TPE 2003-2004 Lucie Zongo - David Jacquot Le carbone 14 et le Saint-Suaire de Turin.
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Annexe 11-1 : Le compteur Geiger - Müller, ses dérivés et ses équivalents.
Définition de l'ionisation :
Ionisation : transformation d’atomes ou de molécules -- neutres -- en particules chargées électriquement, ou ions.
Détecteurs
électroniques - Compteur Geiger-Müller :
C'est un système de comptage relativement simple. C'est une "chambre
d'ionisation"
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Compteur à étincelles : L'amplitude est poussée jusqu'au stade où une étincelle
se produit au point de production de l'ionisation initiale. Ces étincelles ne
sont pas visualisées graphiquement, mais quantifiées au moyen de cellules
photoélectriques. Il est peu utilisé (le temps
mis pour le re-déclencher après utilisation est très long). Détecteurs
à visualisation Ce sont des méthodes de comptages qui permettent d'obtenir une image de type photographique.
- La chambre à bulles : Inventée en 1952 par le physicien américain Donald Glaser, la chambre à bulles contient un liquide sous pression, maintenu juste en dessous de son point d'ébullition. On réduit brusquement la pression juste avant le passage des particules dans la chambre. Cette détente abaisse le point d'ébullition du liquide, qui a besoin cependant d'une amorce pour pouvoir bouillir. Les particules chargées constituent cette amorce, provoquant la formation de minuscules bulles de vapeur sur leur passage. On photographie aussitôt ces bulles qui s'alignent en traces, représentant les trajectoires des particules. On peut ainsi dénombrer les émissions radioactives. On peut notamment remplir les chambres à bulles avec de l'hydrogène liquide, ce qui permet d'étudier les interactions des particules accélérées avec les noyaux d'hydrogène. - La chambre de Wilson ou chambre à brouillard. Le principe de la chambre à brouillard est très similaire à celui de la chambre à bulle, si ce n'est que cette fois on étudie la condensation au lieu de l'évaporation d'une substance.
Ce type de détecteur est constitué d'un récipient de quelques centimètres de
diamètre, dont une paroi est transparente et une autre mobile, actionnée par
un piston. La chambre est généralement remplie d'air saturé en vapeur d'eau.
Le relâchement rapide du piston provoque la détente du gaz, faisant chuter la
température de l'enceinte. Cette baisse de température amène la vapeur dans
un état sursaturé, nécessitant la présence d'ions pour pouvoir se condenser.
En traversant la chambre, les particules chargées ionisent le gaz (voir
Ionisation) et provoquent par conséquent la condensation de la vapeur d'eau le
long de leur trajectoire, sous forme de gouttelettes de brouillard. Ces
gouttelettes, qui représentent donc les traces des particules, sont
photographiées et les clichés analysés.
On peut aussi citer la chambre à étincelles, ou les particules émises par les
sources radioactives provoquent l'apparition de traînées lumineuses, ou encore
les chambres à fils
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