FR2540637A1 - Detecteur de rayonnement ionisant, sensible a la position - Google Patents
Detecteur de rayonnement ionisant, sensible a la position Download PDFInfo
- Publication number
- FR2540637A1 FR2540637A1 FR8301877A FR8301877A FR2540637A1 FR 2540637 A1 FR2540637 A1 FR 2540637A1 FR 8301877 A FR8301877 A FR 8301877A FR 8301877 A FR8301877 A FR 8301877A FR 2540637 A1 FR2540637 A1 FR 2540637A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- layer
- balloon
- resistance
- gas
- anode electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J47/00—Tubes for determining the presence, intensity, density or energy of radiation or particles
- H01J47/02—Ionisation chambers
Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Abstract
LE DETECTEUR DE RAYONNEMENT IONISANT, SENSIBLE A LA POSITION, COMPORTE, MONTEE A L'INTERIEUR DU BALLON 1, UNE ELECTRODE ANODIQUE 2 QUI COMPORTE UN SUPPORT EN FORME DE FILAMENT REVETU D'UNE COUCHE DE MATERIAU RESISTANT RECEVANT LES CHARGES ELECTRIQUES ENGENDREES LORS DE L'IONISATION DU GAZ DANS LE BALLON 1 SOUS L'EFFET DU RAYONNEMENT IONISANT. LES PORTIONS TERMINALES DE LADITE COUCHE DE MATERIAU RESISTANT SONT RACCORDEES AUX SORTIES ELECTRIQUES 4 DU DETECTEUR. LE DETECTEUR COMPREND EGALEMENT UN ELEMENT RESISTANT EN DERIVATION 6 QUI EST BRANCHE EN PARALLELE AVEC LADITE COUCHE DE MATERIAU RESISTANT.
Description
DETECTEUR DE RAYONNEMENT IONISANT,
SENSIBLE A LA POSITION
La présente invention se rapporte aux dispositifs qui servent à déterminer la position spatiale d'un rayoanement ionisant et, plus précisément, elle a trait aux détecteurs de rayonnement ionisant sensibles à la position du type à décharge dans un gaz.
SENSIBLE A LA POSITION
La présente invention se rapporte aux dispositifs qui servent à déterminer la position spatiale d'un rayoanement ionisant et, plus précisément, elle a trait aux détecteurs de rayonnement ionisant sensibles à la position du type à décharge dans un gaz.
La présente invention est applicable dans les dif- fractomêtres à rayonnement X aux petits angles de diffraction, dans les dispositifs d'analyse de mocrostructure des matériaux organiques et inorganiques, en particulier, pour étudier les variations de la microstructure avec le temps, dans les dispositifs de mesure de contraintes résiduelles dans les matériaux, etc.
Le détecteur de rayonnement ionisant, sensible à la position, est un dispositif comportant une électrode montée à l'intérieur d'un ballon rempli de gaz inerte et ayant une fenêtre pour laisser passer le rayonnement ionisant.
Lntre ballon et électrode, on applique une haute tension de sorte que l'électrode ait un potentiel positif par rapport, au ballon et qu'elle soit, en d'autres termes, une anode ou électrode anodique. Pendant l'utiîis.ation, -cette électrode anodique du détecteur est raccordée à un circuit électrique qui réagit à limpulsion électrique surgissant à une extrémité de l'électrode anodique par suite d'un dépôt de chares électriques sur l'électrode anodique lors de l'ionisation du gaz dans le ballon sous l'effet du rayonnement ionisant.
On d6ter;nine la disposition spatiale du rayonnement ionisant, de préférence, en mesurant le temps de montée de l'impulsion de tension à l'extrémité de l'électrode anodique, impulsion amplifiée par le circuit électrique. Le temps de montée de ladite impulsion s'accroît avec l'augmentation de la distance entre l'extré::nité de l'électrode anodique et un point sur l'électrode dans lequel staccumulent les charges qui apparaissent lors de l'ionisation du gaz, car l'augmentation de ladite distance rend plus long le temps de charge d'une capacité équivalente qui se compose de la capacité répartie existant entre l'électrode anodique et le ballon, de la capacité de la monture portant 1'extrémi- té de lélectrode, de la capacité de la sortie électrique et de la capacité d'entrée du circuit électrique de mesure.
Dans les détecteurs qui fonctionnent suivant ce principe, l'électrode anodique classique est un support en forme de filament- en matière isolante revêtu d'une couche de matériau résistant recevant les charges qui se forment par suite de l'ionisation du gaz dans le ballon. Le matériau résistant de cette couche a une haute résistance électrique qui, d'une façon générale, est comprise entre plusieurs kiloohms et plusieurs dizaines de ailoonms par millimètre de longueur de l'électrode.
Ainsi le brevet us N 3 483 377 donne la descrip- tion d'un détecteur de rayonnement ionisant, sensible à la position, dans lequel l'électrode anodique comprend un support en forme de filament en matière isolante recouvert d'une couche de matériau à haute résistance électrique.
Une portion de la couche résistante voisine d'une de ses extrémités a une connexion électrique avec la sortie électrique fixée au ballon et destinée à être raccordée à l'etr6e du circuit électrique qui est sensible au temps de montée de l'impulsion de tension surgissant, lors de l'ionisation du gaz, sur la portion terminale de la couche résistante raccordée à la sortie électriqae.
