrits sont également utiles pour une discrimination probabiliste entre isotopes, par exemple pour le comptage des échantillons doublement marqués, notamment avec le carbone 14 et le tritium» Une raison importante de l'utilisation de l'addition des impulsions dans un dispositif symétrique à coïncidences dans un équipement 15 moderne à scintillation liquide a été la croyance, antérieurement à la présente invention, qu'une discrimination sur la base d'une ■ somme assure la séparation optimale des isotopes, c'est-à-dire le rapport maximal efficacité pour le tritium / efficacité pour le carbone 14" dans un canal de comptage du tritium et l'efficacité 20 maximale pour le carbone 14 dans un canal de comptage de carbone 14 exempt de tritium. Comme le montre la présente invention, ce n'est pas le cas. Bien que la discrimination par sommes favorise la discrimination énergétique par rapport à l'utilisation d'un seul signal, les considérations de probabilités qui sont à la base de la présente 25 invention indiquent qu'on peut encore faire des progrès importants. Comme on l'a déjà étudié à propos de la figure 10, les courbes à densité constante pour le tritium dans le plan des X, Y sont sensiblement des arcs de cerclea Les courbes à densité constante du carbone 14 dans cette région d'impulsions très faibles (non 30 représentée sur les graphiques précédents concernant le carbone 14, à cause de la différence d'échelle) sont de même forme générale (bien que non identiques). Dans ces conditions, la discrimination classique par niveau supérieur de la somme pour le tritium (une droite en diagonale non représentée sur la figure 10) constituait 35 seulement une tentative grossière d'établissement d'un compromis pour obtenir des critères d'acceptation optimaux, puisque le niveau optimal pour une discrimination par sommes, pour des impulsions X et Y sensiblement égales, est supérieur au niveau optimal de discrimination par sommes pour des impulsions très inégales. Si le canal 40 de comptage du carbone 14 , psPir niveau de ^discrimination inférieur 70 01983 22 2028804 est choisi en fonction de la courbe à densité constante du tritium, on peut obtenir un effet utile un peu plus important pour le carbone 14, tout en excluant toujours la totalité du tritium, qu'avec un simple discriminateur à valeur de sommeSo Le rapport de l'efficacité 5 du canal de comptage du tritium pour le tritium à celle pour le carbone 14 peut également être légèrement augmenté par une détermination appropriée du niveau supérieur de ce canal, comme indiqué ci-aprèso Le principe de l'amélioration de la séparation des iso-10 topes,en donnant aux limites adjacentes de la caractéristiquej de discrimination ou zone d'acceptation dans lè plan des X, Y la forme de courbes appropriées, peut•également être utilisé avantageusement pour séparer le carbone 14 d'isotopes d'énergie supérieure tels que le phosphore 32 ou pour une autre discrimination d'énergie semblable, 15 bien que l'amélioration soit plus marquée dans le cas du tritium et du carbone» De plus, un tel formage pour les valeurs des sommes, les plus élevées de, même, un seul isotope, tel que le carbone 14 ou des isotopes d'énergie supérieure, peut améliorer le rendement, comme on va le voir. 20 L'amélioration réalisable par rétrécissement de la ca ractéristique de discrimination par niveau supérieur dans la région des impulsions d'amplitude maximale sera mieux comprise en revenant d'abord à la figure 1. La région des amplitudes maximales d'impulsions somme du carbone 14 est bien au-delà des amplitudes pour 25 ^lesquelles le bruit ayant le type de distribution discuté ci-dessus est très important» Le spectre de comptage du bruit total, bien que diminuant rapidement en direction des faibles amplitudes, diminue très lentement après. Cette zone de diminution graduelle du bruit, qui s'étend jusqu'aux amplitudes d'impulsions maximales créées par 30 des rayons p, est due principalement au fond de scintillation engendré par les rayons cosmiques, le rayonnement résiduel des matériaux de construction et analogues. Ce rayonnement de bruit peut pénétrer dans l'ensemble de détection de deux manières. Premièrement, il peut réagir directement sur le photomultiplicateur, émettant des impul-35 sions en provoquant une émission d'électrons» Ce phénomène sera considéré ici comme du bruit. La seconde manière de pénétrer dans l'ensemble de détection est la production d'impulsions de lumière dans le liquide scintillateur» A cause de la différence entre les 70 01983 23 2026804 types généraux d'énergie de rayonnement, il existe des différences concernant le mécanisme de conversion de l'énergie en lumière, mais on ne les considère pas comme en rapport avec la présente étude» Pour les présentes applications, le vrai rayonnement propre est 5 considéré comme engendrant un spectre relativement horizontal d'intensité de scintillation, couvrant toute la gamme des énergies B, une scintillation individuelle d'intensité donnée ayant une struo: ture identique si elle est produite par un événement lié au fond ou par un événement lié à un signal. Une discrimination vis-à-vis de ce 10 type de bruit est l'application principale à laquelle est destiné le discriminateur par niveau supérieur d'une fenêtre classique de comptage lors du comptage des isotopes de haute énergie. Puisqu'une scintillation de bruit d'intensité donnée est identique à une scintillation de signal d'intensité égale, il semble 15 à première vue impossible de provoquer dans l'ensemble de détection et de comptage une modification du rapport des impulsions de signal aux vraies impulsions de bruit, afin de l'améliorer par rapport à celui qu'on peut obtenir par discrimination classique des sommes maximales» S'il y avait une correspondance précise entre l'intensité 20 de la lumière et l'impulsion-somme engendrée par chaque événement de scintillation,cette impossibilité existerait en fait; si c'était le cas, un rapport du signal de scintillation au bruit de scintillation engendré pour cette valeur particulière de la somme serait constant pour toutes les valeurs de la différence. On n'observerait 25 ainsi aucune augmentation du rapport signal/bruit en limitant la différence permise en se conformant grossièrement ou non à une courbe de probabilité constante» Cependant, comme on va le montrer, ce rapport peut être effectivement modifié en diminuant la différence t permise dans la région correspondant à l'extrémité supérieure du 30 spectre de l'isotope en cours de comptage, si le spectre d'amplitude de l'isotope (carbone 14 sur la figure 1} diminue rapidement alors que le spectre d'amplitude du bruit est constant (ou horizontal) dans le même intervalle. Considérons tout d'abord le cas limite de l'amplitude 35 maximale de la somme du spectre du carbone 14 de la figure 1, c'est-à-dire la somme pour laquelle le taux de comptage s'annule» Ces impulsions ne proviennent pas de scintillations lumineuses qui sont capables d'engendrer cette somme en tant qu'amplitude moyenne, mais 70 01983 24 2026604 représentent des écarts maximaux dans le même sens, concernant les signaux de sortie des deux tubes photoélectriques en réponse à la scintillation d'intensité maximale dans le spectre du carbone 14» Un spectre d'impulsions du carbone 14, semblable.à celui de la 5 figure 2, apparaîtrait, pour cette somme, avec un seul maximum pour la condition d'égalité des impulsions» Par conséquent, une f.enêtre pour petites sommes comportera pour cette somme, quand on la transposera dans le plan des X , Y, des régions de variation nette du rapport des impulsions du carbone 14 aux impulsions de bruit. 10 L'adjonction d'une faible limite- de différences maximales provoquera une forte augmentation de ce rapport. Une telle caractéristique de discrimination correspond à 1?.extrémité d'une courbe de limite extérieure (très faible densité) du spectre du carbone 14» Dans cette même région des sommes maximales des impulsions du carbone 14» 15 les courbes de densité constante des impulsions de bruit sont des lignes à peu près parallèles de chaque côté de la droite X = Y. On peut voir, en partant du cas limite étudié ci-dessus, qu'en un point du spectre, de signaux de carbone 14 de la figure 1, les impulsions ayant une somme donnée qui correspondent nominalement 20 à une valeur donnée de l'intensité de la scintillation sont en réalité engendrées par des scintillations correspondant à une plage d'intensité. Si le gradient de fréquence en fonction de l'intensité a une valeur élevée, comme dans la partie droite du spectre du carbone 14 de la figure 1, le spectre d'égalité représenté sur la 25 figure 2 est fortement rétréci pour une somme donnée si on le compare au spectre d'égalité d'impulsions produites, avec la même somme, par des impulsions lumineuses,avec une distribution uniforme de l'intensité» Par conséquent, la réduction de la différence admise lorsque la somme augmente, d'une manière éliminant les angles extérieurs de 30 la zone d'acceptation hachurée de la figure 8 ou 9, augmente le rapport "acceptation des impulsions de signal/acceptation des impulsions de bruit", outre une faible amélioration de l'élimination du bruit» Il va de soi que la forme optimale de la caractéristique 35 dans la région des amplitudes élevées de l'isotope à compter ne correspond pas à une courbe de densité constante» Une telle zone d'acception serait très avantageuse dans un cas où tous les éléments 70 01983 25 2028804 à éliminer n'auraient pas cje gradient de densité, et constitueraient au contraire un champ uniforme dans la région de la limite» En ce qui concerne le bruit, cette condition est assez bien satisfaite, le gradient en fonction de l'inégalité des impulsions étant faible 5 dans la région des impulsions de somme sensiblement égale, bien au-dessus de la région du bruit,. En ce qui concerne le rayonnement correspondant au bruit, qui a lui-même un maximum de probabilité pour des impulsions égales, la forme de la région supérieure des amplitudes de somme acceptée est optimalisée avec une limite d'ac-10 ceptation pour une valeur nettement plus élevée de la densité du carbone 14 pour des impulsions égales que pour des impulsions très inégales, autrement dit la courbe de discrimination optimale se rétrécit en partant de limites de différences relativement éloignées en direction de limites très rapprochées beaucoup plus rapidement 15 que la courbe de densité constante de l'isotope» Par conséquent, la courbe de densité constante n'a une importance primordiale pour cette application que comme guide général pour indiquer la région dans laquelle une forme optimale doit .être déterminée expérimentalement pour chaque type de problème de comptage» 20 On voit, d'après la description ci-dessus, que le formage du niveau supérieur du canal de l'isotope d'énergie inférieure lors d'un comptage de plusieurs isotopes est régi par des principes généraux semblables, le mécanisme de l'amélioration du canal inférieur étant semblable» Par conséquent, dans la séparation tritium/carbone 25 étudiée ci-dessus, la limite supérieure la plus avantageuse pour le tritium sera représentée par une courbe nettement plus horizontale que la courbe à densité constante du tritium» On observera que, dans la région des amplitudes intermédiaires, la courbe de densité constante du carbone 14 a une forme 30 qui évoque en général le type de limites de différences représenté sur la figure Ô (la forme des diverses courbes de densité constante du carbone 14 dans les régions d'amplitude minimale varie naturellement dans tous les cas dans une proportion considérable mais sans altérer beaucoup cette approximation de l'effet obtenu par l'utilisa-35 tion d'une telle caractéristique de discrimination)» Comme on l'a indiqué ci-dessus, la courbe limite optimale de différence constante pour la discrimination du bruit varie avec l'amplitude maximale des 70 01983 26 îôièd04 impulsions à compter» Par conséquent, si la limite de la zone de discrimination est réglée de manière à correspondre à la forme générale d'une courbe à densité constante, on obtient la réduction de bruit réalisée par l'adjonction d'une discrimination de différence 5 maximale à un système classique à somme, en même temps que les autres ; avantages obtenus par le rétrécissement ou l'arrondi approprié de la zone d'acceptation dans la région des amplitudes les plus élevées, en particulier lors du comptage de plusieurs isotopeso En pratique, comme dans l'équipement de la technique antérieure, on doit prendre les dispositions nécessaires pour une variation continue du niveau de discrimination, afin de permettre à l'opérateur de l'ajuster pour une mesure particulière» Dans le cas de zones d'accfeptation "formée" selon l'invention, l'équivalent approximatif de l'opération de réglage des discriminateurs de"la 15 technique antérieure (dans une direction horizontale sur la figure 1 ou 6, ou vers l'intérieur ou l'extérieur à partir de l'origine sur la figure 5 ou 7) est la dilatation et la contraction de la région d'acceptation par une modification simultanée de toute la coui*be limite. Une autre caractéristique de l'invention concerne les réali-sations d'appareils grâce auxquels le choix des limites d'acceptation désirée par 1,'utilisateur de l'équipement est réalisé d'une manière, en général, aussi simple que l'accomplissement, dans la technique antérieure, de l'opération semblable de réglage des niveaux supérieur: et inférieur pour les fenêtres de comptage» 1 ^5 Si une limite donnée de discrimination dans le plan des X, Y est représentée approximativement par une fonction algébrique de -ces deux variables, la valeur de cette fonction peut être calculée à partir des valeurs de X et Y pour chaque impulsion émise et comparée à un niveau de discrimination fixe, cette comparaison étant -*0 effectuée par une simple discrimination d'amplitude des impulsions, comme celle effectuée antérieurement sur un signal de sortie, ou sur 18impulsion-sommeo La forme des courbes à densité constante du carbone 14 peut être représentée approximativement par un groupe de tronçons d'ellipse de grand axe 2Z et de petit axe 2W, dans laquelle r- ^ Z est la valeur de l'amplitude de la somme pour laquelle cette courbe est tangente à son extrémité tandis que W est le petit axe, ou largeur, quand la courbe est prolongée de manière à couper la droite à 45 ° parallèle aux droites de somme, et passant par l'origine» COPY 70 01983 27 2026804 L*équation"de cette ellipse.est : (X-Y)2 2 2W 1 Par conséquent, des ellipses de forme correspondante peuvent 5 être tracées de façon que leur extrémités, pour des 'contributions égales de X et Y à une impulsion, coïncident avec une valeur donnée de la somme„ La figure 14 représente une zone d'acceptation par deux ellipses d'une famille dans laquelle la proportionnalité est maintenue entre les paramètres Z et W quand Z varie et la 10 figure 15 représente une famille d'ellipses représentée par cette même équation, mais dans laquelle W est maintenu constant pour toutes les valeurs de Z. en relation avec chacune des autres en' considérant Z comme le 15 seul paramètre indépendant, W étant proportionnel à Z dans un cas, et constant dans l'autre. Evidemment, on peut obtenir une infinité de formes d'ellipses en faisant varier W indépendamment de Z- Pour tirer parti des caractéristiques les plus générales de l'invention, qui englobent l'utilisation de ces ellipses dans des procédés de 20 de discrimination relativement compliqués, les paramètres de l'ellipse peuvent etre également considérés comme variables (de plus, il convient de noter qu'en déplaçant le centre de ces familles d'ellipses le long de la droite à 45° représentant l'égalité des impulsions, on peut réaliser une limitation des différences pos-25 sibles à de faibles valeurs de la somme, comme cela peut etre considéré comme avantageux du point de vue souplesse dans certains cas). Cependant, pour obtenir la simplicité de l'équipement et de son utilisation conférée par des caractéristiques moins générales de l'invention, il est avantageux de considérer Z comme seule 30 variable indépendante, W étant considéré comme une variable dépendante ou une constante, en établissant la relation concernant une famille de courbes de "niveau de discrimination". Il est possible de cette manière de résoudre l'équation'en Z et d'obtenir ainsi une expression pour Z en fonction de X et Y comme seules varia-35 bles„ Des impulsions données coïncidentes X et Y peuvent être caractérisées comme placées sur une courbe de la famille caractérisée par la valeur correspondante de Z. Par comparaison de la. Chacune des familles d'ellipses décrites ci-dessus est COPV 70 01983 28 2028(104 valeur de Z avec une valeur de discrimination de référence, 1® impulsion peut etre éliminée ou transmise pour le comptage„ En incorporant l'expression d'identification de la valeur de Z dans l'ellipse correspondante dans une calculatrice 5 analogique simple dans laquelle les impulsions X et Y sont les grandeurs d'entrée et l'impulsion de grandeur Z la sortie, chaque paire d'impulsions coïncidentes peut être transformée en une seule impulsion d'amplitude correspondant à la valeur de Z et acceptée ou éliminée par l'emploi de l'ensemble usuel à discriminateur 10 d'amplitude d'impulsions par niveau supérieur et par niveau inférieur et circuit à coïncidences (dans lequel la courbe représentant le niveau inférieur peut être façonnée de la même manière). Une comparaison des familles de courbes représentées par les figures 14 et 15 indique que la seconde constitue une approximation plus 15 satisfaisante que la première pour les courbes supérieures du carbone 14 et du tritium. En donnant à W une valeur égale à celle de Z pour le niveau supérieur du tritium, dans le cas de la figure 15, ou en égalant la constante à l'unité dans le cas de la figure 14, on peut obtenir un arc de cercle utilisable pour la 20 limite supérieure du tritium. Cependant, quand on envisage des mesures avec deux isotopes, on voit qu'une famille comme celle de la figure 14 ne peut pas être utilisée facilement pour former un tel arc de cerlce et, en même temps, représenter approximativement la limite supérieure du carbone 14 par une ellipse de forme assez 25 allongée. Dans le cas de la famille d'ellipses de largeur constante représentée sur la figure 15, l'équation indiquée ci-dessus a la solution en Z ci-après : X + Y 30 sfr. (X-Y)' w2 Bien que le calcul analogique puisse être exécuté de plusieurs manières connues, on a représenté sur la figure 16, pour être 35 complet, une réalisation préférée décrite et expliquée ci-après. Comme l'indique la figure 16, les impulsions d'entrée X et Y sont appliquées à l'entrée provoquant une inversion de 70 01983 29 2028804 polarité (inversante) d'un amplificateur opérationnel produisant une- impulsion de sortie d'amplitude -(X+Y)„ Les résistances d'entrée correspondantes sont indiquées en R-^ et et la résistance abaissant l'amplification à 1 (résistance de réaction à gain 5 zéro) est représentée en R^„ (Les résistances de stabilisation reliées aux entrées sans inversion des amplificateurs opérationnels sont supprimées sur les dessins)» L'entrée X est également reliée à la résistance d'entrée R^ d'un amplificateur inverseur A^, avec une résistance 10 de réaction R^ à gain zéro, La sortie de A^ est ajoutée à l'entrée Y grâce à des résistances d'entrée respectives Rg et R^., dans un amplificateur inverseur A^s avec une résistance de réaction Rg à gain zéro pour obtenir l'impulsion d'amplitude X-Ys un potentiomètre R2q d'équilibrage en série avec Rg et R^ produisant un 15 signal zéro pour une différence nulle. Grâce aux diodes D-^ et ce signal de sortie est transmis sélectivement à une première résistance d'entrée R^ ou à une seconde résistance d'entrée R^q de l'étage suivant» Si Y est supérieur à X, le signal est appliqué directement par la diode Si X est supérieur à Y, le signal 20 est appliqué à la résistance d'entrée R^ d'un amplificateur . inverseur Ag, avec une résistance de réaction R^ de gain zéro» Par conséquent, le signal d'entrée appliqué à l'étage Aj suivant est la valeur absolue de la différence d'amplitude, changée de signe» La résistance de réaction R^ pour Aj peut être réglée 25 manuellement et est utilisée pour prérégler la largeur 2W de l'ellipse afin de définir la demi-largeur W que l'expérience indique comme étant la plus proche de l'optimum pour une gamme étendue de mesures sur des isotopes„ L'interaction entre le gain du multiplicateur ou celui de l'amplificateur et le circuit de calcul 30 permet, en outre, une dilatation ou une contraction des axes X et Y de la figure 15 pour augmenter la souplesse de l'ensemble pour le tracé des zones d'acceptation dans le plan des X Y„ En fixant la valeur de Rn -, à une fraction de la valeur de R„ ou 13 y R10 égale à l'inverse de W, l'amplificateur A^ devient un diviseur 35 produisant à sa sortie une impulsion d'amplitude représentant la valeur absolue de la différence des impulsions divisée par la largeur W„ Cette dernière valeur est élevée au carré en appliquant 70 01983 30 2026804 alors l'impulsion aux deux entrées d'un circuit multiplicateur M^o Bien qu'on ait représenté un multiplicateur à deux entrées, peut-évidemment être un élément d'élévation au carré-1 tel qu'une diode, ou un transistor à effet de champ, pour élévation au carré 5 si les amplitudes des impulsions traitées sont appropriées pour l'utilisation de ces dispositifs. Le signal de sortie élevé au carré constitue une des deux entrées reliées additivement à un amplificateur inverseur à travers la résistance d'entrée R-^» La seconde résistance d'entrée R,est reliée à une source de •o 10 référence constante de valeur -2» Le circuit de réaction de l'amplificateur Ag, outre la résistance de réaction R-^g de gain zéros comporte un multiplicateur M-^ d'élévation au carré, si bien que le signal de sortie de A2 est la racine carrée changée de signe de la somme des signaux d'entrée» Cette racine carrée constitue 15 un des signaux appliqués à un multiplicateur dans le circuit de réaction d'un autre amplificateur inverseur A^, dont la résistance d'entrée R-^ est branchée de manière à transmettre l'impulsion -(X+Y) à la sortie de A^ mentionnée ci-dessus» La résistance R^g du circuit de réaction de A^ correspond également à un gain 20 nul» Etant donné que le taux de réaction de A^ est multiplié par l'impulsion de sortie de Ag égale à une racine carrée, l'amplificateur inverseur A^ sert de diviseur, engendrant à la sortie de l'ensemble du circuit une impulsion dont l'amplitude est la fonction désirée des amplitudes d'entrée, comme exposé ci-dessus» 25 Evidemment, les circuits analogiques doivent compor ter des amplificateurs-et multiplicateurs capables de traiter les fréquences élevées présentes dans les impulsions de scintillation pour conserver le pouvoir résolvant concernant les impulsions individuelles et doit également introduire des retards appropriés 30 pour une synchronisation correcte» On peut même augmenter la souplesse en remplaçant par exemple le potentiomètre R-^ de réglage de la largeur par un transistor ou un' élément semblable à impédance commandée qui détermine la largeur W effective de l'ellipse différemment pour chaque impulsion, en agissant sur celle-ci en 35 accord, par exemple, avec la valeur du signal-somme, cette relation étant déterminée par un réglage manuel pour permettre le tracé manuel d'une variété quasi infinie de courbes-limite de forme 70 01983 31 2028804 semblable à une ellipse qui ne sont plus limitées à une vraie ellipse„ On peut indiquer que la partie du circuit de la figure 16 constituée par les amplificateurs' A^ et A^ à kj peut 5 être utilisée pour engendrer la discrimination dissymétrique de différence de la figure 9 Par une modification simple» Si une résistance variable R, -, est remplacée par la valeur normale produi- J-3 sant un gain zéro en kj et si une fraction k du signal de sortie de A-^ est ajoutée au signal de sortie de A^, on obtient une irnpul-10 sion de sortie d'amplitude: |X-Y| - k (X+Y) L'application'de ce signal à un discriminateur simple d'amplitudes d'impulsions, utilisé comme commande d!anticoîncidence de la 15 même manière qu'un discriminateur à fenêtre à niveau supérieur, provoque la discrimination dissymétrique des différences qui est représentée sur la figure 9 sous forme d'une adjonction à une fenêtre d'amplitude d'impulsions classique, mais est également utilisable en même temps que la discrimination par une ellipse 20 si on le désire» On observera que si l'on utilise une telle discrimination en même temps que la discrimination par une ellipse, avec une ellipse de largeur supérieure à la partie étroite de la zone d'acceptation différentielle dissymétrique, la surface ou zone d'acceptation globale sera définie par les courbes de différences £5' dissymétriques dans la région des sommes les plus faibles jusqu'au point d'intersection avec l'ellipse correspondant au réglage du discriminateur de niveau supérieur pour la fonction représentée par une ellipse et par la courbe-limite, à savoir une ellipse, pour les valeurs de la somme supérieure à la valeur de cette der-30 nîère à 1'intersection» Comme dans le cas du formage avec plusieurs •éléments des figures 12 et 13, dans lesquelles plusieurs discrî-minateurs de sélection anticoîncidence sont utilisés en parallèle, le périmètre de la zone d'acceptation sera défini par la limite inférieure de la différence permise par l'un des discriminateurs 35 additionnels de limites„ La figure 17 représente un schéma d'un ensemble de comptage à scintillateur liquide à trois canaux selon l'invention» 70 01983 32 2028804 Cet ensemble comporte les photomultiplieateurs X et Y équilibrés usuels en 50 et 52, placés dans la chambre de comptage recevant les scintillations lumineuses de l'échantillon 54» Chacun de ces signaux de sortie est convenablement amplifié (mais non représenté 5 sur les dessins, tout comme les dispositifs à retard classiques etc„) et appliqué aux entrées de l'ensemble usuel à coïncidences et à seuil, qui comporte des discriminateurs fixant les valeurs de seuil minimales usuelles„ De plus, les signaux de sortie sont appliqués au générateur de fonction FG1, dans le cas présent, le 10 circuit du calculateur analogique de la figure 16, et le signal de sortie de ce générateur de fonction est appliqué en parallèle à trois canaux de comptage A, B et C, comportant chacun les étages amplificateurs 58 et 60 courants et un atténuateur intercalé;6l alimentant un ensemble logique 63 à discriminateur identique "à 15 celui employé dans les canaux classiques, chacun comportant une fenêtre acceptant seulement entre les limites préréglées les impulsions à compter» On voit que l'ensemble décrit ci-dessus est identique à un ensemble d'addition classique, à la seule exception près que 20 le générateur de fonction PG1 remplace l'additionneur classique d'impulsions par la fonction de deux variables qui définit l'ellipse tangente dans le plan des X,Y correspondant à la valeur de la somme et définit ainsi une zone d'acceptation pour chaque canal dans laquelle les impulsions de somme donnée sont séparées sur la 25 base de leurs différences ainsi que de leurs sommes» On peut observer que, avec le niveau inférieur défini par la fonction représentant l'ellipse, il existe deux intervalles symétriques de différences permises pour une somme donnée, les impulsions égales étant éliminées» 30 Comme on le voit sur la figure 15, l'ellipse de niveau inférieur limitant l'aire d'acceptation pour le canal inférieur peut, si l'on agit sur la commande de largeur de la figure 16 pour rendre W nettement plus grand que Z, être modifiée de façon à représenter approximativement une ligne de somme droite 35' et une telle discrimination peut être employée facultativement pour une discrimination par niveau inférieur lors du comptage d'un seul isotope» Cependant, on obtient une meilleur discrimination 70 01983 33 2028804 vis-à-vis du bruit, en utilisant un générateur de fonction séparé FG2, pour la discrimination par niveau inférieure Une courbe représentative de fonction pour la discrimination par niveau inférieur, mentionnée à propos de la figure 10, correspond à un 5 produit constant des amplitudes individuelles des impulsions» Une telle fonction est évidemment éloignée de la performance optimale réalisable, mais peut être employée dans le générateur de fonction FG2 pour simplifier le multiplicateur unique nécessaire» La valeur calculée de la fonction est appliquée à un troisième 10 discriminateur ajouté à l'ensemble 56 usuel à coïncidences, le passage de l'impulsion exigeant ainsi une triple coïncidence» Cet ensemble de génération de fonction augmente effectivement la valeur de comptage de seuil jusqu'à un maximum pour la somme correspondant à la somme d'acceptation minimale possible et abaisse graduelle-15 ment la valeur de seuil exigée de chaque tube lorsque les sommes augmentent» Il n'est évidemment efficace que dans un canal où la valeur de Z est supprimée en tant que critère de discrimination par niveau inférieur, en ajustant le niveau inférieur de la fenêtre des Z au-dessous du seuil d'impulsion égale fixé par FG2» 20 Bien que l'emploi d'un générateur de fonction analo gique engendrant une impulsion correspondant à la valeur d'une fonction de deux variables, qui tient compte de leur différence et de leur somme et d'un ou plusieurs discriminateurs, conduise à une forme commode et simple d'appareil pour mettre en oeuvre le 25 procédé de l'invention, d'autres types de modification de l'équipement existant peuvent être employés en plus de ceux décrits antérieurement» Par exemple, on voit que, en ce qui concerne le procédé, le tracé des valeurs maximales des fonctions des deux variables représentant une ellipse peut également être décrit 30 comme le dessin d'une valeur de seuil pour chaque tube en fonction de la valeur de l'impulsion reçue de l'autre tube, ou en fonction de cette somme» On a représenté sur la figure 18 une application du principe de l'invention à un ensemble à coïncidences sans addition comportant seulement un "tube de signal"» Comme on l'a montré 35 ci-dessus, l'ensemble comporte la paire classique de photomultiplieateurs 72 et 74, chacun avec un discriminateur par niveau minimal 76 et 78, respectivement, constituant l'entrée d'un circuit 70 01983 34 •2028804 à coïncidences 80 commandant la porte 81 en amont des circuits 82 de discrimination et de comptage d'un ensemble à fenêtre unique» La seule modification par rapport à l'ensemble classique est la possibilité de faire varier le niveau minimal de coïncidence - accep-5 tation du tube à coïncidence 74 en fonction de la valeur de l'impulsion provenant du tube de signal 72° Si la modification du seuil de coïncidence du tube à coïncidences est une fonction linéaire de l'amplitude des impulsions du tube de signal 72*, la réalisation de la figure 18 est essentiellement l'incorporation 10 d'une discrimination de différence maximale dans un ensemble sans addition et tout formage désiré peut être obtenu expérimentalement par une transformation non linéaire,, La figure 19 représente un système d'addition équili-. bré dans lequel on ajoute symétriquement le type de variation du 15 seuil sus-mentionné» L'ensemble est, en général, semblable à un ensemble de discrimination par somme classique équilibré. Cependant» on ajoute des connexions transversales 83 et 84 transmettant les signaux correspondants, pour que chacun fasse varier le seuil de l'autre de la quantité nécessaire pour une coïncidence acceptable, 20 ainsi qu'un dispositif d'addition 186, une porte 187 et un discriminateur de niveau 188» Comme on l'a représenté schématiquement, des circuits limiteurs de seuil 86 et 88 sont intercalés dans ces circuits de couplage pour les rendre inefficaces pour les valeurs minimales d'amplitude des impulsions» Si la variation du seuil 25 est linéaire, on obtient un résultat identique avec l'adjonction d'une discrimination différentielle par maximum à un ensemble à somme classique» En vérité, grâce à un formage approprié de la caractéristique de variation, on peut donner à la courbe d'acceptation au niveau supérieur dans le plan X,Y, une forme elliptique 30 ou autre» Par exemple, si le seuil de coïncidence pour chaque tube est augmenté tout au moins dans la région supérieure des sommes dans une proportion qui augmente la valeur de seuil nécessaire pour chaque tube plus rapidement que la moitié de l'augmentation de la somme, les seuils forment une courbe fermée. Bien que cette 35 utilisation d'une des caractéristiques générales de l'invention transmette au circuit de coïncidence à seuil la fonction de discrimination par le niveau supérieur, permettant un comptage de 70 01983 35 2028804 toutes les impulsions provoquant une sélection par coïncidence et puisse être étendue au formage inverse pour les amplitudes les plus faibles de manière à remplacer d'autres formes de discrimination par niveau inférieur, il ne possède ni la souplesse ni la 5 commodité des formes préférées de l'invention décrites ci-dessus, mais peut servir de représentation additionnelle des modes de mise en oeuvre de l'invention très variés. D'autres variantes et formes de réalisation peuvent être imaginées facilement. Un signal d'inégalité peut, par exemple/ 10 être employé pour faire varier le niveau supérieur (ou inférieur) de discrimination d'un ensemble classique avec ou sans somme à la place de (ou en plus de) la variation du seuil de coïncidence comme sur la figure 19„ Si un signal d'inégalité est utilisé pour abaisser le niveau d'acceptation supérieur pour la somme lors-15 que la différence croît, la courbe des niveaux supérieurs de somme des figures 8 ou 9 se rétrécit de la manière générale déjà décrite -et le taux de rétrécissement est modifié facilement par l'atténuation d'un signal de différence. Ceci correspond à une limite supérieure de la valeur deX + Y- klx-Yl dans le cas simple 20 d'une soustraction linéaire à partir du potentiel de blocage du discriminateur. Quand on met une grande souplesse à la disposition de l'utilisateur de l'équipement lors de la formation de la caractéristique d'acceptation, par exemple par l'utilisation de nom-25 breuses fonctions mathématiques pour former ces limites, une expérimentation de grande envergure correspondante est nécessaire pour obtenir des réglages appropriés pour les diverses conditions de comptage. De plus, la représentation de la signification des réglages des diverses commandes en fonction d'un ensemble d'accep-30 tation globale est très difficile. Par conséquent, quand on procède à une mise en oeuvre sur une grande échelle pour le formage d'une courbe dans un ensemble de comptage selon l'invention, une forme quelconque de représentation visuelle est en général avantageuse. Une telle forme de présentation est une présentation 35 à l'oscilloscope d'une répartition de points dans le plan X,Y comme mentionné ci-dessus, qui peut être incorporée à l'ensemble de comptage et utilisée pour examiner la zone de discrimination 70 01983 36 2028804 (enregistrement des seules impulsions comptées) ou la totalité du champ (avec enregistrement de toutes les impulsions coïncidentes). Quand les taux de. comptage sont appropriés, on peut observer l'un ou l'autre ensemble en utilisant simplement un écran 5 à longue persistance, mais on peut opérer de manière plus compliquée» par exemple en utilisant un tube à mémoire, si l'utilisation d'un procédé photographique paraît peu commode et si les taux de comptage sont faibles. A titre de variante, probablement plus facilement comprise par les techniciens utilisateurs, la présen-10 tation peut employer» comme coordonnées rectangulaires (les signaux de déviation horizontale et verticale de l'oscilloscope) les signaux somme et différence, engendrant ainsi» par essence» un tracé analogue à celui résultant du pliage des plans des X,. Y symétriques de la figure le long de la ligne à 45° d'égalité des 15 impulsions» Il est préférable que l'utilisateur n'ait pas à effectuer de réglages. Les principes déjà étudiés permettent la réalisation de circuits dans lesquels tous les avantages de l'invention" peuvent être obtenus automatiquement pour des échan-20 tillons qui n'ont pratiquement pas subi d'extinction, mais les avantages du formage de la courbe limite supérieure pour chaque isotope lors de la discrimination vis-à-vis du fond de scintillation (rayonnement de bruit ou d'un isotope supérieur) disparaissent pour les échantillons ayant subi une forte extinction, à 25 moins que des dispositions ne soient prises pour rétablir la concordance entre le type de discrimination et le spectre de l'échantillon en réponse à line mesure préliminaire destinée à la correction de l'extinction pour chaque échantillon. Une modification du gain du photomultiplicateur rétablira dans une certaine mesure 30 mais non totalement la relation désirée» Une simplification, importante des conditions de réglage, manuel ou automatique, peut être réalisée en utilisant un circuit d'élimination du bruit à ajustement permanent pour toute la gamme de l'instrument, en partant juste au-dessous de 35 l'extrémité supérieure du spectre du tritium et en utilisant un ou plusieurs générateurs de fonctions représentant des ellipses, ou d'autres circuits appropriés, seulement pour le formage de la 70 01983 37 2028804 courbe du niveau supérieur (et de celle du niveau inférieur si un isotope d'énergie inférieure est également présent). Un réglage unique pour le discriminateur d'inégalité maximale de la figure 9, qui "effleure" l'extrémité d'une courbe 5 de densité constante du carbone, représentant un très faible taux de comptage est, par essence, universel pour améliorer 1'élimination du bruit pour tous les isotopes et degrés d'extinction de l'échantillon. Si une caractéristique d'élimination elliptique ou analogue est substituée à une simple discrimination par somme en 10 définissant les niveaux supérieur et inférieur de la figure 9* la forme de la caractéristique substituée dans des régions se trouvant à l'extérieur des limites du discriminateur dissymétrique de différence est sans importance. Un ensemble de comptage automatique destiné aux applications industrielles de l'Invention 15 comporte par conséquent la caractéristique d'acceptation de la figure 8, mais est conçu pour l'adjonction de dispositifs d'amélioration du façonnage des courbes de niveauxsupérieur et inférieur dans un ou plusieurs canaux de comptage si ceux-ci sont encore améliorés pour une utilisation très avantageuse avec des 20 échantillons ayant des caractéristiques d'extinction très variables dans un ensemble automatique et comporte certaines autres nouvelles caractéristiques avantageuses. Une partie de cet ensemble est représentée schématiquement, sous forme de schéma fonctionnel, sur la figure 20, les 25 parties de l'ensemble non représentées étant sensiblement Identiques aux parties correspondantes du schéma de la figure 17» Sauf en ce qui concerne l'adjonction d'une calculatrice analogique ou d'un générateur de fonction 90 et une modification des circuits logiques à coïncidence 92 pour engendrer une impulsion de sortie 30 seulement quand le signal de sortie du générateur de fonction 90 est inférieur à une limite L (indiquée par la légende logique X Y L), le schéma est celui d'un ensemble classique à sommation d'impulsions, la sommation classique pour le signal qui doit être amplifié et séparé dans les canaux de signaux correspondants étant 35 représentée en 94, Sauf en ce, qui concerne le générateur de fonction 90, toutes les parties du circuit sont bien connues. Un schéma des circuits du générateur de fonction 90 70 01983 2026804 de la figure 20 est représenté sur la figure 21. Les signaux d'entrée négatifs X et Y (provenant d'un préamplificateur approprié) sont appliqués au circuit en suivant deux trajets. Le premier trajet d'entrée, passant par les condensateurs C3 et C25 et 5 les résistances R22 et R23, respectivement, aboutit à la partie du circuit qui engendre une impulsion de sortie proportionnelle à la. valeur absolue de la différence, à savoir le circuit des transistors Q13 à Q19, décrit ci-après» L'impulsion Y est amplifiée et convenablement prolon-10 gée dans ton amplificateur à deux étages à contre-réaction, comportant des transistors complémentaires Q.16 et Q17» Ql6 est un transistor pnp à émette.ur commun dont la polarisation de la base est déterminée par la résistance R37 raccordée à la source de tension positive et à la résistance R4l de contre-réaction» La 15 résistance de collecteur R42 est reliée à la source de tension négative. La résistance R40 de collecteur des transistors Q17 npn du second étage est reliée à la source de tension positive et sa résistance d'émetteur 43 est reliée à la source de tension • négative, sa base étant couplée directement au collecteur de Ql6„ 20 Un condensateur C38 de découplage haute fréquence shunte la résistance R4l de réaction branchée entre l'émetteur de QI7 et la base de Ql6 pour retarder les impulsions» L'impulsion négative émise par l'amplificateur est transmise à l'extérieur par le condensateur C32 relié au collecteur de 0,17° 25 L'amplificateur du signal X comporte des étages QI5 et QI7 sensiblement Identiques aux étages correspondants Ql6 et Q17> mais avec inversion de toutes les polarités» L'équilibrage symétrique complémentaire des amplificateurs'est parfaitement maintenu, la résistance de collecteur R29 et la résistance R32 de polarisa-30 tion de la base du transistor npn Q14 ayant les mêmes valeurs que les composants correspondants associés au transistor pnp Ql6» De même, les valeurs et les branchements de la résistance d'émetteur R34, de la résistance de collecteur R36 et du condensateur de sortie C30 du transistor pnp Q15 sont identiques à celles du 35 transistor npn Q17. Les éléments de réaction R33 et C28 de ce circuit sont de même identiques, sauf que le condensateur C28 est rendu variable pour permettre de régler le retard de l'impulsion» 70 01983 39 2028804 Le signal d'entrée négatif X "n'est pas transmis directement à l'amplificateur 14, un étage inverseur Q13 étant intercalé pour rendre soustractifs les signaux de sortie. L'étage inverseur Q13 est un transistor pnp monté en émetteur commun et dont la base 5 et le collecteur, respectivement,sont reliés au point de jonction de la résistance de polarisation R27, de la résistance de réaction R28 et de la résistance de collecteur R31 branchées entre les sources positive et négative, La sortie du circuit inverseur à gain zéro est réalisée par un condensateur C26 et une résistance R30 10 aboutissant à la base de Q14, Les sources positive et négative comportent des filtres R44 et C31 ainsi que R50 et C27 pour séparer les amplificateurs des étages en aval. L'impulsion positive de sortie de Q15 passe par un condensateur C30 qui est relié à un condensateur C32 15 pour engendrer un courant différentiel à la jonction. Un circuit d'équilibrage, constitué par des condensateurs C29 et C37* des résistances R35 et R39 et un potentiomètre R38 dont le curseur est à la masse, est branché entre les émetteurs de Q15 et Q17 pour éliminer tout déséquilibre résiduel. Le circuit est équilibré en 20 ajustant R38 de manière à obtenir un taux de comptage maximal, c'est-à-dire un nombre de déclenchements minimal du discriminateur à limite inhibant l'ensemble à coïncidences} de cette manière tout léger déséquilibre du gain d'un amplificateur ou d'un photomultiplicateur est corrigé simplement en utilisant les caractéristiques 25 propres de l'ensemble. Le courant résultant de sortie des amplificateurs apparaît à la jonction des diodes CRU et CR12 polarisées en sens inverse. Quand X est inférieur à Y, la transmission est réalisée par CRU qui est à l'entrée d'un amplificateur inverseur de cou-30 rant constitué par les transistors Ql8 et Q19.» également de types complémentaires. Le courant est appliqué à la base de Ql8, dont l'émetteur est relié à la masse tandis que la résistance R51 du collecteur est reliée à la source de tension négative, La base de Q19 est couplée directement au collecteur de Ql8 et son collec-35 teur est relié à la source de tension positive, son émetteur étant relié à la source négative par la résistance d'émetteur R52, L'émetteur de Q19 est relié à la base, servant d'entrée, de Ql8 70 01983 40 2028804 par une résistance R47 et un réseau prolongateur d'impulsions en parallèle R46 et C33* un petit condensateur de découplage C34 shuntant ce circuit» Ces éléments, associés à une résistance 45 reliée à la source de tension positive, déterminent- également la 5 polarisation de la "base de Q18» La sortie de Q19 est raccordée par une résistance R48 et un condensateur C39 à l'émetteur d'un transistor Q20 de circuit additionneur» Si X est supérieur à Y, le circuit inverseur de Ql8 et Q19 est inactif, et le courant différentiel des amplificateurs X et Y passe par CR12 et le condensait) teur C40 pour aboutir à l'entrée du circuit additionneur» Une résistance R49 de grande valeur ohmique raccordée à la source négative maintient la diode CR12 à un potentiel approprié pour égaliser les conditions de fonctionnement des diodes CRU et CR12 branchées en opposition» 15 On voit ainsi que le signal de sortie du circuit décrit ci-dessus est un multiple de la différence absolue entre les impulsions X et Y, le signe de cette différence établissant si le courant de sortie est appliqué à travers le condensateur C39 ou c40» Une diode CR14 court-circuite une composanteà polarité 20 inverse du signal d'entrée appliqué à l'amplificateur additionneur Q20» Les impulsions individuelles provenant de X et Y sont également appliquées à l'émetteur d'un amplificateur additionneur Q20 par des résistances R24 et R25 et des condensateurs C4 25 et C12, respectivement» La résistance d'émetteur du transistor npn Q20, qui est montée base commune, est reliée à la source négative et un petit condensateur C4l relie l'émetteur à la masse» La résistance R60 de collecteur est reliée à la source positive et le collecteur est également relié par une diode CR47 à- une prise 30 sur la source de tension positive» Avec ce montage de l'amplificateur additionneur, les courants provenant des entrées X et Y, et le courant différentiel de l'amplificateur produit par le signal d'entrée correspondant au signe de la différence sont ajoutés et la fonction désirée appa-35 raît sous forme d'une tension aux bornes de la résistance RÔO, . laquelle est appliquée à un circuit discriminateur classique (compris dans la figure 20, comme constituant une partie du circuit 70 01983 41 2028804 logique à coïncidence). Chaque terme de la fonction comporte évidemment un multiplicateur déterminé dans un cas par le gain et dans l'autre cas par l'atténuation, au cours du traitement des signaux X et Y originels» 5 Pour des applications mentionnées ci-après, un con ducteur de sortie transmettant le signal différentiel -(X-Y) au raccordement des diodes CRU et CR12 est relié à la base d'un transistor amplificateur Q21 auxiliaire de sortie. Le circuit étant ainsi réalisé, on obtient un ensemble 10 à discrimination qui ne permet pas le comptage des impulsions à coïncidence qui ne satisfont pas à la condition que la valeur absolue de la différence moins une constante, multipliée par la somme, ne dépasse pas une limite donnée. Comme l'indique la figure 9, la fixation de cette limite détermine l'impulsion somme minimale 15 pour laquelle cette partie de la discrimination devient efficace (correspondant en général le plus souvent à la région supérieure du spectre du tritium) et le rapport du gain obtenu pour le signal de valeur absolue de la différence à l'atténuation obtenue pour le signal somme à l'entrée de l'amplificateur additionneur final 20 détermine la pente ou dissymétrie de la courbe limite des différences, On n'a pas jugé nécessaire de prévoir des réglages du tableau de commande avec une sélection expérimentale appropriée par construction des valeurs du circuit pour un ensemble particulier à tube photoélectrique» Le gain des photomultiplicateurs 25 peut être réglé par l'ajustement classique de la haute tension appliquée afin de corriger les petits écarts d'efficacité du système d'un isotope à l'autre si l'opérateur le désire. Ci-après une série de composants pour le circuit de la figure 21, qui permet d'obtenir une forte amélioration avec 30 l'un quelconque des modèles de photomultiplicateur utilisés couramment pour le comptage à scintillateur liquide s Transistors : Q13, Q15, Ql6, Q18 -- Motorola MPS6523 Q14, Q17, Q19, Q20j, Q21 — Motorola MPS6521 35 Résistances (ohms - les astérisques indiquent une tolérance de 1%) t 70 01983 42 2028804 R22 4,99K* R34 2, 2K R45 10K R23 4,99K* R35 169* R46 6, 2K R24 825* R36 1,5K R47 316* R25 825* R37 12K R48 316* 5 R27 4,7K R38 100 R49 1,2M R28 2,0K* R39 169* R50 100 R29 3,3K R40 1, 5K R51 4,7K R30 0 cm R41 6,34K* R52 1,0K R31 1, OK R42 3>3K R53 10K 10 R32 12K R43 2, 2K R6O 4,99K* R33 6,34K* R44 100 Condensateurs =. (microfarads, sauf indication contraire) : C3 0,47 C30 0,05 C4 0,47 C32 0,05 15 Cil 500 pF. C33 0,47 C12 0,47 C35 0,1 C25 0,47 C37 0,47 c26 0,47 C38 5 PP» C27 1,0 C39 0,47 20 C28 5-18 pP. C41 0,1 C29 0,47 C34 10 pF. Diodes : IN916 sauf CR14 (979)» Bloc d'alimentation :-12 volts et + 12 volts. On observe, avec l'adjonction de la forme de réalisa-25 tion de l'invention qui vient d'être décrite, qu'on peut obtenir une amélioration voisine de k-0% du rapport E /B lors du comptage du carbone 14 avec un ensemble d'addition de haute qualité, avec une amélioration moindre, mais néanmoins appréciable, du comptage d'autres isotopes. Avec un ensemble, le rapport optimal réalisable 30 du carré de l'effet utile (effet utile en # multiplié par 100) au bruit(en comptages par minute) pour le carbone 14 sans adjonction du dispositif d'amélioration était de 350 et était, après l'addition du présent ensemble discriminateur, de 520, ces mesures étant réalisées avec une fenêtre d'intervalle 20 à 1 aux points 35 d'équilibre (le point de gradients égaux de l'effet utile à chaque extrémité de la fenêtre utilisé couramment pour réduire les effets des faibles décalages). 70 01983 43 2028804 Si on le désire, le signal auxiliaire provenant du transistor Q21 de la figure 21 peut être utilisé pour l'adjonction d'autres perfectionnements auxiliaires» Avec le circuit représenté, le signal de sortie auxiliaire, représentant le potentiel au 5 point de recueil, a une amplitude en relation logarithmique avec le signal de différence réelle du fait que, dans le cas des diodes CRU et CR12, la chute de tension est une fonction logarithmique du courant» Il est avantageux de repasser à la linéarité pour de nombreuses applications» Cependant, si ce signal logarith-10 mique est multiplié par deux avant conversion et converti ensuite en signal linéaire, l'amplitude résultante sera égale au carré de la différence et pourra ensuite être utilisée pour la production d'une caractéristique elliptique dans un ou plusieurs canaux séparés d'énergie, qui contiennent déjà le signal somme et peuvent 15 ainsi être facilement modifiés dans ce but» Evidemment, un recueil semblable peut être réalisé linéairement si on le désire par un remaniement approprié, La comparaison des amplitudes séparées pour distinguer, sur une base probabiliste, les événements produisant des impul-20 sions de somme égale, qui constitue l'essence de l'invention sous son aspect le plus généra^ peut être utilisée avantageusement en liaison avec la correction d'extinction. Un défaut connu des mesures actuelles pour déterminer la correction d'extinction consiste en l'inaptitude à faire une distinction entre les phénomènes 25 d'extinction produits-par diverses caractéristiques internes de l'échantillon, La précision des mesures de correction la plus commode à l'heure actuelle en vue de la correction de l'extinction repose sur la connaissance par l'utilisateur ■ des facteurs provoquant l'extinction» L'information d'amplitude relative d'impulsion 30 peut être considérée comme utilisable pour l'établissement de cette distinction» Certaines formes d'extinction peuvent, par exemple, affecter seulement l'intensité de la lumière émise, par absorption de l'énergie des rayons p, sans provoquer d'affaiblissement important de la lumière émise» Par ailleurs, une autre 35 forme d'extinction est un simple trouble absorbant la lumière du liquide» On voit que des scintillations se produisant près de la paroi d'un flacon échantillon doivent donner lieu, pour une somme 70 01983 44 2028604 donnée,à une distribution de probabilité semblable à celle de la figure 2 variant nettement suivant le type d'extinction. Dans le cas de l'affaiblissement de la lumière, l'extinction aura pour effet d'aplatir le maximum correspondant à l'égalité et, en 5 vérité* (pour choisir un exemple extrême afin de faciliter la compréhension) peut engendrer des maxima séparés pour des valeurs symétriques d'une inégalité» En ajoutant' à l'ensemble de comptage avec correction d'extinction un dispositif pour mesurer ces décalages du spectre d'égalité, on peut réaliser une séparation sta-10 tistique entre l'extinction produite par une cause et celle produite par une autre cause» Ceci peut évidemment être mis en oeuvre de manières très diverses» A titre d'exemple, on peut ajouter à un ensemble un dispositif pour compter séparément les impulsions situées à l'intérieur et à l'extérieur de limites de différence 15 particulières» Le rapport des "canaux" ainsi formé et ses relations avec l'ensemble de l'extinction peut être utilisé pour identifie?», par une opération de calibrage courante, le type d'extinction provoquant le décalage indiqué, par exemple, par une mesure classique d'extinction avec "rapport entre canaux"» La mesure d'extinc-20 tion classique peut ainsi être calibrée par l'utilisation d'échantillons connus, en fonction de la correction d'extinction indiquée pour le ou les types particuliers d'extinction indiquée par le rapport "égal - inégal" au lieu d'utiliser seulement line correction d'extinction universelle, indépendante de la cause, avec des 25 échantillons caractérisés par des phénomènes d'extinction inconnus ou superposés» En peu de mots, la correction d'extinction nécessaire peut être indiquée plus précisément par un ensemble de deux mesures que par la mesure actuelle de correction d'extinction seule Avec le même effet global, le taux de comptage entre des limites 30 étroites de différence, à l'égalité, peut être comparé avec le taux de comptage global pour l'identification du type d'extinction, ou bien on peut utiliser d'autres variantes» Evidemment, l'invention n'est pas limitée aux ensembles à coïncidences à deux tubes actuellement employés universel-35 lement, au contraire elle peut être employée avec plus de deux tubes, si et quand on le désire, pour réaliser des ensembles comportant plus de deux tubes pour créer des coïncidences, ce qui a 70 01983 45 2028804 été longtemps un procédé évident de réduction du bruit» En vérité, l'invention augmente considérablement lés avantages concernant la discrimination du bruit obtenus en ajoutant d'autres tubes à coïncidences®Antérieurement à l'invention, les avantages 5 d'un troisième tube à coïncidences étaient sérieusement limités par l'apparition de ce qu'on peut appeler des impulsions de bruit coïncidentes "fausses" l'impulsion dans un tube étant en fait provoquée par un événement de bruit dans l'autre» Lradjonction d'un tube à coïncidences additionnel ne faisait jusqu'ici rien 10 gagner en ce qui concerne ces impulsions» Avec la discrimination de la valeur relative selon l'invention, la plus grande partie de ces impulsions est éliminée du comptage pour un événement et il devient possible d'utiliser l'avantage théorique de l'adjonction d'un tube additionnel en éliminant les coïncidences provenant 15 d'impulsions de bruit réellement aléatoires dans chaque tube, de manière à permettre une augmentation importante du rapport "comptage du tritium/bruit"» On trouvera d'autres applications pour l'information contenue dans la distribution des impulsions égales pour une somme 20 ou intervalle de sommes données concernant l'identification ou l'identification plus précise de la nature des événements comptés, en utilisant les principes de l'invention sous diverses formes» Par conséquent, l'invention n'est nullement limitée aux exemples décrits et représentés, elle est susceptible de nom-25 breuses variantes accessibles à l'hommé de l'art, suivant les applications envisagées et sans qu'on sorte pour cela de son cadre» 70 01983 46 2028804 REVENDICATIONS 1. Procédé de mesure de la radioactivité dans lequel? a) on applique à plusieurs photomultiplicateurs des scintillations engendrées en réponse à l'activité mesurée de manière à engendrer plusieurs impulsions de sortie, et b) on traite sélectivement les 5 impulsions émises pour obtenir des résultats de mesure représentatifs d'impulsions coïncidentes de caractéristiques d'amplitude prédéterminée, ce traitement sélectif étant caractérisé en ce qu'on différencie sur une base probabiliste les impulsions engendrées par les événements différents en acceptant et éliminant les impulsions 10 coïncidentes de sommes données en fonction de la contribution relative des diverses impulsions à leurs sommes, l'impulsion minimale individuelle nécessaire pour l'acceptation d'impulsions de certaines sommes étant nettement supérieure à l'impulsion individuelle minimale nécessaire pour l'acceptation d'impulsions de sommes de valeurs 15 différentes. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que seules les impulsions ayant un degré prédéterminé minimal d'égalité sont acceptées, pour réaliser une discrimination vis-à-vis du bruit. 20 3° Procédé selon la revendication 2, dans lequel on choi sit le degré minimal d'égalité des impulsions pour chaque somme, dans un intervalle de sommes, de manière à maintenir sensiblement constant le rapport des probabilités relatives pour les événements différents, dans ledit intervalle. 25 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les événements différents sont des émissions Ç> d'isotopes différents. 5» Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un des événements différents est l'émission p du tritium et 30 en oe que les impulsions sont acceptées ou éliminées en général en fonction de la relation entre la somme des carrés des amplitudes des impulsions et une valeur particulière. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un des événements différents est l'émission p du carbone 14 35 et en ce que les impulsions sont acceptées ou éliminées en fonction de la relation entre une fonction représentée par une ellipse des valeurs des impulsions en tant que variables indépendantes et une valeur prédéterminée. COPY 70 01983 47 2028804 n i 7o Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans un intervalle de sommes à compter, l'impulsion individuelle minimale nécessaire pour l'acceptation augmente de manière continue en même temps que ladite somme, 5 8„ Appareil de comptage à scintillateur liquide, compre nant une chambre destinée à recevoir un échantillon à mesurer, un premier et un second photomultiplicateurs réagissant aux scintillations se produisant dans ladite chambre et émettant des signaux puisés électriques ayant une distribution d'amplitudes correspon-10 dant en général à la distribution de l'énergie desdites scintillations et des moyens techniques couplés auxdits appareils photoélectriques pour réaliser un comptage caractéristique de l'échantillon, comprenant un dispositif discriminateur définissant une limite minimale pour l'amplitude de l'impulsion provenant de chaque photomulti-15 plicateur, nécessaire pour le comptage des impulsions coïncidentes, caractérisé en ce que la valeur de la limite minimale pour les impulsions varie entre au moins la valeur de la limite minimale des impulsions provenant d'au moins un photomultiplicateur en même temps que, et dans le même sens que, l'amplitude des impulsions coïnci-20 dentes provenant d'un autre photomultiplicateur dans un intervalle important d'amplitudes, 9= Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif discriminateur comprend des moyens techniques pour additionner les impulsions coïncidentes et d'autres moyens techni-25 ques pour limiter la différence permise des impulsions de somme donnée. 10, Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que le discriminateur comprend des moyens techniques pour retrancher les valeurs des impulsions, 30 11.Appareil selon la revendication 9> caractérisé en ce que la limite des différences permise est la même pour un intervalle important de sommes, 12, Appareil selon la revendication 9> caractérisé en ce que la limite des différences est une fonction croissante de la somme. 35 • 13' Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que la différence limite permise diminue lorsque la valeur de la somme croît dans un intervalle de sommes en dehors duquel toutes les impulsions sont éliminées. COPY 70 01983 202H804 14. Appareil selon la revendication g, caractérisé en ce que la limite minimale varie avec, et dans le même sens que, ladite somme dans la région des sommes les plus élevées et varie avec, mais en sens inverse de, laditè somme dans la région des som- 5 mes les plus basses. 15. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que le discriminateur comprend des moyens techniques pour définir une limite de discrimination avec une valeur maximale de la somme quand les impulsions sont égales et avec des limites de diffé- 10 rences pour les valeurs inférieures de la somme satisfaisant à l'équation? (X+Y)2 . (X-Y)2 = o T 2 2Z 2W 15 dans laquelle X et Y sont les amplitudes individuelles des impulsions, Z est la valeur de la somme quand les impulsions sont égales et W est une constante choisie. 16. Appareil selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens techniques pour faire varier et-choisir 20 les valeurs de Z et W. 17» Appareil selon la revendication 16, caractérisé en ce que le discriminateur comprend une calculatrice analogique, dans laquelle les impulsions individuelles sont les entrées et qui engendre à partir de celles-ci une impulsion de sortie définissant la 25 valeur de Z, et un discriminateur d'amplitudes recevant l'impulsion de sortie. 18. Appareil selon la revendication 9 caractérisé en ce qu'il comprend un générateur de fonction analogique comportant comme" signaux d'entrée les impulsions individuelles et produisant une im- 30 pulsion de sortie qui est une fonction de la somme et des valeurs relatives des diverses impulsions. 19. Appareil selon la revendication 18, caractérisé en ce que l'impulsion de sortie a une amplitude qui est fonction de la somme et de la valeur absolue de la différence des impulsions d'en- 35 trée. 20. Appareil pour comptage de scintillations comprenants a) plusieurs photomultiplicateurs exposés aux scintillations à compter et b) un analyseur d'amplitude des impulsions destiné à choisir les 70 0V983 49 2028804 impulsions coïncidentes en'vue d'un comptage en fonction des caractéristiques d'amplitude, comportant des moyens techniques pour éliminer toutes les impulsions d'amplitude inférieure a une valeur prédéterminée provenant de chaque multiplicateur, caractérisé en ce 5 que l'analyseur comprend de plus s c) des moyens pour comparer les amplitudes des impulsions coïncidentes provenant des divers photomultiplieateurs qui dépassent l'amplitude prédéterminée et d) des moyens techniques pour choisir et éliminer les impulsions coïncidentes pour un comptage constituant une réponse, tout au moins par-10 tielle, à cette comparaison. 21„ Appareil selon la revendication 20, caractérisé en ce que le dispositif de comparaison comprend des moyens techniques pour émettre des impulsions d'amplitude représentative de leur inégalité. 15 22. Appareil selon la revendication 21 caractérisé en ce qu'il comprend des moyens techniques pour associer additivement les impulsions coïncidentes de manière à émettre des impulsions d'amplitude proportionnelle à la somme obtenue, des moyens techniques pour combiner ladite somme et l'inégalité des impulsions afin de produire 20 des impulsions d'amplitude fonction à la fois de ladite somme et de ladite inégalité et des moyens techniques pour choisir des impulsions à compter en fonction de ladite amplitude mentionnée en dernier. 23. Appareil selon la revendication 22, caractérisé en ce que ladite amplitude mentionnée en dernier est proportionnelle à 25 |x - ï| - k (X + Y) relation dans laquelle X et Y sont les amplitudes individuelles des impulsions et k est inférieur à 1. 30 24. Appareil selon la revendication 20, caractérisé en ce que le dispositif produisant des impulsions en fonction de leur inégalité comprend des moyens techniques pour retrancher soustractive-ment les impulsions coïncidentes de manière à émettre des impulsions d'amplitude proportionnelle à leur différence. 35 25. Appareil selon la revendication 24, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens techniques pour inverser la polarité d'une $eule des impulsions et des moyens techniques dans l'ensemble identiques pour amplifier chacune des impulsions et les transmettre à une sortie commune avec des polarités opposées» 70 01983 50 ZU288U4 26. Appareil selon la revendication 25, caractérisé en ce qu'il comprend une seule telle sortie commune et comporte des redresseurs par exemple des diodes de polarités opposées transmettant le signal de sortie commun à une autre sortie à travers 5 des trajets respectivement parallèles, un seul de ces trajets comportant un inverseur de polarité, si bien que l'impulsion transmise à ladite autre sortie est toujours de même polarité et d'amplitude proportionnelle à la valeur absolue de ladite différence» 27= Appareil selon la revendication 26, caractérisé en 10 ce qu'il comprend des moyens techniques pour combiner additivement chaque impulsion apparaissant à l'autre sortie avec au moins un signal puisé de polarité opposée, dans l'ensemble proportionnel à la somme des impulsions correspondantes coïncidentes provenant de multiplicateurs, de manière à produire une impulsion d'amplitude 15 proportionnelle à | X - Y - k (X + Y) relation dans laquelle X et Y sont les amplitudes individuelles des impulsions provenant des photomultiplicateurs et K est inférieur à 1. 28. Appareil selon la revendication 20, caractérisé en ce 20 que le dispositif destiné à choisir et éliminer au moins partiellement des impulsions en réponse à ladite comparaison réagit seulement aux impulsions coïncidentes dont au moins une dépasse sensiblement ladite amplitude prédéterminée, de façon que le comptage de toutes les impulsions coïncidentes de faible amplitude ne soit pas affecté. 25 29. Appareil selon la revendication 28, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour éliminer les impulsions coïncidentes d'amplitude supérieure à une valeur globale prédéterminée dont l'inégalité des amplitudes individuelles dépasse un niveau prédéterminé. 30„ Appareil selon la revendication 29, caractérisé en ce 30 que la valeur prédéterminée de l'inégalité varie avec l'amplitude .totale. 31. Appareil selon la revendication 30, caractérisé en ce que ladite variation est linéaire et en ce qu'il comporte des moyens techniques indépendants du dispositif de comparaison pour éliminer 35 des impulsions d'une somme non comprise entre les niveaux supérieur et inférieur choisis, si bien qu'on peut optimaliser par réglage du gain du photomultiplicateur la discrimination vis-à-vis des impulsions de bruit pour un intervalle choisi d'intensités de scintillation. COPY