Procédé pour créer un courant électrique dans un isolant solide.
La présente invention concerne un procédé pour eréer un eourant électrique dans un isolant solide et a pour but d'augmenter ce courant quand l'isolant est soumis au bomhardement d'énergie rayonnée décrit dans le brevet principal.
Selon le procédé faisant objet de la présente invention, on bombarde également l'isolant, aux températures ordinaires, par une radiation capable de provoquer dans l'isolant une conductivité électrique, mais, selon l'in vention, on soumet simultanément l'isolant à ladite radiation et à l'action d'une énergie alternative, la fréquence correspondant à ladite radiation étant supérieure à celle des radiations ultraviolettes et la fréquence de L'énergie alternative étant inférieure à celle de ces radiations.
La radiation de bombardement pourra être constituée par des particules alpha ou des i)articules bêta, auxquelles, comme on sait, correspondent des fréquences extrêmement élevées, des rayons X ou des rayons gamma, et l'énergie alternative appliquée à l'isolant pollrra être un rayonnement lumineux ou bien 1111 champ à potentiel alternatif.
IJa demanderesse a constaté espérimenta- lenlellt qu'à l'aide de ladite énergie alternative, qui peut être superposée ou substituée à la différence de potentiel unidirectionnelle utilisée selon la description du brevet principal, on obtient avec la même radiation de bombardement un nombre d'impulsions de courant plus élevé dans l'isolant.
On suppose qu'en appliquant à l'isolant uniquement une différence de potentiel unidirectionnelle, il se produit une polarisation qui tend à réduire le nombre des impulsions, et que l'énergie alternative empêche cette polarisation.
A l'aide du dessin annexé, on va décrire, à titre d'exemple, quelques formes de réalisation du procédé selon l'invention.
Les fig. 1 et 2 représentent deux façons d'appliquer des champs électriques alternatifs à un diamant, soumis à la radiation bombardante;
les fig. 3 et 4 sont semblables aux fig. 1 et 2, sauf qu'on utilise une tension eontinue et que la tension alternative est remplacée par un rayonnement lumineux.
Reportons-nons plus particulièrement aux fig. 1 et 3. Deux électrodes 1 et 2 en métal conducteur sont montées sur une surface du diamant 3. L'intervalle 4 séparant les électrodes est relativement petit, diverses largeurs allant de 0, 0025 à 0,0200 cm ayant été utilisées avec succès.
Ces électrodes peuvent être préparées en divisant la surface du diamant approximativement en deux, en tendant un fil de diamètre approprié sur la surface et en contact étroit avec elle et en faisant ensuite évaporer une couche de métal conducteur, dans le vide, sur ladite surface. Cette eouche peut etre faite assez niincc pour être semi-transparente, pourvu que sa résistance électrique soit assez basse pour ne pas affecter défavorablement son action électrique. L'ombre projetée par le fil fournit l'intervalle séparant les électrodes une fois le fil enlevé. Cet intervalle doit avoir une largeur eonstante et présenter une résistance uniforme en tout point.
Les particules chargées tombant sur la surface du diamant sont supposées former un faisceau désigné de facon générale par le chiffre 5. Naturellement, le faisceau est le plus efficace quand il tombe sur la surface du diamant à l'endroit de l'intervalle, bien que, suivant le type de particules chargées et la constitution des électrodes, ces dernières ne constituent pas nécessairement une barrière infranchissable pour les particules. Cependant, la disposition des électrodes représentée dans les fig. 1 et 3 exige que les particules bombardantes frappent l'intervalle ou la région qui en est très voisine. L'angle d'incidence peut prendre différentes valeurs.
A la fig. 1, des tensions alternatives modérées sont appliquées entre ces électrodes par la source 6 et produisent des champs électriques alternatifs relativement élevés dans les couches superfZieielles supérieures du diamant. Les impulsions résultant de la condue- tibilité momentanée de l'isolant créée par le bombardement sont observées à l'aide d'un dispositif de mesure qui est sehématiquement représenté par un compteur 7; ces impulsions traversent seulement les couches superficielles.
Les fig. 2 et 4 présentent un second type de disposition des électrodes. Ici, les électrodes 1 et 2 sont placées sur des faces opposées du diamant 3. Un diamant typique utilisé à cet effet peut avoir environ 0,635 cm dans ses dimensions principales et environ 0,050 cm d'épaisseur. Ainsi, une différence de potentiel de 100 volts, provenant de la source de tension alternative 6, entre ses électrodes, produira un champ électrique uniforme d'environ 2000 volts par centimètre à travers le corps du diamant. Avec ce type de disposition des électrodes, les impulsions produites par le bombardemenb observées dans le eomp- teur 7 traversent le corps du diamant, con- trairement à ce qui se passait selon la fig. 1.
Si l'on se reporte à la fig. 3, on y voit une source 18 de lumière polvehromatique et nne lentille de condensa-tion 19 qui sert à rendre parallèle le faisceau traversant le prisme 20 ; ce dernier peut être monté de façon à pou voir tourner, comme représenté, afin d'envoyer le faisceau résultant à travers la plaque fendue 21. Le faisceau monochromatique 22, émergeant de la fente, tombe sur le diamant. En tournant le prisme 20, on peut choisir la fréquence de la lumière qu'on veut utiliser. La source de tension 6 disposée en série avec le compteur 7 fournit une tension continue.
Naturellement, la région exposée au fais cean lumineux doit comprendre la partie du diamant traversée par les impulsions produites par le bombardement, ce qui, selon la fig. 3, est bien le cas, vu que le diamant pré sente une très bonne transparence. Si i on dé- sirait augmenter l'ineidenee de la lumière sur cette partie, il suffirait d'orienter le diamant de fac on à exposer directement à la lumière la surface des électrodes et, par eonséquent, l'intervalle 4. Des considérations analogues s'appliquent à la fig. 4 où les éléments 19, 20 (fig. 3) destinés à être utilisés avec le diamant n'ont pas été représentés et peuvent même être omis.
