Détermination simultanée de l'alpha et du bêta

Les coupelles de LB 790 (Ø 60 mm) sont disposées en 2 rangées de 5 coupelles chacune et avec un plateau en cuivre, tandis que le compteur proportionnel LB 761 a un diamètre de 200 mm et une hauteur d'environ 8 mm. L'arrière des détecteurs est scellé par une fine plaque de cuivre (2 mm) (compteur de garde derrière lui), le côté faisant face à l'échantillon est recouvert d'une très fine feuille Hostafan (environ 0,5 mg/cm2), avec de l'aluminium vaporisé sur un côté, et relié au potentiel de terre. Le plus grand compteur comprend deux fils de comptage, le plus petit un seul (fil de tungstène, diamètre d'environ 50 µm) ; les fils de comptage de tous les détecteurs sont tendus séparément par des supports en téflon et sont alimentés par une tension de polarisation positive commune (filtrée RC). Via un condensateur haute tension de 1 nF, les porteurs de charge négative créés au niveau du fil de comptage sont transmis à un préamplificateur sensible à la charge. Le diagramme fonctionnel ci-joint illustre la méthode de séparation Alpha/Beta.



La capacité de rétroaction effective du préamplificateur est d'environ 1,5 pF ; avec la résistance de charge connectée en parallèle de 681 kΩ, on obtient ainsi une constante de temps d'environ 1 µs. L'augmentation du signal de sortie positif du préamplificateur est proportionnelle au temps de dérive du porteur de charge dans le détecteur ; l'amplitude est une mesure du nombre total de porteurs de charge créés par l'amplification du gaz.

La chaîne Alpha comprend 2 discriminateurs intégraux, l'un à seuil bas et l'autre à seuil haut. Si une impulsion Alpha, qui entre dans le canal Alpha ainsi que dans le canal Bêta, dépasse le seuil intégral bas dans le canal Alpha, un veto est généré dans le canal Bêta et aucune impulsion standard n'apparaît à la sortie du canal. Une suppression complète des impulsions Alpha dans le canal Bêta n'est cependant pas possible, car les particules Alpha, en raison de leur pré-absorption dans l'air et dans la feuille du détecteur, sont soumises à une distribution de la hauteur des impulsions, et les amplitudes les plus faibles se situent dans la plage des amplitudes Bêta. Le choix d'un seuil intégral trop bas pour la génération du veto entraînerait une perte trop importante d'impulsions bêta, car les particules bêta ayant une hauteur d'impulsion plus importante dépasseront également le seuil intégral de ce discriminateur dans le canal Alpha et généreront un signal de veto. En tout état de cause, le débordement Alpha dans le canal Bêta, par exemple avec le 210Po, n'est que de quelques pour cent (moins de 3 %).

Le deuxième discriminateur intégral dans le canal Alpha avec un seuil plus élevé sert à créer le taux de comptage Alpha. Le seuil est réglé de manière à ce que le plus grand nombre possible d'événements Alpha soit détecté, mais qu'aucune particule Bêta (suppression de 10-5) ne soit enregistrée dans le point de fonctionnement à haute tension.

Les impulsions fournies par des formateurs d'impulsions monostables sont appliquées à la sortie de l'amplificateur par l'intermédiaire de pilotes ayant une résistance de sortie d'environ 50 Ω.

La suppression du rayonnement cosmique provenant essentiellement de muons ou de protons de haute énergie se fait au moyen du compteur de garde. Les rayonnements alpha ou bêta ne sont pas enregistrés par ce compteur de garde, car il est entouré de tous côtés par d'épaisses parois de cuivre électrolytique.

Comme le rayonnement cosmique traversant le système de détection passera à travers le garde ainsi que le compteur de mesure dans une large plage d'angles solides déclenchant une avalanche d'ions dans les deux compteurs, la part cosmique dans le canal Bêta peut être éliminée dans une large mesure par un circuit anti coïncidence. Dans le canal Alpha, cette part est négligeable, car ce rayonnement ne crée pas une hauteur d'impulsion suffisante.

Le signal anticoïncidence fourni par l'amplificateur du compteur de garde est également envoyé au canal Bêta sous forme de "ou" avec le signal de veto. La suppression du rayonnement gamma ambiant par cette méthode ne fonctionne pas, car la probabilité qu'un rayonnement gamma déclenche un événement dans les deux détecteurs en même temps est extrêmement faible. La seule façon de supprimer ce bruit de fond est d'entourer tout le détecteur d'un blindage en plomb approprié.