FR2570507A1 - Dispositif pour la mesure de rayonnement nucleaire, et camera a scintillations munie d'un tel dispositif - Google Patents

Abstract

DISPOSITIF DESTINE A LA MESURE DE RAYONNEMENT NUCLEAIRE ET COMPORTANT, POUR LA DETECTION DE QUANTA DE RAYONNEMENT, UN SCINTILLATEUR 10 COUPLE OPTIQUEMENT A UNE FENETRE D'ENTREE D'UN PHOTODETECTEUR 20 POUR CONVERTIR EN COURANT LES SCINTILLATIONS ENGENDREES PAR LE RAYONNEMENT. CE DISPOSITIF COMPORTE UN CIRCUIT NUMERIQUE QUI EST CONNECTE A UN CIRCUIT D'ECHANTILLONNAGE ET DE CONVERSION ANALOGIQUE-NUMERIQUE 40 A L'AIDE DUQUEL LE DISPOSITIF DETERMINE, DANS LE CAS DE QUANTA DE RAYONNEMENT NON SUPERPOSES, L'ENERGIE QUE POSSEDE CHAQUE QUANTUM DE RAYONNEMENT, ET DANS LE CAS OU LES QUANTA DE RAYONNEMENT ENGENDRENT DES IMPULSIONS DE COURANT SUPERPOSEES PARTIELLEMENT, LE CONTENU EN ENERGIE DES QUANTA DE RAYONNEMENT DISTINCTS PAR DES EXTRAPOLATIONS ET DES CORRECTIONS, NOTAMMENT A L'AIDE D'UNE MEMOIRE 170 OU DE MEMOIRES 170 ET 180 DANS LAQUELLE (LESQUELLES) SONT EMMAGASINES LES COEFFICIENTS DE CORRECTION AVEC LESQUELS SONT EFFECTUEES DES EXTRAPOLATIONS ET CORRECTIONS SOUS LA COMMANDE D'UN CIRCUIT DE SEQUENCE D'IMPULSIONS 200, ET AVEC INITIALISATION PAR UN DETECTEUR DE FLANC D'IMPULSION 80 QUI DETECTE L'INCIDENCE D'UN QUANTUM DE RAYONNEMENT. APPLICATION: CAMERA A SCINTILLATIONS.

Description

DISPOSITIF POUR LA MESURE DE RAYONNEMENT NUCLEAIRE, ET CAMERA A SCIN
TILLATIONS MUNIE D'UN TEL DISPOSITIF
L'invention concerne un dispositif pour la mesure de rayonnement nucléaire, ainsi qu'une caméra à scintillations munie d'un tel dispositif.

Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 3 525 047, il est décrit un dispositif servant à la mesure de rayonnement et comportant essentiellement les constituants suivants : un scintillateur pour la détection de rayonnement nucléaire, couplé optiquement à la fenêtre d'entrée d'un photodétecteur (tel un tube photomultiplicateur) pour convertir en courant les scintillations engendrées par le rayonnement nucléaire, un amplificateur de courant pour l'amplification dudit courant, ainsi qu'un circuit de distinction d'impulsions.Ce dernier circuit comporte lui-même d'une part des moyens qui, sur la base d'un paramètre mesuré représentatif du signal de sortie de l'amplificateur de courant, doivent former un signal appelé signal fac-similé et correspondant à la détection d'un seul quantum de rayonnement, et d'autre part des moyens pour synchroniser le signal de sortie réel de l'amplificateur de courant et le signal fac-similé et pour soustraire l'un de l'autre les deux signaux précités. Enfin, le dispositif décrit dans ledit brevet américain comporte des moyens pour analyser le signal résiduel qui résulte de ladite soustraction en vue de déduire de cette analyse la composition du signal de sortie réel de l'amplificateur de courant.Si l'analyse effectuée de la sorte indique que ce signal de sortie comporte plus de deux signaux superposés dont chacun correspond à la détection d'un seul quantum de rayonnement, une nouvelle utilisation d'un circuit identique de distinction d'impulsions (formation d'un signal fac-similé, synchronisation de ce signal et du signal de sortie de l'amplificateur de courant, soustraction de ces signaux,etc.) peut garantir une meilleure précision de détection et de comptage, celle-ci résultant par exemple du fait d'appliquer ledit signal résiduel à cet autre circuit de distinction d'impulsions identique au circuit ayant procédé à la première distinction.

Le dispositif préconisé de la sorte et destiné donc à la mesure de rayonnement nucléaire présente toutefois plusieurs inconvénients qui sont inhérents à son principe de fonctionnement a) avant chaque opération de séparation éventuelle des signaux détectés, il faut engendrer le signal fac-similé qui sert de référence au cours de la soustraction, et b) l'analyse du signal résiduel, analyse qui généralement signifie l'emploi d'un circuit à valeur de seuil, peut s'avérer être imprécise et sensible à des signaux parasites.

La demande de brevet français nu 83 14773 déposée le 16 septembre 1983 au nom de la Demanderesse a préconisé un dispositif qui, tout en permettant la mesure de rayonnement nucléaire, ne nécessite pas pour son fonctionnement l'emploi d'un signal fac-similé et n'est pas affecté non plus par les inconvénients cités ci-dessus.

La présente demande de brevet a pour objet d'indiquer des perfectionnements au dispositif en question.

A cet effet, le dispositif concerné par l'invention, qui est destiné à la mesure de rayonnement nucléaire et qui comprend, pour la détection de quanta de rayonnement, un scintillateur couplé optiquement à un photodétecteur pour convertir en impulsions de courant les scintillations engendrées par les quanta de rayonnement, et, pour le traitement desdites impulsions de courant, un circuit de distinction d'impulsions, est remarquable en ce que le circuit de distinction d'impulsions comporte des moyens de détection de flanc d'impulsion pour la détection d'un flanc avant d'une impulsion de courant, des moyens d'intégration pour l'intégration des impulsions de courant dans le temps, des moyens de mesure de durée pour la mesure d'une durée t enreun flanc avant et le flanc avant d'une impulsion suivante, lesdits moyens d'intégration et de mesure de durée recevant des signaux de commande déduits de la détection d'un flanc avant d'une impulsion de courant, des moyens de mémoire pour l'emmagasinage de coefficients de correction pouvant être sélectionnés avec la valeur de mesure de la durée d'intégration t, des moyens de calcul qui, sur la base du coefficient de correction et dey'mu pulsion de courant intégrée sur la durée t, servent à définir a), une valeur extrapolée de l'impulsion de courant intégrée sur la durée t, cette valeur extrapolée étant une mesure de l'intégrale de temps de l'en- tière impulsion de courant, et b) une valeur de correction qui correspond à la valeur intégrée de l'impulsion de courant après la durée t, ainsi que d'autres moyens de mémoire pour l'emmagasinage de la valeur de correction, alors que lesdits moyens de calcul définissent la différence entre la valeur de correction et une première impulsion suivante intégrée dans le temps en vue de déterminer, sur la base de la différence obtenue et de la durée d'intégration utilisée pour ladite premiere impulsion suivante, une valeur extrapolée ainsi qu'une valeur de correction de cette première impulsion suivante.

La description suivante, en regard des dessins annexés, le tout donné à titre d'exemple, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée.

La figure 1, formée par les parties A et B, illustre un exemple de réalisation d'un dispositif destiné à la mesure de rayonnement nucléaire et réalisé conformément à l'invention.

Les figures 2a à 2f montrent la superposition partielle des signaux électriques correspondant à deux rayonnements consécutifs proches l'un de l'autre, et illustrent les phases intermédiaires du calcul qui est effectué par le dispositif répondant à l'invention.

Les figures 3a à 3h sont des diagrammes de temps qui montrent l'ordre chronologique des opérations à effectuer par le dispositif selon l'invention, cet ordre chronologique étant fonction des diverses situations susceptibles de se produire.

La figure 4 illustre en détail un exemple de réalisation d'un circuit de séquence d'impulsions d'un dispositif selon l'invention.

Les figures 5a et 5b illustrent deux autres exemples de réalisation d'une partie du dispositif selon l'invention.

Le dispositif destiné à la mesure de rayonnement et illustré par les parties A et B de la figure 1 comporte, pour la détection de rayons gamma, un scintillateur 10 sous l'action duquel chaque photon capté est converti en scintillations. Ce scintillateur 10 est couplé optiquement à une fenêtre d'entrée d'un photodétecteur, par exemple un tube photomultiplicateur 20. Celui-ci convertit chaque scintillation en un courant électrique, amplifié par un circuit de pré-amplification et de filtrage 30. Ce dernier adapte donc le niveau du signal que ce circuit reçoit, et à cette occasion est effectué un filtrage léger de sorte que le signal est nivelé légèrement.Ledit circuit 30 est suivi en série, d'un circuit d'échantillonnage et de conversion analogique-numérique 40 et d'un additionneur 50 auquel est connecté un premier registre d'emmagasinage 60. La sortie de ce registre 60 est rétrocouplée vers une deuxième entrée de l'additionneur 50. Un deuxième registre d'Emmagasinage 70 est connecté à la sortie de l'additionneur 50. Le circuit de conversion analogique-numérique 40 et l'additionneur 50 reçoivent des impulsions d'horloge de la part d'un générateur ad hoc 90.

A l'aide du circuit de conversion analogique-numérique 40, de l'additionneur 50 et du registre d'emmagasinage 60, le fait d'additionner de façon cumulative les échantillons de signal numérisés détermine une définition progressive de l'énergie qui est iiée à chaque quantum de rayonnement. Le générateur 90 qui opère ici de façon indépendante est par exemple excitable aussi par une impulsion de commande du détecteur de flanc d'impulsion déjà utilisé pour autre chose (la connexion en traits interrompus entre le détecteur 80 et le générateur 90 indique cette deuxième possibilité). Le détecteur de flanc d'impulsion 80 est connecté ici à la sortie du photodétecteur 20 mais peut être connecté aussi à la sortie du circuit de pré-amplification et de filtrage 30.Le générateur d'impulsion d'horloge 90 forme les signaux d'horloge à fournir au circuit de conversion analogique-numérique 40 et assure le fonctionnement en synchronisme dudit circuit de conversion 40 et du regis- tre 60. Les signaux d'horloge du générateur 90 sont fournis en outre à un compteur 100 dont le contenu est fourni à un circuit de test 110 dont la sortie est connectée à un circuit 200 appelé circuit de séquence d'impulsions.

Lorsque le contenu du compteur (qui représente le nombre d'échantillons pris) devient égal à un nombre de référence choisi d'avance, le circuit de test 110 qui par exemple est un simple comparateur, envoie une impulsion de commande vers ledit circuit de séquence d'impulsions 200.

Le nombre d'échantillons de signal pris qui correspond au nombre de référence choisi d'avance est, de préférence, choisi de façon que l'amplitude de l'échantillon de signal pris en dernier lieu ne constitue pas plus d'une fraction déterminée (très petite) de l'amplitude maximale de l'impulsion de courant.Le circuit de séquence d'impulsions 200 envoie une impulsion de commande vers le registre 70 et vers un registre de compteur 190, le contenu de l'additionneur 50 étant emmagasiné dans le registre 70 alors que le contenu du compteur 100 est emmagasiné dans le registre 190, après quoi, sous l'action d'une autre impulsion de commande du circuit de séquence d'impulsions200, les contenus du registre 60 et du compteur 100 sont ramenés à zéro pour que le dispositif redevienne disponible pour la mesure d'un nouveau quantum de rayonnement à capter par le scintillateur (cristal de scintillation) 10.

Le contenu du registre 70 est fourni à une première entrée d'un circuit de soustraction 120 qui dans le cas présent reçoit sur sa deuxième entrée un signal nul (la raison de cela sera expliquée en détail dans la suite de cet exposé). Le signal de sortie du registre 70 est fourni à la première entrée d'un multiplicateur 130 dont le signal de sortie est fourni à un registre de valeur d'extrapolation 140, le signal de multiplication présent sur la deuxième entrée de ce multiplicateur 130 étant ici égal à 1 (la raison de cela sera expliquée plus loin dans l'exposé).Le contenu du registre 70 ayant été, après traversée du circuit de soustraction 120, multiplié par le signal de multiplication, le registre 140 transmet (toujours sous la commande du circuit de séquence d'impulsions 200) le résultat de la multiplication, emmagasiné dans ce registre 140, à la sortie 145 du dispositif, cette sortie mettant donc à disposition un signal qui est proportionnel à l'énergie d'un seul quantum de rayonnement détecté. La transmission du résultat vers ladite sortie 145 n'est effectuée qu'après une durée de retard T1 par rapport à l'excitation des registres 70 et 190 dans le but de tenir compte des durées de transmission et de calcul des circuits qui précèdent le registre 140 de valeur extrapolée.

Par contre, si un deuxième quantum de rayonnement parvient au cristal de scintillation 10 avant que le nombre d'échantillons de signal pris en compte n'ait atteint le nombre de référence, auquel cas l'énergie mesurée est pratiquement égale à l'énergie du quantum de rayonnement détecté, il se produit une superposition (partielle) des signaux électriques engendrés par les premier et deuxième quanta de rayonnement (voir la figure 2a). Le dispositif fonctionne alors comme suit a) L'incidence du premier quantum de rayonnement sur le cristal scintillateur 10 est détectée par le détecteur de flanc d'impulsion 80, formé par exemple par le montage en série que forment un différentiateur et un circuit à valeur de seuil, de même que l'incidence d'un deuxième quantum de rayonnement à l'instant t..L'impulsion de courant engendrée par le J deuxième quantum de rayonnement est superposée (en partie) à la première impulsion de courant, mais le flanc d'impulsion de la deuxième impulsion de courant est toutefois détecté par le détecteur de flanc d'impulsion 80. Dès que le flanc avant de la deuxième impulsion est détecté, le contenu du compteur 100 est emmagasiné dans le registre de compteur 190 alors que le signal de sortie de l'additionneur 50 est emmagasiné dans le deuxième registre 70, ces contenus étant transmis vers les sorties de ces registres 190 et 70 (le nombre d'échantillons de signal addition nés jusqu'audit instant t. est égal à n.).Puis les contenus du registre
J J 60 et du compteur 100 sont ramenés immédiatement à zéro, et ceux-ci redeviennent de ce fait disponibles à partir de l'instant tj pour addi J tionner à nouveau les échantillons de signal en coopération avec l'addi- tionneur 50 et pour compter le nombre suivant d'échantillons de signal qui sont additionnés.

b) Sur la base du contenu du registre 70 (surface hachurée sur la figure 2c), il est défini, à l'aide d'extrapolation, la quantité d'énergie totale du premier quantum de rayonnement, ce qui est possible du fait que la forme de la courbe de réponse du cristal de scintillation après incidence d'un quantum de rayonnement sur celui-ci est connue. L'extrapolation est réalisable par une seule multiplication. Dans le multiplicateur 130, le signal de sortie du registre 70 (surface hachurée sur la figure 2c) est multiplié par un coefficient d'extrapolation Cj qui est supérieur à 1. Les coefficients d'extrapolation sont emmagasinés dans une mémoire 170 et sont appelés avec la valeur n. par laquelle la mémoi
J re est adressée (le circuit de soustraction 120 est sans influence sur cette extrapolation en raison de ce que la deuxième entrée négative de ce circuit 120 reçoit dans ce cas un signal nul).

c) Le résultat de l'extrapolation est emmagasiné dans le registre de valeur d'extrapolation 140 et devient disponible sur la sortie 145. I1 s'écoule un intervalle de temps T1 entre l'emmagasinage des données dans les registres 70 et 190 et l'instant de mise à disposition du résultat de l'extrapolation sur la sortie 145.

d) Au cours de ladite extrapolation, une mémoire 180 dont les entrées d'adresse shuntent en sortie du registre 190 les entrées d'adresse de la mémoire 170, fournit un coefficient de correction C' . qui à l'aide
nJ d'un multiplicateur 150 est multiplié par le contenu du registre 70 (surface hachurée sur la figure 2c) pour déterminer la quantité d'énergie qui correspond à la surface hachurée sur la figure 2d, qui appartient à la première impulsion de courant mais qui est échantillonnée et additionnée en même temps que l'énergie de la deuxième impulsion de courant.

e) La valeur de correction correspondant à cette quantité d'énergie est emmagasinée dans un registre de valeur de correction 160 qui est excité seulement après un intervalle de temps T2, consécutif à l'emmagasinage des données dans le registre 140 Le signal de sortie de ce registre 140 est envoyé vers la deuxième entrée négative du circuit de soustraction 120.

f) L'énergie correspondant au deuxième quantum de rayonnement (surface hachurée sur la figure 2e) est déterminée avec le circuit de soustraction 120 à l'aide duquel le signal emmagasiné dans le registre de valeur de correction 160 et correspondant à la surface hachurée sur la figure 2d est soustrait du signal de sortie du deuxième registre 70 (à l'instant tk, surface hachurée sur la figure 2f).

En effet, le signal échantillonné et additionné entre les instants tj et tk est un signal qui résulte de la superposition de deux impulsions de courant, alors que sur la base de la quantité d'énergie mesurée à l'instant tj, il est possible de déduire la quantité d'énergie résiduelle de la première impulsion de courant (entre les instants t. et
J t ). Le signal obtenu de la sorte est multiplié par le-signal de sortie
k de la mémoire 170 qui, dans le présent cas, fournit un coefficient d'extrapolation égal à 1, étant donné qu'aucun nouveau quantum de rayonnement n'est venu perturber la mesure du quantum de rayonnement précédent.

Le coefficient d'extrapolation est supérieur à 1 si un troisième quantum de rayonnement se produit avant que le compteur 100 n'ait atteint le contenu emmagasiné dans le comparateur 110 Lorsque ce contenu est atteint par le compteur, la détermination de la quantité d'énergie dsune impulsion de courant est achevée. Le résultat de la multiplication à laquelle a procédé le multiplicateur 130 est emmagasiné dans le registre 140 dans les mêmes conditions que celles décrites ci-dessus. Comme décrit précédemment, il est effectué une séparation des impulsions de courant électrique dont chacune est engendrée par un quantum de rayonnement et qui étaient superposées en partie, alors qu'il a été tenu compte de la vitesse de succession des quanta de rayonnement incidents consécutifs.

Lorsqu'un nouveau quantum de rayonnement se produit, le processus de définition est de nouveau effectué systématiquement de façon identique.

Les figures 3a à 3h illustrent l'ordre de succession chronologique des opérations effectuées par le dispositif qui vient d'être décrit.

La figure 3a montre le signal d'horloge que fournit le générateur ad hoc 90 qui définît la vitesse d'échantillonnage du circuit de conversion analogique-numérique 40.

La figure 3b montre la situation dans laquelle a lieu la détection d'un seul quantum de rayonnement. Dès qu'il apparaît à la sortie du comparateur 110 un signal dit d'addition finale qui indique qu'un nombre suffisant d'échantillons de signal a été pris et additionné, le contenu présent dans l'additionneur 50 (les échantillons de signal cumulés) sera emmagasiné dans le deuxième registre 70 par-l'apparition du signal (l) sur la figure 3e (de même que le contenu du compteur 100 dans le registre 190). Avec le signal que montre la figure 3b est engendré le signal (1) sur la figure 3é. Avec ce dernier signal est engendré à son tour le signal (l) de la figure 3f, à l'aide duquel les contenus du registre 60 et du compteur 100 sont ramenés à zéro.

La figure 3c montre le cas où deux quanta de rayonnement incidents frappant le cristal de scintillation à des instants aussi proches l'un de l'autre que les impulsions de courant qui en résultent sont superposées partiellement. Les signaux consécutifs montrés sur la figure 3c et qui indiquent la détection (par le détecteur 80) des quanta de rayonnement, ont été portés en diagramme le. long d'un axe de temps interrompu t. Le premier signal (2-1) termine le signal (1) (reproduit sur la figure 3f) à l'aide duquel les contenus du registre 60 et du compteur 100 sont ramenés à zéro et y sont maintenus. Le signal (l) sur la figure 3f est présent toujours après que le comparateur 110 a fourni l'indication qu'une impulsion de courant a été échantillonnée et intégrée complètement.Après le signal (2-1) selon la figure 3c, une première impulsion de courant est échantillonnée et intégrée jusqu'à l'instant d'incidence d'un deuxième quantum de rayonnement (signal (2-2)), qui engendre une irnpulsion de courant se superposant (partiellement) à la première impulsion de courant. En coopération avec le signal (2) dessiné sur la figure 3e, ledit signal (2-2) donne lieu à l'emmagasinage du contenu du compteur 50 dans le registre 70, après quoi la remise à zéro des contenus du registre 60 et du compteur 100 a lieu avec le signal (1) sur la figure 3f. Comme le signal (2) sur la figure 3f passe directement à la valeur zéro, il est possible d'échantillonner et d'intégrer l'énergie d'impulsions superposées de courant.Cet échantillonnage et cette intégration sont interrompus soit par l'incidence d'un troisième quantum de rayonnement (causant une superposition partielle à la deuxième impulsion de courant) sous l'influence duquel de nouveau un signal de commande e va vers les registres 70 et l90 et de nouveau les contenus du registre 70 et du compteur 100 sont ramenés à zéro par le signal f, soit lorsqu'est atteint un nombre suffisant d'échantillons de signal de la deuxième impulsion de courant qui est engendrée par le deuxième quantum de rayonnement.

La figure 3d montre l'état logique d'un signal d dans le circuit de la figure 4, circuit qui sera expliqué plus loin dans cet exposé.

Les figures 3e et 3f montrent les impulsions de commande respectives qui commandent les registres 70 et 190, et les impulsions de commande respectives qui commandent la remise à zéro des contenus du registre 60 et du compteur 100 dans le cas (l) d'un seul quantum de rayonnement et dans le cas (2) où les instants d'incidence de deux quanta de rayonnement sont très proches l'un de l'autre.

La figure 39 montre le signal à l'aide duquel le registre de valeur d'extrapolation 140 est commandé à la sortie du dispositif conforme à l'invention et qui se produit après une durée T1 consécutive aux signaux de la figure 3e.

La figure 3h montre le signal qui commande le registre de valeur de correction 160, ce signal de commande ne se produisant qu'après une durée T2 consécutive au signal selon la figure 39.

Dans le mode de réalisation suivant la figure 4, le circuit de séquence d'impulsions 200 qui engendre les signaux de commande décrits en relation aux figures 3a à 3h, comporte trois bascules monostables 401, 402 et 407, une bascule type RS 403, deux portes-ET 404 et 408, deux portes-0U 405 et 406, ainsi que deux lignes de retardement 409 et 410.

On peut se rendre compte que ce circuit conduit au fonctionnement décrit précédemment. La bascule monostable 401 reçoit le signal de sortie du comparateur 110. De son côté, la bascule monostable 402 reçoit le signal de sortie du détecteur de flanc d'impulsion 80.

La sortie b de la bascule monostable 401 acquiert la valeur logique 1 si un signal d'addition finale est présent, signal qui est délivré après changement d'état du circuit de test 110. Lorsque la valeur logique sur la sortie c de la bascule monostable 402 est égale à 0, il se produit la valeur logique 1 sur d, la valeur logique 0 sur k, la valeur logique 1 sur e (signal que montre la figure 3e), et la valeur logique 1 sur m. Lorsque e reprend la valeur logique 0, f prend la valeur logique 1 (remise à zéro des contenus du compteur 100 et du registre 60) et maintient cette valeur 1 aussi longtemps que d a la valeur logique 1, tandis que g et h suivent la valeur logique de e avec des retards respectifs T1 et T1 +T2.

Lorsque la sortie b de la bascule monostable 401 a la valeur logique 0, alors que c a la valeur logique 1 (incidence d'un premier quantum de rayonnement), d prend la valeur logique 0 dès que c prend la valeur logique 0, k garde la valeur logique 0 alors que e, g et h ont la valeur logique 0.

Dès que e reprend la valeur logique 1 (incidence d'un deuxième quantum de rayonnement), alors que b n'a toujours pas encore pris la valeur logique 1 (en raison de ce que le contenu du compteur 100 n'a pas encore atteint le contenu emmagasiné dans le comparateur 110), k passe à la valeur logique 1 de même que e, m, g, h, alors que f n'acquiers la valeur 1 (remise à zéro des contenus du registre 60 et du compteur 100) que lorsque e reprend la valeur logique 0. La valeur logique de f passe à 0 lorsque m, c'est-à-dire k, et donc c reprennent la valeur logique 0.

Le dispositif que montrent les parties A et B de la figure 1 est modifiable de plusieurs façons sans sortir pour autant du cadre de la présente invention. Ainsi, il est possible de remplacer les moyens d'intégration numériques 40, 50, 60 par un intégrateur analogique qui est branché en série avec un convertisseur analogique-numérique dont la sortie est à connecter à l'entrée du registre 70. Le convertisseur analogique-numérique doit recevoir un signal de commande (par exemple le signal de commande sur la ligne 201), l'instant de commande du registre 70 devant être retardé par rapport à l'instant de commande du convertisseur analogique-numérique.Comme un intégrateur analogique a une certaine durée de décharge et que les impulsions de courant peuvent se chevaucher parce qu'une durée n'est pas disponible pour la décharge, il est utile de brancher deux intégrateurs analogiques en parallèle. Le résultat de cette façon de faire est qu'un de ces intégrateur peut effectuer son rôle d'intégration (charge) tandis que l'autre peut se décharger (après avoir subi l'échantillonnage par le convertisseur analogique-numérique qui doit être commuté en permanence d'un intégrateur à l'autre, par exemple sous la commande du signal sur la ligne 201).

Par ailleurs et comme le montre la figure 5a, il est possible de se contenter de l'emploi d'une seule mémoire 180 et d'un seul multiplicateur 150. I1 est possible d'omettre l'emploi de la mémoire 170 etdu multiplicateur 130 (voir la partie 1B de la figure 1) si la sortie du circuit de soustraction 120 est connectée à l'entrée du registre 140 et la première entrée du circuit d'addition 135 est connectée à la sortie 145. Une deuxième entrée du circuit d'addition est raccordée à la sortie du registre 160 ce qui a comme résultat que la quantité d'énergie manquante (figure 2d) qui est emmagasinée dans le registre 160, est additionnée à la quantité d'énergie déjà présente qui est emmagasinée dans le registre 140.Le résultat d'une mesure est donc obtenu après un retard T3 (durée de calcul de l'additionneur) après la mise à disposition du contenu du registre 160 (signal h sur la ligne 204, voir la figure 3h et la figure 4). Eventuellement, le résultat de l'additionneur 135 peut être emmagasiné dans un registre 155 qui est raccordé à cet additionneur et qui dans ce but doit recevoir un signal de -commande 205 à déduire par exemple du signal h sur la ligne 204 (par exemple par l'intermédiaire d'un élément retardateur, comme les éléments 409 et 410 de la figure 4, donnant lieu à un retard T3.

Une autre possibilité pour se contenter de l'emploi d'une seule mémoire 170 et d'un seul multiplicateur 130 est illustrée sur la figure 5b et est réalisable du fait d'omettre l'emploi de la mémoire 180 et du multiplicateur 150 (voir la partie 1B de la figure I) et de connecter les sorties du registre 140 et du circuit de soustraction 120 à une entrée d'un circuit de soustraction supplémentaire 125. La sortie de ce circuit supplémentaire 125 fournit une valeur de correction, comme celle qui est indiquée dans la figure 2d, et cette valeur de correction est fournie à l'entrée du registre 160 pour la correction de la valeur intégrée des impulsions de courant suivantes (superposées).Comparativement à l'exemple déjà décrit plus tôt dans cet exposé, l'exemple qui vient d'être décrit ci-dessus a l'avantage qu'il n'est pas nécessaire de disposer de signaux de-commande autres que ceux décrits en référence aux figures 3a à 3h et 4.

Bien que, pour les exemples donnés ci-dessus et pour le circuit de séquence d'impulsions 200 déjà décrit (figure 4), l'on ait utilisé des circuits discrets, la réalisation desdits exemples et circuits est possible aussi, entièrement ou en partie, à l'aide d'un microprocesseur (notamment le circuit de séquence d'impulsions) à condition que celui-ci opère de façon suffisamment rapide (capable d'effectuer des multiplications en une durée de 100 nanosecondes?.

I1 va de soi que la présente invention n'est nullement limitée aux réalisations décrites en référence aux figures, et que, sans sortir du cadre de l'invention, il est possible de proposer encore d'autres variantes de ces réalisations. A remarquer par exemple que si le détecteur de flanc d'impulsion 80 est branché entre les circuits 20 et 30 comme c'est le cas sur la figure 1, il est possible d'ajouter audit détecteur un élément de filtrage, mais qu'un tel élément de filtrage n'est plus nécessaire dans le cas où le détecteur est branché entre les circuits 30 et 40.

Claims (11)

REVENDICATIONS :

1. Dispositif destiné à la mesure de rayonnement nucléaire et comportant, pour la détection de quanta de rayonnement, un scintillateur couplé optiquement à un photodétecteur pour convertir en impulsions de courant les scintillations engendrées par les quanta de rayonnement, et, pour le traitement desdites impulsions de courant, un circuit de disp tinction d'impulsions, caractérisé en ce que le circuit de distinction d'impulsions comporte des moyens de détection de flanc d'impulsion pour la détection d'un flanc avant d'une impulsion de courant, des moyens d'intégration pour l'intégration des impulsions de courant dans le temps, des moyens de mesure de durée pour la mesure d'une durée t entre un flanc avant et le flanc avant d'une impulsion suivante, lesdits moyens d'intégration et de mesure de durée recevant des signaux de commande déduits de la détection d'un flanc avant d'une impulsion de courant, des moyens de mémoire pour l'emmagasinage de coefficients de correction pouvant être sélectionnés avec la valeur de mesure de la durée d'intégration t, des moyens de calcul qui, sur la base du coefficient de correction et de l'impulsion de courant intégrée sur la durée t, servent à définir a) une valeur extrapolée de l'impulsion de courant intégrée sur la durée t, cette valeur extrapolée étant une mesure de l'intégrale de temps de l'entière impulsion de courant, et b) une valeur de correction qui correspond à la valeur intégrée de l'impulsion de courant après la durée t, ainsi que d'autres moyens de mémoire pour l'emmagasinage de la valeur de correction, alors que lesdits moyens de calcul définissent la différence entre la valeur de correction et une première impulsion suivante intégrée dans le temps en vue de déterminer, sur la base de la différence obtenue et de la durée d'intégration utilisée pour ladite première impulsion suivante, une valeur extrapolée ainsi qu'une valeur de correction.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de mesure de durée comportent un générateur d'impulsions d'horloge, un compteur et un registre de compteur, et-en ce que soit le comparateur engendre une impulsion d'arrêt si le compteur atteint un contenu qui est égal au contenu du compteur ajusté d'avance dans le comparateur, soit le contenu du compteur est emmagasiné dans le registre du compteur si les moyens de détection de flanc d'impulsion détectent un flanc avant d'une impulsion de courant, alors que dans ces deux cas le contenu du compteur est ramené à zéro.

3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens d'intégration comportent un convertisseur analogique-numérique, un additionneur et un premier registre, et en ce que la sortie du convertissseur analogique-numérique est connectée à une première entrée d'un circuit d'addition dont la sortie est connectée à l'entre du premier registre dont la sortie est connectée à une deuxième entrée dudit circuit d'addition, la sortie de l'additionneur étant connectée à l'entrée d'un deuxième registre pour l'emmagasinage de l'impulsion de courant intégrée à la fin de la durée t.

4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens de calcul comportent des moyens de soustraction pour soustraire de l'impulsion de courant intégrée sur le temps t la valeur de correction, ainsi que des moyens de multiplication pour multiplier la différence fournie par les moyens de soustraction par un coefficient de correction fourni par les moyens de mémoire.

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de soustraction comportent un circuit de soustraction dont une première entrée est connectée à la sortie des moyens d'intégration, en ce que les moyens de multiplication comportent un circuit de multiplication dont une première entrée est connectée à la sortie du circuit de soustraction et dont une deuxième entrée est connectée à la sortie des moyens de mémoire dont l'entrée d'adresse est connectée à la sortie du registre de compteur, et en ce que la deuxième entrée du circuit de soustraction reçoit la valeur de correction.

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le circuit de multiplication fournit la valeur de correction, et en ce que la sortie de ce circuit de multiplication est connectée à une entrée d'un registre de valeur de correction dont la sortie est connectée à la deuxième entrée du circuit de soustraction.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de calcul comportent un circuit d'addition dont une pre mière entrée est connectée à la sortie du registre de valeur de correction et dont une deuxième entrée est connectée à une sortie d'un registre intermédiaire dont l'entrée est connectée à la sortie du circuit de soustraction, ledit circuit d'addition fournissant à sa sortie la valeur extrapolée.

8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la sortie du circuit de soustraction est connectée à une première entrée d'un deuxième circuit de multiplication qui appartient aux moyens de calcul et dont une deuxième entrée est connectée à une sortie d'une mémoire de coefficient d'extrapolation qui appartient aux moyens de mémoire et dont une entrée d'adresse est connectée au registre de compteur, ledit deuxième circuit de multiplication fournissant à sa sortie la valeur extrapolée.

9. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le circuit de multiplication fournit la valeur extrapolée2 en ce que la sortie de ce circuit de multiplication est connectée à l'entrée d'un registre de valeur d'extrapolation dont une sortie est connectée à une entrée d'un deuxième circuit de soustraction dont la deuxième entrée est connectée à la sortie du premier circuit de soustraction 7 et en ce que la sortie du deuxième circuit de soustraction est connectée à une entrée d'un registre de valeur de correction dont la sortie est connectée à la deuxième entrée du premier circuit de soustraction.

10. Dispositif selon la revendication 7, 8 ou 9, caractérisé en ce que le circuit de distinction d'impulsions comporte un circuit de séquence d'impulsions dont une première entrée est connectée à la sortie du comparateur et dont une deuxième entrée est connectée à la sortie des moyens de détection de flanc d'impulsion2 et en ce qu'en réponse à un signal d'entrée sur une desdites deux entrées le circuit de séquence d'impulsions, engendre, sur quatre sorties différentes, consécutivement quatre impulsions de commande dont une première impulsion est fournie à une entrée de commande du registre de compteur et du deuxième registre pour emmagasiner dans le registre de compteur le contenu du compteur et dans le deuxième registre l'intégrale de temps de l'impulsion de courant détectée, une deuxième desdites quatre impulsions étant fournie à une entrée de remise à zéro du compteur et du premier registre, une troisième desdites quatre impulsions étant fournie à une entrée de commande soit du registre intermédiaire soit du registre de valeur d'extrapolation2 tandis qu'enfin une quatrième desdites quatre impulsions est fournie au registre de valeur de correction.

11. Caméra à scintillations munie d'un dispositif destiné à la mesure de rayonnement nucléaire, caractérisée en ce que la caméra à scintillations comporte plusieurs détecteurs de rayonnement dont chacun est muni d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes.