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Source de radiations comportant un tube à décharges électriques dans le gaz et une couche luminescente.
Pour diverses applications d'irradiation on a besoin d'une source de radiations ultra-violettes ayant des longueurs o d'ondes comprises entre environ 2700 et 3000 A, accompagnées, le cas échéant, de radiations dont la longueur d'onde est comprise entre 3000 et 4000 #.
La présente invention a pour objet une source de radia- tions ultra-violettes émettant un spectre continu dans ladite zone de longueurs d'ondes de 2700 à 3000 #; elle a pour but d'obtenir que ces radiations soient engendrées avec un rendement élevé.
Dans la source de radiations ultra-violettes qui fait l'objet de l'invention on utilise une matière luminescente.. c'est-à-
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dire une matière qui, exposée aux radiations de certaines longueurs d'ondes émet des radiations d'autres longueurs d'ondes.
La source de radiation conforme à l'invention est consti- tuée par un tube à décharges électriques dans le gaz et par une couche luminescente qui contint un fluorure de cérium et dans laquelle le cérium. est contenu sous la. forme trivalente; partout où il est question ci-aprèsde fluorure de cérium on envisage le fluorure de cérium dans lequel le cérium est contenu sous la forme trivalente. On a constaté que le fluorure de cérium est ca- , pable de produire par luminescence des radiations ultra-violettes o dans la zone de longueurs d'ondes comprises entre 2700 et 3000 A.
La couche luminescente n'est pas nécessairement constituée entière- ment par du fluorure de cérium, mais elle peut aussi contenir d'autres matières. Il. y a même avantage à utiliser le fluorure de cérium, en solution solide dans un ou plusieurs fluorures d'yttrium, de lanthane, d'aluminium, de thorium, de zirconium, de hafnium et de terres rares ou dans des fluorures doubles contenant une ou plusieurs de ces matières comme constituant. Le rendement est ainsi accru et la répartition spectrale est modifiée, ce qui per- met de choisir une couche luminescente à rendement trèsélevé dans la zone de longueurs d'ondes voulue. A ce sujet il y a lieu de remarquer que dans ce cas la solution solide de fluorure de cérium dans un ou plusieurs des fluorures précités est considéré comme une matière "contenant du fluorure de cérium".
On obtient des résultats particulièrement convenables avec des couches luminescentes constituées par du fluorure de lanthane contenant 0,1 mol. pour mille jusqu'à 10 mol. pour cent de fluorure de cérium ou par du fluorure d'aluminium contenant 0,1 mol. pour mille jusqu'à 5 mol. pour cent de fluorure de cérium.
En composant la couche luminescente il faut veiller à ce que l'absorption perturbatrice (c'est-à-dire ne provoquant pas de luminescence) des radiations qui doivent provoquer la lu-
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minescence du fluorure de cérium et l'absorption de la luminescence émise par le fluorure de cérium soient réduites au minimum. Cette observation s'applique surtout lorsqu'on utilise des fluorures ou des fluorures doubles de terres r.ares.
La couche luminescente est appliquée en général sur la face interne de la paroi du tube à décharges et cette paroi est -alors faite en une matière à bonne transmission de radiations ultra-violettes ayant une longueur d'ondes supérieure à 2700 # maispar contre, de préférence, à grande capacité d'absorption des radiations dont la longueur d'ondes est inférieure à 2700 A.
Il est cependant également possible d'appliquer la couche lumines- cente de manière différente. Ainsi, par exemple, le tube à dé- charges proprement dit peut être fait en quartz et être entouré d'un tube extérieur, la matière luminescente étant alors appliquée avantageusement sur la face interne du tube-extérieur. Dans ce cas, le tube extérieur doit posséder les propriétés de transmission qui viennent d'être décrites pour la paroi du tube -à décharges.
Au lieu d'être appliquée sur-¯un tube extérieur;1 la matière luminescente peut encore être :appliquée sur un réflecteur disposé de manière à être atteint par les radiations émises par le tube à décharges. @ Comme il est souvent indésirable que dans les radiations émises par 1-'appareil soient contenus également des radiations ultra- violettes dont la longueur d'ondesest inférieure à 2700 # on fera. de préférence en sorte que les radiations reçues du réflecteur revêtu de matière fluorescente traversent un verre qui absorbe ces radiations indésirables et laisse passer facilement les ra- diations dont la longueur d'ondes est supérieure à 2700 #.
L'atmosphère gazeuse du tube à décharges, expression qui est applicable non seulement à une atmosphère constituée par un ou plusieurs gaz, mais également à une atmosphère cons- tituée par une ou plusieurs vapeurs ou par un mélange de gaz et de vapeur, doit être choisie, bien entendu, de telle sorte que la
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décharge qui jaillit dans cette atmosphère gazeuse engendre des radiations capables de provoquer la luminescence de ladite matière luminescente. La matière luminescente est en effet amenée à lumi- nescence par des radiations dont la longueur d'ondes est inférieure à 2700 #. De préférence, on introduira dans le tube à décharges une atmosphère de gaz et de vapeur de mercure et on constituera le tube par ce qu'on appelle un tube à décharges dans la vapeur de mercure à basse pression.
Cependant, on peut également utili- ser d'autres atmosphères, telles que par exemple une atmosphère constituée par des gaz rares ou par une vapeur de zinc, de cadmium, d'arsenic ou de mélanges de ces matières.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de celle-ci.
La fig. 1 est une vue schématique d'une source de radia- tions conforme à l'invention. Sur cette figure, 1 désigne la paroi d'un tube à décharges dans le gaz . A chacune des deux extrémités ce tube comporte un pincement 2 à on.base tubulaire qui est traver- sé par des fils 3 amenant le courant aux électrodes 4. La face interne de la paroi du tube est revêtue d'une couche luminescente
5 constituée par du fluorure de lanthane et 5 mol. pour mille de fluorure de cérium. ou par du fluorure d'aluminium et 2,5 mol. pour cent de fluorure de cérium. Le tube est rempli d'argon sous une pression de plusieurs millimètres de mercure et il renferme également du mercure.
Lorsqu'il est en service, le tube donne une décharge dans la vapeur de mercure à basse pression dont la pression de vapeur est comprise entre 0,1 et 0,001 mm. de mercure et est de préférence de 0,01 mm. de mercure. Le tube à décharges est d'agencement simple et est facile à utiliser. Un avantage de ce tube consiste en ce qu'il fonctionne à pleine intensité immédia- tement après l'allumage et que mené après l'extinction de la dé- charge le tube peut être rallumé directement. La production de @
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chaleur dans la décharge est minimum, ce qui améliore le rendement de l'énergie.
La fig. 2 du dessin est une vue de :La courbe d'émission (énergie en fonction de la longueur dondes) de la couche de fluo- rure de lanthane avec 5 mol. pour mille de fluorure de cérium dont est revêtue la face interne d'un tube à décharges dans la vapeur de mercure à basse pression fait en quartz.