En effet, on peut utiliser nn faisceau de lumière 22, traversant la fente de la plaque 21 sans discrimination quant à la fréquence. En général, un faisceau lumineux polychromatique sera raisonnablement efficace pour empêcher la polarisation qui gêne la production des impulsions par bombardement.
Si la lumière est employée sans sélectionner une fréquence particulière, elle n'a pas besoin d'être condensée, et le faisceau ne doit pas non plus posséder nne forme particulière ni affecter une partie limitée de la surface du diamant. En fait, la demanderesse a obtenu de bons résultats quand la lumière est difíu- sée dans tout le diamant.
Process for creating an electric current in a solid insulator.
The present invention relates to a method for creating an electric current in a solid insulator and aims to increase this current when the insulator is subjected to the beam of radiated energy described in the main patent.
According to the method forming the subject of the present invention, the insulation is also bombarded, at ordinary temperatures, with radiation capable of causing electrical conductivity in the insulation, but, according to the invention, the insulation is simultaneously subjected to said radiation and to the action of an alternating energy, the frequency corresponding to said radiation being higher than that of the ultraviolet radiations and the frequency of the alternating energy being lower than that of these radiations.
The bombardment radiation may be formed by alpha particles or i) beta joints, to which, as we know, correspond extremely high frequencies, X-rays or gamma rays, and the alternating energy applied to the pollutant insulation. light radiation or alternatively 1111 field with alternating potential.
The Applicant has found experimentally that with the aid of said alternating energy, which can be superimposed or substituted for the unidirectional potential difference used according to the description of the main patent, one obtains with the same bombardment radiation a number of higher current pulses in the insulation.
It is assumed that by applying to the insulator only a unidirectional potential difference, a polarization occurs which tends to reduce the number of pulses, and that the alternating energy prevents this polarization.
With the aid of the appended drawing, a few embodiments of the process according to the invention will be described by way of example.
Figs. 1 and 2 show two ways of applying alternating electric fields to a diamond, subjected to the bombarding radiation;
figs. 3 and 4 are similar to Figs. 1 and 2, except that a continuous voltage is used and the alternating voltage is replaced by light radiation.
Let us refer more particularly to FIGS. 1 and 3. Two electrodes 1 and 2 of conductive metal are mounted on a surface of the diamond 3. The gap 4 between the electrodes is relatively small, various widths ranging from 0.0025 to 0.0200 cm having been used successfully.
These electrodes can be prepared by dividing the surface of the diamond approximately in half, stretching a wire of the appropriate diameter over the surface and in close contact with it and then evaporating a layer of conductive metal, in vacuum, on said surface. This layer can be made thin enough to be semi-transparent, provided that its electrical resistance is low enough not to adversely affect its electrical action. The shadow cast by the wire provides the gap between the electrodes after the wire is removed. This interval must be of constant width and have uniform resistance at all points.
The charged particles falling on the surface of the diamond are supposed to form a beam generally designated by the number 5. Of course, the beam is most effective when it falls on the surface of the diamond at the place of the gap, although , depending on the type of charged particles and the constitution of the electrodes, the latter do not necessarily constitute an impassable barrier for the particles. However, the arrangement of the electrodes shown in FIGS. 1 and 3 require the bombarding particles to strike the gap or region very close to it. The angle of incidence can take different values.
In fig. 1, moderate alternating voltages are applied between these electrodes by source 6 and produce relatively high alternating electric fields in the upper surface layers of the diamond. The pulses resulting from the momentary conducibility of the insulation created by the bombardment are observed using a measuring device which is represented by a counter 7; these impulses only pass through the superficial layers.
Figs. 2 and 4 present a second type of arrangement of the electrodes. Here, electrodes 1 and 2 are placed on opposite sides of diamond 3. A typical diamond used for this purpose can be about 0.635 cm in its major dimensions and about 0.050 cm in thickness. Thus, a potential difference of 100 volts, from the AC voltage source 6, between its electrodes, will produce a uniform electric field of about 2000 volts per centimeter across the body of the diamond. With this type of arrangement of the electrodes, the pulses produced by the bombardment observed in the counter 7 pass through the body of the diamond, unlike what happened according to FIG. 1.
If we refer to fig. 3, there is seen a source 18 of polvehromatic light and nne condensa-tion lens 19 which serves to make the beam passing through the prism 20 parallel; the latter can be mounted so as to be able to rotate, as shown, in order to send the resulting beam through the slit plate 21. The monochromatic beam 22, emerging from the slit, falls on the diamond. By turning the prism 20, you can choose the frequency of the light you want to use. The voltage source 6 arranged in series with the counter 7 supplies a direct voltage.
Naturally, the region exposed to the light beam must include the part of the diamond crossed by the pulses produced by the bombardment, which, according to fig. 3, is indeed the case, since the diamond presents a very good transparency. If one wished to increase the iden- tity of the light on this part, it would suffice to orient the diamond in such a way as to expose the surface of the electrodes directly to the light and, consequently, the interval 4. Analogous considerations apply to fig. 4 where the elements 19, 20 (fig. 3) for use with the diamond have not been shown and may even be omitted.
Indeed, one can use nn light beam 22, passing through the slit of the plate 21 without discrimination as to the frequency. In general, a polychromatic light beam will be reasonably effective in preventing polarization which interferes with the production of the bombardment pulses.
If the light is used without selecting a particular frequency, it does not need to be condensed, nor should the beam be of any particular shape or affect a limited part of the diamond surface. In fact, the Applicant has obtained good results when the light is diffused throughout the diamond.