Dans un détecteur ainsi conçu, la relation entre a distance jusqu'au point de l'électrode anodique dans lequel s'accumulent les charges engendrées sous l'effet du rayon nement ionisant, et le temps de montée de l'impulsion de tension à l'extrémité de l'électrode anodique, diffère notablement de la proportionnalité, c'est-à-dire qu'elle est non linéaire. On peut expliquer cette non-linéarité par la présence d'une composante exponentielle dans la courbe qui caractérise la charge de la capacité équivalente sous l'effet de l'impulsion électrique surgissant au point de l'électrode où s'accumulent les charges.En raison de la présence de ladite composante exponentielle, une meme valeur de changement de position du point dans lequel s'accumulent les charges fait varier le temps de montée de l'impulsion à 11 extrémité de 1 électrode anodique d'une valeur qui est d'autant plus grande que la distance est plus longue entre cette extrémité d'électrode et le point ou s1 accumulent les charges.En d'autres termes, plus grande est cette distance, plus rapide devient la variation du temps de montée avec le changement de position du point dans lequel s'accumulent les charges0
Une telle nn-linéarité de la caractéristique du détecteur a pour effet une baisse de la précision avec laquelle on détermine la position du point où s'accumulent les charges et, par conséquent, de la précision avec laquelle on enregistre la répartition spatiale du rayonnement ionisent provenant d'un objet à étudiera
Pour réduire 11 erreur due à la non-linéarité du détecteur, on peut introduire des corrections nécessaires Qans les résultats de mesure, ce qui est obtenu par un traitement correspondant du, signal dans le circuit de mesure.
Une telle nn-linéarité de la caractéristique du détecteur a pour effet une baisse de la précision avec laquelle on détermine la position du point où s'accumulent les charges et, par conséquent, de la précision avec laquelle on enregistre la répartition spatiale du rayonnement ionisent provenant d'un objet à étudiera
Pour réduire 11 erreur due à la non-linéarité du détecteur, on peut introduire des corrections nécessaires Qans les résultats de mesure, ce qui est obtenu par un traitement correspondant du, signal dans le circuit de mesure.
Un tel traitement, cependant, s'avère assez difficile et demande pour sa réalisation le concours d'un calculateur spécial, ce qui conduit à une complication considérable de l'équipement de mesure. D'autre part, la prise en compte de la non-linéaritb du détecteur est une procédure qui exige beaucoup de travail, car on est obligé d'effectuer les mesures avec une très haute précision et de les répéter plusieurs fois pour obtenir des relevés qui soient statistiquement fiables0 Qui plus est, la nonlinéarité de la caractéristique du détecteur n'est pas tout à fait stable, elle change avec le temps par suite du vieillissement du matériau de la couche résistante, ainsi que sous l'effet des facteurs de l'environnement. "
Une atténuation de la non-linéarite' est réalisable dans le cas où l'on mesure la différence entre les temps de montée des impulsions de tension qui surgissent aux extrémités opposées de l'électrode anodique comme cela- est exposé, par exemple, dans le brevet us N0 4 149 109.
Une atténuation de la non-linéarite' est réalisable dans le cas où l'on mesure la différence entre les temps de montée des impulsions de tension qui surgissent aux extrémités opposées de l'électrode anodique comme cela- est exposé, par exemple, dans le brevet us N0 4 149 109.
Ce brevet décrit un détecteur de rayonnement ionisant, sensible à la position, qui comporte un ballon étanche rempli de gaz et une électrode anodique montée à l'inté- rieur du ballon et comprenant un support en forme de fila- ment en matière isolante revtu d'une couche de matériau résistant à haute résistance qui reçoit les charges électriques engendrées lors de l'ionisation du gaz dans le ballon sous l'effet du rayonnement ionisant, et qui est connectée électriquement par ses portions terminales à deux sorties électriques fixées au ballon et destinées à être raccordées aux entrées du circuit électrique de mesure qui réagit à la différence entre les temps de montée des impulsions de tension surgissant aux extrémités opposées de leélecbrode anodique lors de l'ionisation du gaz dans le ballon0
Dans ce cas l'amélioration de la linéarité est due au fait que l'agrandissement de la distance entre l'extré- nité de l'électrode anodique et le point où s'accumulent les charges conduit non seulement à une augmentation toujours plus rapide du temps de montée de l'impulsion à cette extrémité de l'électrode, mais aussi à une diminution toujours plus lente du temps de montée de l'impulsion à l'autre extrémité de l'électrode0 De ce fait, la différence entre les temps de montée des impulsions aux extrémités opposées de l'électrode est une fonction plus linéaire de la coordonnée du point dans lequel s'accumulent les charges, parce que 19augmentation plus rapide du temps de montée de 1 impulsion à l'une des extrémités de 17 électrode est en partie. compensée par la diminution plus lente du temps de montée de l'impulsion à l'autre extrémité.
Dans ce cas l'amélioration de la linéarité est due au fait que l'agrandissement de la distance entre l'extré- nité de l'électrode anodique et le point où s'accumulent les charges conduit non seulement à une augmentation toujours plus rapide du temps de montée de l'impulsion à cette extrémité de l'électrode, mais aussi à une diminution toujours plus lente du temps de montée de l'impulsion à l'autre extrémité de l'électrode0 De ce fait, la différence entre les temps de montée des impulsions aux extrémités opposées de l'électrode est une fonction plus linéaire de la coordonnée du point dans lequel s'accumulent les charges, parce que 19augmentation plus rapide du temps de montée de 1 impulsion à l'une des extrémités de 17 électrode est en partie. compensée par la diminution plus lente du temps de montée de l'impulsion à l'autre extrémité.
Avec l'augmentation de la distance entre le point où s'accumulent les charges et une des extrémités de l'électrode, l'augmentation du temps de montée de l'Lmpul- sion à cette extrémité s'opère plus lentement que la diminutlon du temps de montée de 19impulsion à l'autre extrémité0 Quand les distances entre les extrémités de l'électrode et le point pù s'accumulent les charges sont égales, les temps de montée des impulsions aux deux ex trématés de l'électrode sont égaux eux aussi, et à cet instant, le changement de ces valeurs de temps avec la variation de la coordonnée du point Où s'accumulent les charges s'effectue avec une méme vitesse.Pour les distances encore plus grandes entre le point où s'accumulent les charges et la première extrémité de 11 électrode, quand la deuxième extrémité de l'électrode devient plus proche de ce point que la première le temps de montée de leim- pulsion sur la première extrémité s1accroitra à une cadence plus rapide que la diminution du temps de montée de l'impulsion sur l'autre extrémité.On voit que la vi tesse de changement de la différence entre les temps de montée des impulsions aux extrémités de l'électrode ne reste pas constante avec le changement de position.du point dans lequel staccumulent les charges. Par conséquent, dans ce cas aussi, la caractéristique du détecteur est sensiblement non linéaire, ce qui compromet la précision denregistrement de la répartition spatiale du rayonnement ionisant.
