CHAPITRE VI

Opérations préliminaires.

4. Le palier des compteurs. — Nous avons adopté comme conditions de remplissage du bloc de compteurs 23 mm. de vapeur d’acétone. Nous avons fait usage d’une vapeur organique pour pouvoir bénéficier de l’amélioration de temps mort que procurent les faibles résistances d'utilisation de ces compteurs. Nous avons exclu l’adjonction de gaz tels que l’argon ou le néon, préconisée par certains auteurs, parce que leurs atomes relativement lourds pouvaient amener

une diffusion notable des électrons avant leur arrivée dans le second compteur qu'ils ont à actionner.

IL faut naturellement refaire le remplissage chaque fois que pour introduire une source dans l’appareil, ou pour changer les écrans absorbants, il a été nécessaire d'ouvrir l’appareil à la pression atmosphérique. Or l'expérience montre que les conditions de fonctionnement ne se retrouvent pas rigoureusement identiques d’une fois à l’autre sans doute parce que la pression ou la température de la vapeur introduite ont légèrement varié, le seuil des compteurs étant très sensible à ces variations.

Comme il n’est pas possible après chaque remplissage de procéder à une nouvelle étude du palier et que même la mesure du seuil, au sens où on l'entend habituellement, est une chose assez peu précise nous avons établi un mode empirique de détermination rapide des conditions de fonctionnement qui nous a donné toute satisfaction.

Reportons-nous au schéma de l’amplificateur donné en figure 14, et examinons à l'oscillographe cathodique les impulsions sur la grille de la seconde lampe amplificatrice. Lorsque la tension du compteur est faible on observe peu d’impulsions, celles-ci ayant des amplitudes variables Si nous augmentons la tension du compteur le nombre et l'amplitude des impulsions augmentent et il arrive un moment où toutes les impulsions ont la même amplitude. Pour une tension voisine de 1450 volts, cette valeur se définit facilement à +5 volts près. Elle est d’ailleurs fonction de la polarisation de la seconde lampe de l’amplificateur, mais celle-ci a été réglée une fois pour toutes. La tension ainsi définie constitue ce que nous appelons le « seuil d’utilisation » du compteur. C’est une caractéristique bien définie et qui se détermine très facilement et très rapidement. En pratique il suffit de relier par une pince crocodile le fil de l’oscillographe à la corne de grille de la lampe en question et en moins d’une minute la détermination peut être faite avec la précision indiquée.

Si nous appelons À, B, C, D, E, les cinq compteurs du bloe en commençant par la gauche et en regardant l'appareil par la face où se font les sorties des fils, nous disposons toujours les sources entre les compteurs C et D et nous mesurons les coïncidences entre les compteurs Bet C d'une part, D et E d'autre part, le compteur A restant toujours inutilisé.

Pour faire l'étude du palier des compteurs nous avons introduit dans l'appareil une source-étalon constituée par une goutte de RaD + E +F en équilibre évaporée sur mica et insérée entre deux: feuilles d'aluminium suffisantes pour arrêter les 8 de RaD et les « de Po.

Nous commençons par fixer la tension de chaque compteur à son seuil d'utilisation et mesurons le nombre de coïncidences B, Cet D, E en augmentant de ro en ro volts les tensions de chaque compteur à

partir de cette valeur. Dans ces conditions nous obtenons des courbes telles que celles de la figure 20. On voit que les compteurs possèdent %o

un paliertout à faitsatis- Gbe o— e— 4, ARRET NS Le « “ er + + € + + + + + — faisant. De ces courbes 500 * FLT nous avons déduit la ie règle suivante pour la EP déterminationrapide des ; È conditions de fonction- à

nement des compteurs :

4 Q o SET L 1 L L L 1 1 l ET

na. S— apres chaque remplis © 49 …s Sa 4Wo So 60 70 8o Jo oo lo 180 Wir

sage : on mesure la ten- :

sion du seuil d’utilisa- Fig. 20.

tion de chaque compteur

et on se place 70 volts au-dessus. Cette façon d’opérer nous a donné toute satisfaction.

2. Examen de l'entraînement des compteurs. — On pouvait craindre que lorsque l'écran qui sépare deux compteurs en coïncidence devient trop faible les photons émis dans l’un d'eux au cours d’une décharge ne viennent créer des secondaires dans l’autre et amener de ce fait des coïnciaences parasites.

Lorsque aucun écran n’est introduit entre les deux compteurs nous avons observé que cet effet est considérable, le nombre réel de coïncidences arrivant à être multiplié par 2 ou 3.

De plus nous avons constaté que les conditions dans lesquelles se faisait cet entraîinement étaient assez difficiles à préciser, le nombre de coïncidences parasites variant beaucoup d'une expérience à l’autre sans raison apparente. Nous avons donc renoncé à À faire des mesures avec écran nul, en raison de l'impossibilité d'établir une correction d’entraînement raisonnable.

Pour voir si l'entraînement subsistait lorsque les compteurs se trouvaient séparés par des écrans minces, nous avons tracé la courbe

Fig. 21.

6o ANDRÉ BERTHELOT

d'absorption des rayons £ de l’étalon de RaE en cutitisant ces écrans minces. Le rayonnement étant déjà filtré par les feuilles d'aluminium entourant l’étalon on ne devrait observer de relèvement du nombre des coïncidences mesurées pour de faibles écrans que s'il y a entrainement des compteurs.

La figure 21 représente les courbes d'absorption obtenues de part et d'autre de la source. On constate que la courbe ne présente aucun relèvement vers l’origine et par suite que l'écran le plus mince utilisé suffit à arrêter l'entrainement. Ceci tient sans doute à ce que les photons qui produisent cet entraînement sont très mous, appartenant probablement au spectre visible, et sont arrêtés par des épaisseurs très minces d'aluminium.

3. Etalonnage du numérateur. — Il est nécessaire de savoir jusqu’à quel point on peut admettre que les numérateurs utilisés ne donnent pas de pertes sensibles. Un moyen commode pour procéder à leur examen cousiste à les utiliser pour mesurer une période de décroissance. Pour les faibles taux de comptage les pertes sont négligeables et l’on doit retrouver la décroissance exponentielle. Mais lorsque le taux de comptage est élevéil y ades pertes et celles-ci peuvent être évaluées en comparant les valeurs mesurées et les valeurs réelles obtenues par extrapolation de l’exponentielle trouvée en fin de décroissance.

Il est très commode pour faire cette détermination d’em- .

ployer l'iode radioactif de période 29 minutes. En effet d'une partil est facile d'obtenir cette période à l'état pur et

minutes

9024 4 1 à in 1 à à! 1 1 1 1 = d'autre part sa valeur. a été

© 10 Zo 3o 4o 5o 100 150

déterminée de façon très précise (6o). Le résultat d’une telle mesure est donné par la figure 22. La droite tracée représente la décroissance théorique. On constate que des divergences n'apparaissent que lorsque le taux de comptage devient supérieur à 2000 par minute, Or dans nos expé-

His,

riences le taux de comptage n’a jamais dépassé 1000 de sorte que nous n'avons pas eu à faire de correction.

Pour pouvoir opérer des vérifications plus rapides et aussi pour aider au réglage des numérateurs avant leur mise en service nous avons construit un pelit appareil qui s'est révélé très commode. Il s'agit d’un dispositif à contact tournant pouvant donner à chaque tour 50 contacts brefs et disposés suivant une loi de hasard. Le contacteur est, pour les vérifications, substitué au compteur es dans le circuit d'entrée de l’amplificateur (fig. 23) SIEUS et chaque établissement de contact fournit une impulsion négative qui joue le rôle d’une impulsion de compteur. Il suffit de compter le nombre HT) de tours effectués pour connaître le nombre d’im- yes pulsions fournies à l’amplificateur et que l’on doit comparer à l'indication du numérateur. Il est possible de faire fonctionner le contacteur jusqu'à la vitesse de 2 tours en 3 secondes, correspondant à 2000 impulsions par minute, ce qui suffit pour une vérification rapide. Au delà de cette vitesse, un doute se présente relativement au bon fonctionnement des contacts mobiles.

Fig. 23.

4. Mouvement propre et coïncidences fortuites. — Le mouvement propre de chaque paire de compteurs en coïncidence a été mesuré à différentes reprises. Il est égal à une impulsion par minute soit, puisque l'on ajoute les valeurs mesurées de part et d’autre : 2/min. Sauf dans le cas de la détermination de l’activité résiduelle au bout de 48 heures dont il sera question au chapitre VII, $ 2, cette valeur demeure très inférieure à 1 0/0 de l’activité mesurée et par suite nettement inférieure aux erreurs statistiques. Il n’y a donc pas lieu d’en tenir compte, sauf dans le cas particulier mentionné.

Il est assez difficile de connaître le nombre de coïncidences fortuites que comporte une mesure avec le dispositif utilisé. En effet ce nombre est donné par :

NE oo

où n, et nr, représentent le nombre d’impulsions :ndépendantes dans chacun des deux compteurs en cause et + le temps de résolution de l’amplificateur. Si nous désignons par n, le nombre d’impulsions par seconde dans le compteur le plus éloigné de la source, elles ne sont pas en général indépendantes de celles du compteur le plus rapproché. En effet la plupart d’entre elles sont dues à des électrons qui ont déjà provoqué une décharge dans le premier compteur et donnent lieu a une coïncidence vraie. { e sont seulement les impulsions du second compteur qui ne donnent pas lieu à coïncidence vraie qui doivent

entrer en ligne de compte pour le calcul des coïncidences fortuites. Désignons par & cette fraction no — an.

Le nombre d’impulsions dans le premier compteur traversé par le rayonnement ne peut pas être mesuré car il est trop élevé pour Le dispositif de numération que nous utilisons. Nous pouvons l’estimer en fonction du nombre d'impulsions dans le second compteur en évaluant le rapport des angles solides sous lesquels on voit de la source les fenêtres d'entrée de ces deux compteurs. En raison de la proximité de la source et de la fenêtre d'entrée du premier compteur et des grandes dimensions relatives de celle-ci le calcul de l’angle solide correspondant ne peut être qu’approximatif. On trouve que le rapport des angles solides est de l’ordre de 4o. D'où pour expression du nombre des coïncidences fortuites :

°N— 2.40 nan.

La valeur maximum de n;, que nous avons fait intervenir dans nos mesures est 1 5oo/min., soit 25/sec., d'ou compte tenu de la valeur tt LOSC

N cv 0,2 a/sec.

Dans toutes les mesures effectuées x a toujours été inférieur à 0,1 donc on a toujours eu :

N 0,02/sec.

N=< 1,2/min:

cette valeur limite n'étant d’ailleurs atteinte que pour les plus fortes intensités utilisées. Il en résulte que les coïncidences fortuites sont toujours en nombre négligeable par rapport aux coïncidences vraies. Nous aurons d'ailleurs l’occasion, à propos des mesures rapportées au chapitre IX de retrouver d’une autre façon la même conclusion.