POSSIBILITES DU DOUBLE SPECTROMETRE

Nous allons maintenant montrer les possibilités de l'appareil tel qu'il

a été construit, en indiquant les limites pratiques de son utilisation.

COINCIDENCE By

Considérons le cas simple de la figure 26, en supposant que le seul groupe de coïncidence By ne donne pas lieu à des corrélations angulaires. Soit N le nombre total de désintégrations par seconde, le nombre d'émissions $ qui donne lieu à des coïncidences est égal à Np (p = rapport d'embranchement) ; la probabilité PE de détection du rayon ÿ dépend de son énergie E, le nombre de y dé-

tectés par seconde par le scintillateur est NP pe

Pour qu'une particule B parvienne au détecteur du spectromètre, il faut qu'elle soit dans l'angle solide utile qui est défini par la luminosité 4 du spectromètre, il faut aussi qu'elle soit dans la bande d'énergie focalisée qui ne représente qu'une fraction b du spectre B ; le nombre de particules détectées

du spectre étudié sera ainsi Np w b.

Pour enregistrer une coïncidence, il faut N N que la particule B et le rayon Yÿ de désexcitation z+1 soient détectés tous les deux, le nombre de coïnci-

dences par seconde sera donc Np w b PR:

Be Le nombre des coïncidences fortuites est donné par l'expression suivante : 2n, D CMOS

B est le temps de résolution, n} et 1, sont les taux

1 de comptage des deux détecteurs, soient dans ce cas n, = Np P Ep D = Nb , on obtient ainsi pour le

nombre des coïncidences fortuites 2 N?p W b Pr Le

Le rapport du nombre des coïncidences spécifiques à celui,des coïncidences fortuites est = ; - Fig. 26 - admettons que nous voulions qu'il soit de 103 avec un temps de résolution de Dp410708, cela donne N - 107.

JO sos

Pour b et PE supposons les valeurs courantes suivantes : b (9

, w est

toujours égal à 60e

Nous pouvons chercher quelle doit être la valeur minimum du coefficient d'embranchement p d'un spectre partiel pour qu'on puisse l'étudier en coïncidence en admettant un taux de comptage de 1 coup par minute au maximum du spectre. Nous trouvons p #Z abc ; il faut reconnaître que des valeurs de b aussi élevées entraîneraient tout de même, par suite du mauvais pouvoir séparateur, une défor-

mation du spectre : néanmoins, on peut dire que dans ce cas simple, un spectre

partiel pour lequel px 10 * doit être assez facile à étudier. Une application dans ce sens 4] a déjà été faite dans le S5Mo avec un coefficient d'embranchement de 1 pour cent mais avec un rayonnement complexe

favorisant les coïncidences fortuites.

Le rapport du nombre des coïncidences au nombre total de particules $ détectées est p p E © si l'on connaît PR» on peut obtenir p. La probabilité PE est une fonction de l'énergie qu'on détermine à l'aide de cas particuliers où Pp

est connu ou égal à 1.

Pour cette détermination, nous

PE avons utilisé les corps suivants :

1 Lé ré Radioélément Energie du y 7o\u 411 keV 25Mn 822 keV o 500 1000 1500 Ÿ Kev 118 LP 7rekeN

- Fig. 27-

11 faut remarquer que PE? tel que nous l'avons défini, est l'efficacité totale de détection : ce rapport comprend l'influence de l'angle solide ; les expériences de détermination de p doivent évidemment être faites dans les

mêmes conditions et avec les mêmes cristaux.

On peut aussi s'intéresser plus particulièrement à la détermination de la forme des spectres peu intenses. Pour ceci, il faut évidemment que b ne soit pas trop faible si l'on veut avoir un nombre suffisant de coïncidences spécifiques et ceci conduit à examiner l'in i $

L fluence du pouvoir séparateur sur la forme du

spectre expérimental.

ss Y 198,, A ù 79 montre l'indétermination qu'bn

: ne : et : : 2 peut avoir sur l'énergie limite par l'emploi de pouvoirs séparateurs s'étendant

La figure 28 relative au spectre de

jusqu'à 7 pour cent.

Pour l'établissement du schéma de désintégration, il est souvent utile d'analyser, pour une énergie B déterminée, le rayonnement y en coïncidence.

Cette analyse peut évidemment se faire

avec un sélecteur d'amplitude à une bande

mais il est clair que pour l'analyse d'évé-

nements rares, tels que les coïncidences BY,

N }2 les sélecteurs à plusieurs canaux doivent

15F être employés.

Cette méthode permet non seulement de déterminer en principe la position d'un ÿ dans le schéma, mais peut quelquefois. permettre d'isoler un y de l'ensemble du rayonnement , celui-ci ayant une intensité trop faible pour être

800 SOO 1000 énergie Kev obtenu par la décomposition du spectre direct : on peut ainsi obtenir l'énergie

- Fig. 28 - dece y.

COINCIDENCES (Be xee)

Dans les applications que nous avons proposées jusqu'ici, le double spectromètre a été employé uniquement pour doubler la luminosité pour la focalisation des particules 6, mais on peut aussi l'utiliser en focalisant des particules d'impulsions différentes dans les deux spectromètres, ce qui permet les coïncidences entre deux particules chargées (Be ,e e ) 3 naturellement, la luminosité 3 pour cent pour chaque spectromètre fixe une limite inférieure pratique au produit des coefficients de conversion interne des raies qu'on veut étudier en coïn-

cidence.

Supposons encore qu'il n'y ait pas de corrélation angulaire : soient Œj a les coefficients de conversion interne de ces raies, N le nombre de désintégrations par seconde : Nua, et N vw & sont les nombres d'électrons de conversion interne qui parviennent aux détecteurs, le nombre de coïncidences spécifiques est N u°a, &, et le nombre de coïncidences fortuites 2N° u‘a, a; T; le rapport de ces nombres est SRE . En pratique, on peut prendre ce rapport égal ou supérieur à 1 ; avec T = Dis: 1008, N doit être inférieur ou égal à 10 désintégrations par seconde. Si l'on veut détecter au moins une coïncidence par minute, le produit aa doit être supérieur ou égal à 1077 environ.

CORRELATIONS ANGULAIRES (By) (e° y)

Les corrélations angulaires (By) se font, en général, avec deux scintil-

lateurs, l'un détectant le rayonnement ÿ ,; l'autre les particules B, ce- dernier

( ne, 0?