L'objectif de la présente invention est de mettre au point un détecteur de rayonnement ionisant, sensible à la position, qui serait capable d'sssurer une caractéristique plus linéaire de détection, ctest-à-dire une relation sensiblement plus linéaire entre la coordonnée du point sur 11 électrode anodique dans lequel s'accumulent les charges engendrées lors de l'ionisation du ga dans le détecteur sous 11 effet du du rayonnement ionisant, et la différence des temps de montée des impulsions de tension surgissant aux extrémités de l'électrode,en permettant ainsi une plus haute précision dXenreGistrement de la répartition spatiale du rayonnement ionisant.
Conformément à l'invention, le détecteur de rayonnement ionisant; sensible à la position, comporte un ballon. étanche rempli de gaz et une électrode anodique montée à l'intérieur du ballon et comprenant un support en forme ae filament en matière isolante et, le long de ce support, une couche de matériau résistant qui reçoit les charges électriques engendrées lors de l'ionisation du gaz dans le ballon sous l'effet du rayonnement ionisant, et qui est reliée électriquement par ses portions termi- nales aux sorties électriques fixées au ballon, et il est caractérisé en ce qu'il comporte en outre un élément résistant en dériva
tion monté en parallèle avec la couche de matériau ré
sistant qui reçoit les charges élecctriques engendrées
lors de l'ionisation du gaz dans le ballons la résistance
de l'élément résistant en dérivation étant égale ou supé
rieur à un tiers-de la résistance entre les portions ter
minales de la couche susmentionnée de matériau résistant.
tion monté en parallèle avec la couche de matériau ré
sistant qui reçoit les charges élecctriques engendrées
lors de l'ionisation du gaz dans le ballons la résistance
de l'élément résistant en dérivation étant égale ou supé
rieur à un tiers-de la résistance entre les portions ter
minales de la couche susmentionnée de matériau résistant.
La présence de l'élément résistant en dérivation per
net dXobtenir une relation plus linéaire entre la coordon
née du point sur l'électrode dans lequel staccumulerxt les charges et la différence des valeurs s de temps de montée
des impulsions de tension surgissant aux extrémités de
l'électrodes c'est-à-dixe9 devoir une caractéristique de
détection plus linéaire. En conséquence, on est sflr de
pouvoir attendre une plus haute fidélité d'enregistre
ment de la répartition spatiale du rayonnement ionisant.
net dXobtenir une relation plus linéaire entre la coordon
née du point sur l'électrode dans lequel staccumulerxt les charges et la différence des valeurs s de temps de montée
des impulsions de tension surgissant aux extrémités de
l'électrodes c'est-à-dixe9 devoir une caractéristique de
détection plus linéaire. En conséquence, on est sflr de
pouvoir attendre une plus haute fidélité d'enregistre
ment de la répartition spatiale du rayonnement ionisant.
Selon une variante de réalisation de l'invention,
l'élément résistant en dérivation est une résistance dont
les sorties sont raccordées respectivement aux portions
terminales de la couche de matériau résistant qui reçoit
leS charges électriques engendrées lors de l'ionisation
du gaz dans le ballon.
l'élément résistant en dérivation est une résistance dont
les sorties sont raccordées respectivement aux portions
terminales de la couche de matériau résistant qui reçoit
leS charges électriques engendrées lors de l'ionisation
du gaz dans le ballon.
Selon une autre variante de réalisation de l'inven
tion, l'élément résistant en dérivation est constitué par
une c.ouche de matériau résistant appliquée dans le sens
longitudinal sur le support de l'électrode anodique et
recouverte dune couche de matériau isolant, tandis que
la couche de matériau résistant qui reçoit les charges
électriques engendrées lors de l'ionisation du gaz dans le
ballon est appliquée dans le sens longitudinal sur la
couche de matériau isolant et reliée électriquement, par
ses portions terminales, aux portions terminales respecti
ves de la couche qui constitue l'élément résistant en
dérivation, la résistance entre les portions terminales de
la couche formant l'élément résistant en dérivation étant
égale ou supérieure à un tiers de la résistance entre les
sortions terminales de la couche qui reçoit les charges
engendrées lors de l'ionisation du gaz dans le ballon.
tion, l'élément résistant en dérivation est constitué par
une c.ouche de matériau résistant appliquée dans le sens
longitudinal sur le support de l'électrode anodique et
recouverte dune couche de matériau isolant, tandis que
la couche de matériau résistant qui reçoit les charges
électriques engendrées lors de l'ionisation du gaz dans le
ballon est appliquée dans le sens longitudinal sur la
couche de matériau isolant et reliée électriquement, par
ses portions terminales, aux portions terminales respecti
ves de la couche qui constitue l'élément résistant en
dérivation, la résistance entre les portions terminales de
la couche formant l'élément résistant en dérivation étant
égale ou supérieure à un tiers de la résistance entre les
sortions terminales de la couche qui reçoit les charges
engendrées lors de l'ionisation du gaz dans le ballon.
Selon une troisième variante de réalisation de lQinven- tion, élément résistant en dérivation se présente comme un filament en matière résistante qui passe à l'Intérieur du support d'électrode anodique dans le sens longitudinal et qui est relié électriquement par ses ertrémités aux portions terminales respectives de la couche qui reçoit les charges électriques engendrées lors de 1 ionisation du gaz dans le ballon, la résistance entre les extrémités du filament étant égale ou supérieure à un tiers de la résistance entre les portions terminales de la couche qui reçoit les charges électriques engendrées lors de l'ionisation du gaz dans le ballon
Dans ce qui suit, l'invention est illustrée par une description détaillée des exemples de sa réalisation exposés en référence aux dessins annexés sur lesquels
- la fig. 7 est une vue latérale en coupe du détecteur de rayonnement ionisant, sensible à la position, établi en accord avec une des variantes de réalisation de l'inven- tion;
- la fig 2 montre una coupe de 1 électrode anodique du étecteur de rayonnement ionisant, sensible à la position, mis au point selon une autre variante de réalisation de l'invention;;
- la fig. 3 montre une coupe de l' électrode anodique du détecteur de rayonnement ionisant, sensible à la position, mis au point selon une troisième variante de réalisa- tion de l'invention;
la fig. 4 représente un circuit équivalent qui per- met de mieux comprendre le processus de formation d'impul- @sions de tension aux extrémités de 19 électrode anodique;
les fig 5a et 5b dorment des représentations graphiques des caractéristiques d'un détecteur connu et d'un détecteur réalisé suivant la présente invetion;;
- la fig. 6 montre en forme graphique comnent la nonlinéarité de la caractéristique du détecteur dépend de la résistance de l'élément en dérivation branché en parallèle avec la couche résistante sur la surface ae l'électrode anodique.
Dans ce qui suit, l'invention est illustrée par une description détaillée des exemples de sa réalisation exposés en référence aux dessins annexés sur lesquels
- la fig. 7 est une vue latérale en coupe du détecteur de rayonnement ionisant, sensible à la position, établi en accord avec une des variantes de réalisation de l'inven- tion;
- la fig 2 montre una coupe de 1 électrode anodique du étecteur de rayonnement ionisant, sensible à la position, mis au point selon une autre variante de réalisation de l'invention;;
- la fig. 3 montre une coupe de l' électrode anodique du détecteur de rayonnement ionisant, sensible à la position, mis au point selon une troisième variante de réalisa- tion de l'invention;
la fig. 4 représente un circuit équivalent qui per- met de mieux comprendre le processus de formation d'impul- @sions de tension aux extrémités de 19 électrode anodique;
les fig 5a et 5b dorment des représentations graphiques des caractéristiques d'un détecteur connu et d'un détecteur réalisé suivant la présente invetion;;
- la fig. 6 montre en forme graphique comnent la nonlinéarité de la caractéristique du détecteur dépend de la résistance de l'élément en dérivation branché en parallèle avec la couche résistante sur la surface ae l'électrode anodique.
Comme représenté en fig. ?, le détecteur de rayon neent ionisant, sensible à la position et aux coordonnées, comporte un ballon 1 rempli de gaz inerte et muni d'une fenetre (non représentée) pour laisser passer le rayon neigent ionisant, ainsi qu'une électrode anodique 2 montée à l'intérieur du ballon 1 et comprenant un support an forme de filament avec une couche, appliquée sur lui dans le sens longitudinal, de matériau résistant qui a une composition strictement homogène et une épaisseur constante dans le sens de sa longueur a et qui présente une grande resistance électrique égale, par exemple, à plusieurs kiloohms ou di- zines de kilochms par millimètre de longueur de l'électrode anodique.
L'électrode anodique peut être réalisée, par exemple, corme un filament en quartz avec un revetement pyrolytique de charbon
Les portions terminales de la couche resistante sont recoavertes d'une couche d'argent et s'engagent dans des montures en cuivre (non représentées) immobilisées dans des tiges 3 qui sont fixées à la paroi du ballon 1.
Les portions terminales de la couche resistante sont recoavertes d'une couche d'argent et s'engagent dans des montures en cuivre (non représentées) immobilisées dans des tiges 3 qui sont fixées à la paroi du ballon 1.
Le détecteur possède deux sorties electriques 4 fixées au ballon I et isolées de lui Chacune des portions termi- nales de la couche résistante appliquée sur le support en forme de filament de l'électrode anodique 2 est reliée électriquement à la terminaison de la sortie électrique respective 4i, qui se trouve à à l'intérieur du ballon 1, à l'aide d'un fil 5 dont un bout est soudé à la monture en cuivre fixée dans la tige 3 et 1 tautre bout est soude à la sortie 4.L'autre terminaison de chacune des sorties 4 est situe e en en déhors du ballon 1 et sert de liaison à un circuit électrique (non représente) qui mesure la différence entre les temps de montée des impulsions de tension aux extrémités de l'électrode anodique (c'est-à-dire sur les portions terminales de la couche résistante), impulsions qui apparaissent lors de l'ionisation du gaz dans le balt lon 1 sous 1 'effet du rayonnement ionisant. On branche une des entrées du circuit électrique de mesure entre une des orties 4 et le ballon I, tandis que l'autre entrée est branchés entre l'autre sortie 4 et le ballon 1.
L'électrode anodique 2 et le ballon 1 sont raccordas respectivement aux pôles positif et négatif d'une source de haute tension (non représentée).
Le détecteur comporte également un élément résistant en dérivation mis en parallèle avec la couche résistante de l'électrode anodique 2 et réalisé comme une résistance 6 qui est montée à l1 intérieur du ballon 1 et dont les sorties sont soudées aux terminaisons respectives des sorties 4 qui se trouvent à l'intérieur du ballon 1.
On peut aussi placer la résistance, qui fait fonction
d'élément en dérivation, à l'extérieur du ballon 1e
Dans une autre variante de réalisation de l'invention, au lieu de la résistance branchée entre les sorties du détecteur, onutilise un élément résistant en dérivation constitué par une couche de matériau résistant, comme cela est montré sur la fig. 2.
d'élément en dérivation, à l'extérieur du ballon 1e
Dans une autre variante de réalisation de l'invention, au lieu de la résistance branchée entre les sorties du détecteur, onutilise un élément résistant en dérivation constitué par une couche de matériau résistant, comme cela est montré sur la fig. 2.
Selon la fig. 2, l'électrode anodique 7 comprend un support en forme de filament 8 réalisé, par exemple, en verre et revêtu d'une couche 9 de matériau résistant présentant une grande résistance électrique. La couche résistante 9 est recouverte d'une couche 10 de matière isolante qui; à son tour, est entourée d'une couche 11 de matériau résistant ayant une composition homogène et une épaisseur constante tout au long de l'électrode 7 et caractérisée par une haute résistance électrique.La surface extérieure de la couche Il constitue en même temps la surface de l'électrode anodique 7 Chacune des portions terminales de l'électrode 7 est recouverte d'une couche 12 de matière conduc trice qui est déposée, par exemple, par pulvérisation;
Chacune des couches conductrices 12 est en contact electri- que avec les portions terminales adjacentes des couches 9 et Il.
Chacune des couches conductrices 12 est en contact electri- que avec les portions terminales adjacentes des couches 9 et Il.
De cette façon, la couche 11 est, sur toute sa longueur, isolée de la couche 9, hormis les portions terminales de la couche Il qui sont reliées électriquement aux portions terminales de la couche 9 près de chaque extrémité de l'électrode 7, c'est-à--dire que la couche Il joue le rible d'un élément résistant en dérivation branché en parallèle avec la couche 9.
L'électrode anodique 7 est montée dans les tiges situées à l'intérieur du ballon du détecteur, tandis que la couche 12 de matière conductrice est raccordée aux sorties électriques du détecteur d'une façon similaire à celle axa- minée sur la fig. 1.
Dans une troisième variante de réalisation de l'inven- tion1 l'élément résistant en dérivation est constitué par un filament en matière résistante qui passe à ltintérieur du support de l'électrode anodique comme le montre la fig. 3.
En conformité avec la fig, -3, l'électrode anodique 13 se présente comme un filament 14 dont la matière se carac- térise par une haute -résistivité électrique, qui est recouvert d'une couche 15 de matière isolante qui forme le support de l'électrode anodique 13. La couche 15 est entourée d'une couche 16 de matériau résistant qui a une composition homogène et une épaisseur constante tout au long de l'électrode anodique 13 et qui présente une haute résistance électrique. La surface extérieure de la couche 16 joue le rôle de la surface de 11 électrode 13. Chacune des portions terminales du filament. 14 est revêtue d'une couche 17 de matière conductrice qui est en contact électrique avec la portion terminale adjacente de la couche résistante 16.
Ainsi l'on voit que le filament 14 est, sur toute sa longueur, isolé de la couche 16, à l'exception de ses porrions terminales qui sont reliées électriquement aux portions terminales de la couche 16 près de chacune des extruités de l'électrode 13, c'est-à-dire que le filament 14 joue le rôle de l'élément résistant en dérivation branché en parallèle avec la couche 16.
L'électrode anodique 13 est montée dans les tiges situées à l'intérieur au ballon du détecteur, tandis que la couche 17 de matière conductrice est raccordée aux sorties électriques du détecteur d'une façon sinilaire à celle décrite pour la fig. 1.
Le détecteur fonctionne de la manière suivante.
On dirige le faisceau de rayonnement ionisant vers l'intérieur du ballon 1 (fig. 1) dans le Sens qui est approximativement perpendiculaire à l'électrode anodique 2.
Lorsque le rayonnement ionisant parvient à l'intérieur du ballon 1, l'ionisation du gaz se produit dans le ballon 1 aux points situés sur le trajet du faisceau de rayonnement ionisant, Mues par la différence de potentiels entre l'électrode 2 et le ballon 1 les charges électriques en gendrées par suite de l'ionisation du gaz s'accumulent à un point de la couche résistante sur la surface de l'électrode anodique 2 qui est le point de croisement de l'électrode 2 avec le plan passant par le faisceau de rayonnement ioni sant perpendiculairement à l'électrode 2 Du fait de l'ac- cumulation des charges sur l'électrode 2, des impulsions de tension se foirent à ses extrémités et arrivent aux entrées du circuit électrique de mesure en passant par les sorties 4.
Le temps de montée de l'impulsion à une extrémité de l'électrode 2 est déterminé par la constante de temps du circuit de. charge de la capacité équivalente qui se compose d'une capacité répartie existant entre le ballon 1 et une portion de la couche résistante sur la surface de l'électrode 2 comprise entre cette extrémité de l'électrode 2 et le point où sa accumulent les charges, de la capacité de la monture supportant l'extrémité de l'électrode, de la capacité de la sortie électrique et de la capacité d'entrée du circuit électrique.Cette constante de temps est à son tour déterminée par la valeur de résistance de ladite portion de la couche résistante sur la surface de li l'électrode 2 entre son extrémité et le point dans lequel 'accumulent les charges.
La. différence entre le temps de montée de l'impulsion à une des ex-trénités de l'électrode anodique et le temps de montée de l'impulsion à son autre extrémité est mesurée à l'aide du circuit électrique.
Lorsqu' on met en action le détecteur dans lequel l'élément résistant en dérivation est constitué par une couche de matériau résistant, comme le montre la fi:; 2, les charges engendrées par suite de l'ionisation du gaz s'accumulent dans un point correspondant ae la couche résistante 17 sur la surface de l'électrode anodique 7, et les impulsions-qui se forment sur les portions terminales de la couche Il arrivent en passant par les cou- ches conductrices 12 et par les sorties du détecteur, sur les entrées du circuit électrique de mesure.Lorsqu'on met en action le détecteur dans lequel le rôle de l'élément en dérivation est rempli par un filament en matière résistante, comme le montre la fig. 3, les charges s'accumulent dans un point correspondant de la couche résistante 16 sur la sur faoe de l'électrode anodique 13, et les impulsions qui se forment sur les portions terminales de la couche 16 arrivent aux entrées du circuit électrique de mesure en passant par les sorties du détecteur et par les couches conductrices 17.
Le processus de formation des impulsions aux extrémités de l'électrode anodique est mis en lumière à laide d'un circuit équivalent représenté sur la fig. 4, Les points A et B correspondent aux portions terminales de la couche résistante sur la surface de l'électrode anodique, cBest-à-dire de la couche résistante sur la surface de l'électrode anodique 2 (fig. 1), de la couche résistante 11 de l'électrode anodique 7 (fig, 2) et de la couche résistante 16 de l'électrode anodique 13 (fig. 3), le point C correspond au point milieu de la couche résistante sur la surface de 11 électrode anodique, et les condensateurs
CA et 0B correspondent aux capacités équivalentes branchées aux portions terminales de la couche résistante sur la surface de l'électrode anodique. La résistance R correspond a la résistance de l'élément en dérivation raccordé en parallèle avec la couche résistante sur la surface de l'électrode anodique, ctest-à-dire à la valeur de la résistance 6 sur la fig. 1, ou à la résistance entre les portions terminales de la couche résistante 9 sur la figo 2, ou à la résistance entre les extrémités du filament 14 sur la fig. 3.
CA et 0B correspondent aux capacités équivalentes branchées aux portions terminales de la couche résistante sur la surface de l'électrode anodique. La résistance R correspond a la résistance de l'élément en dérivation raccordé en parallèle avec la couche résistante sur la surface de l'électrode anodique, ctest-à-dire à la valeur de la résistance 6 sur la fig. 1, ou à la résistance entre les portions terminales de la couche résistante 9 sur la figo 2, ou à la résistance entre les extrémités du filament 14 sur la fig. 3.
Ca va examiner d'abord le processus de formation des impulsions aux points A et B (fig. 4) sans tenir compte de l'influence de la résistance R de l'élément en dérivation.
Si les charges engendrées lors de l'ionisation du gaz sous 1'effet du rayonnement ionisant s'accumulent au point A, le temps tA de montée de l'impulsion au point A égale A zéro, le temps t3 de montée de l'impulsion au point B a son maximum et la différence a t = tB tA entre le temps de montee de l'impulsion au point B et le temps de montée de l'impulsion au point A a la valeur positive maximale. Avec l'agrandissement de la distance entre le point A et le point ôù s'accumulent les charges, le temps tA augmente tandis que le temps tB diminue et la différence #t, de ce fait, dininue lorsque la distance susmentionnée grandit.Si les charges s'accumulent au point C, t = 0, Si les charges s'accumulent au point
B, la différence # t prend la valeur négative maximale.
B, la différence # t prend la valeur négative maximale.
Si les condensateurs CA et CB se chargeaient suivant une loi linéaire, dans ce cas (puisque la couche résistante sur la surface de 11 électrode anodique a une composition homogene et une épaisseur constante) la caractéristique du détecteur serait une ligne droite et correspondrait à une ligne en pointillé sur la fig. a où l'axe hori- zontal est celui des distances x entre le point dans lequel s'accumulent les charges et le point A, et l'axe vertical est celui des différences t. Pourtant, comne on sait, la charge du condensateur obéit à une loi expo nentielle et pour cette raison le temps de montée de la tension sur le condensateur avec la variation de la résistance dans le circuit de charge ne change pas en proportion avec la valeur de ladite résistance, mais varie d'autant plus vite, que la valeur de cette résistance est plus grande.
De ce fait, à mesure que la distance entre le point où s'accumulent les charges et le point A s'agrandit, le temps de montée de l'impulsion au peint A (en l'absence de la résistance en dérivation R) augmente sur le segment AC plus lentement et sur le segment BC plus vite que ne diminue le temps de montée de l'impulsion au point B, et pour cette raison la valeur #t change plus vite lorsque le point dans lequel s'accumulent les charges se trouve près du point
A ou B, et plus lentement lorsque le point où s'accumulent les charges se trouve près du point C.Par conséquent, la caractéristique du détecteur, c'est-à-dire la relation entre la coordonnée du point où s'accumulent les charges, qui détermine la position du faisceau de rayonnement ionisant dans l'espace, et la différence des temps de montée des pulsions aux extrémités de l'électrode anodique aura dans ce cas l'aspect qui est illustré par la courbe 18 sur la fig. 5a, c'est-à-dire qu'elle sera sensiblement non linéaire.
A ou B, et plus lentement lorsque le point où s'accumulent les charges se trouve près du point C.Par conséquent, la caractéristique du détecteur, c'est-à-dire la relation entre la coordonnée du point où s'accumulent les charges, qui détermine la position du faisceau de rayonnement ionisant dans l'espace, et la différence des temps de montée des pulsions aux extrémités de l'électrode anodique aura dans ce cas l'aspect qui est illustré par la courbe 18 sur la fig. 5a, c'est-à-dire qu'elle sera sensiblement non linéaire.
Dans ce cas, la caractéristiquedifférentielle du dé- tecteur aura la forme de la courbe 19 sur la fig. 5b.
Par contre, dans le détecteur muni d'une résistance en dérivation R (figo 4), le processus de formation des impulsions de tension aux points A et B se réalise de la manière suivante
Si les charges engendrées lors de l'ionisation du az dans le détecteur s'accumulent au point qui se trouve sur le segment AC, la capacité.CB reçoit à travers la résistance R une charge supplémentaire provenant de la tension au point A, parce que cette tension croit plus vite que la tension au point B.Par conséquent, la tension au point
A croit dans ce cas plus lentement, et la tension au point
B plus vite que dans le cas d'absence de la résistance en dérivation, l'influence de la résistance R sur les temps de montée de l'impulsions aux points A et B étant plus faible pour les distances plus grandes entre le point A et le point .où s'accumulent les charges. Si les charges s'accumulent au point C, la résistance R n'exerce aucune influence sur la formation des impulsions aux points A et
B, parce que dans ce cas les tensions aux points A et B croissent avec une méme vitesse.
Si les charges engendrées lors de l'ionisation du az dans le détecteur s'accumulent au point qui se trouve sur le segment AC, la capacité.CB reçoit à travers la résistance R une charge supplémentaire provenant de la tension au point A, parce que cette tension croit plus vite que la tension au point B.Par conséquent, la tension au point
A croit dans ce cas plus lentement, et la tension au point
B plus vite que dans le cas d'absence de la résistance en dérivation, l'influence de la résistance R sur les temps de montée de l'impulsions aux points A et B étant plus faible pour les distances plus grandes entre le point A et le point .où s'accumulent les charges. Si les charges s'accumulent au point C, la résistance R n'exerce aucune influence sur la formation des impulsions aux points A et
B, parce que dans ce cas les tensions aux points A et B croissent avec une méme vitesse.
Ainsi, la présence d'une résistance en dérivation R conduit à une diminution de la vitesse avec laquelle la valeur
dt change lorsque la coordonnée x subit une variation entre les points A et C et entre les points B et C, cette diminution de la vitesse de changement de la valeur # t étant d'autant plus forte que la distance est plus courte entre le point ou s'accumulent les charges et l'extrémité la plus proche de l'électrode anodique (c'est-à-dire celui des points A ou B qui est le plus proche) et que la valeur de la résistance R est plus faible.En faisant une sélection de la valeur de résistance R, on peut obtenir une telle diminution de la vitesse de changement de la valeur
#t sur les parties extrêmes de la caractéristique du détecteur pour laquelle cette caractéristique prendra l'aspect proche de la ligne droite 20 sur la fig. 5a.
dt change lorsque la coordonnée x subit une variation entre les points A et C et entre les points B et C, cette diminution de la vitesse de changement de la valeur # t étant d'autant plus forte que la distance est plus courte entre le point ou s'accumulent les charges et l'extrémité la plus proche de l'électrode anodique (c'est-à-dire celui des points A ou B qui est le plus proche) et que la valeur de la résistance R est plus faible.En faisant une sélection de la valeur de résistance R, on peut obtenir une telle diminution de la vitesse de changement de la valeur
#t sur les parties extrêmes de la caractéristique du détecteur pour laquelle cette caractéristique prendra l'aspect proche de la ligne droite 20 sur la fig. 5a.
Dans ce cas, la caractéristique différentielle du détecteur aura la forme d'une droite horizontale 21 (fig. 5b).
L'influence de la valeur de résistance R sur la li- néarité de la caractéristique du détecteur est illustrée par le graphique de la fig0 6 où l'on reporte sur l'axe horizontal le rapport de la résistance Ra entre les portions terminales de la couche résistante sur la surface de l'électrode anodique à la résistance R de l'élément ré- sistant en dérivation, et sur l'axe vertical, la valeur
XD de la non-linéarit6, en pour cents La courbe de la fig. 6 a été obtenue par voie expérimentale pour un détecteur avec l'électrode anodique qui avait la longueur de la partie active de 50 mm et la résistance de la couche résistante superficielle de 80 kOhm dans un cas, et de 150 kOhm, dans un autre; Comme on peut déduire du diagramme de la fig. 6, avec l'emploi de la résistance en dérivation R qui constitue une moitié de la résistance R a entre les portions terminales de la couche résistante sur la surface de l'élec trode anodique ,- la non-linéarité différentielle diminuait de 10% jusqu'à 2%. Avec cela, on n'observait pratiquement aucune détérioration du pouvoir de résolution du détecteur.
XD de la non-linéarit6, en pour cents La courbe de la fig. 6 a été obtenue par voie expérimentale pour un détecteur avec l'électrode anodique qui avait la longueur de la partie active de 50 mm et la résistance de la couche résistante superficielle de 80 kOhm dans un cas, et de 150 kOhm, dans un autre; Comme on peut déduire du diagramme de la fig. 6, avec l'emploi de la résistance en dérivation R qui constitue une moitié de la résistance R a entre les portions terminales de la couche résistante sur la surface de l'élec trode anodique ,- la non-linéarité différentielle diminuait de 10% jusqu'à 2%. Avec cela, on n'observait pratiquement aucune détérioration du pouvoir de résolution du détecteur.
Lorsqu'on diminuait encore la résistance en dérivation jusqu'à la valeur pour laquelle Ra/R = 3, la non-linéarité décroissait jusqu'à zéro, mais, en mbme temps, cela provoquait une baisse considérable du pouvoir de résolution du détecteur (de 120 a m pour Ra/R = 2 jusqu'à 180 m pour
Ra/R = 3)0 Lorsqu'on diminuait encore la résistance en dérivation au-dessous de la valeur pour laquelle Ra/R = 3, la non-linéarité commençait à croître et l'on constatait une détérioration simultanée du pouvoir de résolution du détecteur. Il est donc préférable que la valeur de la résistance en dérivation atteigne au moins un tiers ae la résistance entre les portions terminales de la couche résistante sur la surface de l'électrode anodique.
Ra/R = 3)0 Lorsqu'on diminuait encore la résistance en dérivation au-dessous de la valeur pour laquelle Ra/R = 3, la non-linéarité commençait à croître et l'on constatait une détérioration simultanée du pouvoir de résolution du détecteur. Il est donc préférable que la valeur de la résistance en dérivation atteigne au moins un tiers ae la résistance entre les portions terminales de la couche résistante sur la surface de l'électrode anodique.
Claims (4)
1. Détecteur de rayonnement ionisant, sensible à la position, comprenant un ballon étanche rempli de gaz (1) et une électrode anodique (2) montée à l'intérieur du ballon (1) et comportant un support en forme de filament en matière isolante et une couche de matériau résistant disposée le long du support et recevant les charges électriques engendrées lors de l'ionisation du gaz dans le ballon (1) sous l'effet du rayonnement ionisant, ladite couche étant reliée électriquement, par ses portions terminales, aux sorties électriques (4) fixées au ballon (i), c a r a c t é r l s é en ce qu'il comprend en outre un élément résistant en dérivation raccordé en parallèle avec la couche de matériau résistant qui re çoit les charges électriques engendrées lors de l'ionisation du Gaz dans le ballon (1), la résistance de l'élément résistant en dérivation étant égale ou supérieure à un tiers de la résistance entre les portions terminales de la- dite couche de matériau résistant.
2. Détecteur de rayonnement ionisant, sensible à la position, selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é en ce que l'élément résistant en dérivation est une résistance (6) dont les sorties sont branchées aux portions ter nivales respectives de la couche de matériau résistant qui reçoit les charges électriques engendrées lors de l'ionisa tion du gaz dans le ballon (1)o
3.Détecteur de rayonnement ionisant, sensible à la position, selon la revendication 1, c a r a c t é r-i s é en ce que l'élément résistant en dérivation est constitué par une couche (9) de matériau résistant appliquée dans le sens longitudinal sur le support (8) de l'électrode anodique (7) et recouverte d'une couche (10) de matière isolante, tandis que la couche (il) de matériau résistant qui reçoit les charges électriques engendrées lors de l'ionisation du gaz dans le ballon (1) est appliquée dans le sens longitudinal sur la couche (10) de matière isolante et reliée électriquement, par ses portions terminales aux portions terminales respectives de la couche (9) qui constitue l'élément résistant en dérivation, la résistance entre les portions terminales de la couche (9) qui constitue 1'élément résistant en dérivation étant égale ou supérieure à un tiers de la résistance entre les portions terminales de la couche (11) qui reçoit les charges engendrées lors de l'ionisation du gaz dans le ballon (1).
4. Détecteur de rayonnement ionisant, sensible à la position, selon la revendication i, c a r a c t é r i s é
en ce que 11 élément résistant en dérivation se pré- sente comme un filament (14) en matériau résistant qui passe à l'intérieur du support (75) de l'électrode anodique (13) dans le sens longitudinal et qui est relié électriquement par ses bouts aux portions terminales respectives de la couche (16) qui reçoit les charges électriques engendrées lors de l'ionisation du gaz dans le ballon (1), la résistance entre les extrémités du filament (14) étant égale ou supérieure à un tiers de la résistance entre les portions terminales de la couche (16) qui reçoit les charges électriques engendrées lors de l'ionisation du gaz å.,ns le ballon Ci).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8301877A FR2540637A1 (fr) | 1983-02-07 | 1983-02-07 | Detecteur de rayonnement ionisant, sensible a la position |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8301877A FR2540637A1 (fr) | 1983-02-07 | 1983-02-07 | Detecteur de rayonnement ionisant, sensible a la position |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2540637A1 true FR2540637A1 (fr) | 1984-08-10 |
| FR2540637B1 FR2540637B1 (fr) | 1985-05-17 |
Family
ID=9285659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8301877A Granted FR2540637A1 (fr) | 1983-02-07 | 1983-02-07 | Detecteur de rayonnement ionisant, sensible a la position |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2540637A1 (fr) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2021460A1 (fr) * | 1968-10-24 | 1970-07-24 | Atomic Energy Commission | |
| US3609359A (en) * | 1969-01-08 | 1971-09-28 | Eugene Wainer | X-ray image intensifier with electron michrochannels and electron multiplying means |
| FR2449289A1 (fr) * | 1978-12-04 | 1980-09-12 | Us Energy | Compteur proportionnel sensible a la position avec une anode en fil metallique de faible resistance |
-
1983
- 1983-02-07 FR FR8301877A patent/FR2540637A1/fr active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2021460A1 (fr) * | 1968-10-24 | 1970-07-24 | Atomic Energy Commission | |
| US3609359A (en) * | 1969-01-08 | 1971-09-28 | Eugene Wainer | X-ray image intensifier with electron michrochannels and electron multiplying means |
| FR2449289A1 (fr) * | 1978-12-04 | 1980-09-12 | Us Energy | Compteur proportionnel sensible a la position avec une anode en fil metallique de faible resistance |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| NUCLEAR INSTRUMENTS AND METHODS, volume 95, 1971, North Holland Publishing Co. (AMSTERDAM, NL) H. BECKER et al. "A multiwire proportional chamber for use in a magnetic spectrograph of high dispersion", pages 525-532 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2540637B1 (fr) | 1985-05-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO1997011587A1 (fr) | Procede et dispositif de mesure d'un flux d'ions dans un plasma | |
| CH638618A5 (fr) | Capteur anemometrique directionnel a perte de chaleur. | |
| EP0228933A1 (fr) | Dispositif de détection et de localisation de particules neutres, et application | |
| FR2540637A1 (fr) | Detecteur de rayonnement ionisant, sensible a la position | |
| FR2476849A1 (fr) | Appareil pour la mesure d'un champ electrique | |
| EP0340126B1 (fr) | Détecteur gazeux pour rayons-x sans parallaxe | |
| FR2549232A1 (fr) | Perfectionnements aux dispositifs pour lire les quantites de charges electriques portees par un dielectrique | |
| EP0326479B1 (fr) | Détecteur pour tomographie à rayons X | |
| FR2514557A1 (fr) | Spectrometre magnetique miniature a structure coaxiale | |
| EP0877231B1 (fr) | Dispositif de mesure de position et de déplacement sans contact | |
| FR2646516A1 (fr) | Detecteurs a photoconducteur de rayonnement ionisant et procedes de mise en oeuvre | |
| FR2654210A1 (fr) | Dispositif de mesure pour la determination d'une grandeur physique. | |
| EP0418965B1 (fr) | Tube à rayons cathodiques muni d'un photodeviateur | |
| FR2551264A1 (fr) | Tube a rayons cathodiques | |
| EP1688974B1 (fr) | Condensateur à haute stabilité thermique pour des mesures sur des lignes haute-tension | |
| FR2522415A1 (fr) | Detecteur proportionnel de rayonnements ionisants pour localisation a deux dimensions | |
| FR2629290A1 (fr) | Commutateur selecteur de gammes pour instrument a chambre d'ionisation | |
| FR2538546A1 (fr) | Sonde thermique, notamment pour la detection de la presence ou de l'absence d'un liquide | |
| CH390575A (fr) | Procédé de mesure de pression dans les phénomènes d'explosion et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé | |
| WO2002042721A1 (fr) | Dispositif de mesure capacitif | |
| EP0619597B1 (fr) | Chambre d'ionisation à haute efficacité de détection de rayonnement gamma | |
| EP0084994A2 (fr) | Détecteur pour la localisation d'un rayonnement électromagnétique et dispositif de traitement des signaux fournis par ledit détecteur | |
| FR2865036A1 (fr) | Detecteur de tension unipolaire, notamment pour ligne electrique aerienne. | |
| FR2817032A1 (fr) | Perfectionnements aux dispositifs de mesure exploitant une mesure indirecte de permittivite | |
| FR2696836A1 (fr) | Dispositif de simulation et d'évaluation des risques de contournement dus à la pollution d'un isolateur électrique. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |