{"id":15706,"date":"2020-01-13T22:43:55","date_gmt":"2020-01-13T22:43:55","guid":{"rendered":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/quest-ce-que-la-chambre-dionisation-chambre-dions-definition\/"},"modified":"2020-07-14T18:23:27","modified_gmt":"2020-07-14T18:23:27","slug":"quest-ce-que-la-chambre-dionisation-chambre-dions-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/fr\/quest-ce-que-la-chambre-dionisation-chambre-dions-definition\/","title":{"rendered":"Qu’est-ce que la chambre d’ionisation – Chambre d’ions – D\u00e9finition"},"content":{"rendered":"
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La chambre d’ionisation, \u00e9galement connue sous le nom de chambre d’ions, est un appareil \u00e9lectrique qui d\u00e9tecte diff\u00e9rents types de rayonnements ionisants.\u00a0La tension du d\u00e9tecteur est ajust\u00e9e pour que les conditions correspondent \u00e0 la r\u00e9gion d’ionisation.\u00a0Dosim\u00e9trie des rayonnements<\/div>\n<\/div>\n
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La\u00a0chambre d’ionisation<\/strong>\u00a0, \u00e9galement connue sous le nom de\u00a0chambre d’ions<\/strong>\u00a0, est un appareil \u00e9lectrique qui d\u00e9tecte diff\u00e9rents types de\u00a0rayonnements ionisants<\/a>\u00a0.\u00a0La tension du d\u00e9tecteur est ajust\u00e9e pour que les conditions correspondent \u00e0 la\u00a0r\u00e9gion d’ionisation<\/strong>\u00a0.\u00a0La tension n’est pas suffisamment \u00e9lev\u00e9e pour produire une amplification de gaz (ionisation secondaire).\u00a0Les d\u00e9tecteurs dans la r\u00e9gion d’ionisation fonctionnent \u00e0 une faible intensit\u00e9 de champ \u00e9lectrique, choisie de telle sorte qu’aucune multiplication de gaz n’ait lieu.\u00a0La charge collect\u00e9e (signal de sortie) est ind\u00e9pendante de la tension appliqu\u00e9e et pour les particules \u00e0 ionisation minimale unique, elle a tendance \u00e0 \u00eatre assez petite et n\u00e9cessite g\u00e9n\u00e9ralement des amplificateurs sp\u00e9ciaux \u00e0 faible bruit pour atteindre des performances de fonctionnement efficaces.\u00a0Les chambres d’ionisation<\/strong>\u00a0sont pr\u00e9f\u00e9r\u00e9espour des d\u00e9bits de dose de rayonnement \u00e9lev\u00e9s<\/strong>\u00a0car ils n’ont pas de \u00abtemps mort\u00bb, un ph\u00e9nom\u00e8ne qui affecte la pr\u00e9cision du tube Geiger-Mueller \u00e0 des d\u00e9bits de dose \u00e9lev\u00e9s.\u00a0Cela est d\u00fb au fait qu’il n’y a pas d’amplification inh\u00e9rente du signal dans le milieu de fonctionnement et, par cons\u00e9quent, ces types de compteurs ne n\u00e9cessitent pas beaucoup de temps pour se remettre de grands courants.\u00a0De plus, comme il n’y a pas d’amplification, ils offrent une excellente r\u00e9solution \u00e9nerg\u00e9tique, qui est principalement limit\u00e9e par le bruit \u00e9lectronique.<\/p>\n

Les chambres d’ionisation peuvent fonctionner en\u00a0mode courant ou impulsion<\/strong> . En revanche, les compteurs proportionnels ou les compteurs Geiger sont presque toujours utilis\u00e9s en mode impulsion. Les d\u00e9tecteurs de rayonnement ionisant peuvent \u00eatre utilis\u00e9s \u00e0 la fois pour les mesures d’activit\u00e9 ainsi que pour la mesure de dose. En connaissant l’\u00e9nergie n\u00e9cessaire pour former une paire d’ions, la dose peut \u00eatre obtenue.<\/p>\n

Principe de base des chambres d’ionisation<\/h2>\n

\"chambre<\/a>La chambre a une cathode et une anode qui sont maintenues \u00e0 une certaine tension (peut-\u00eatre 100 – 200 V), et le dispositif est caract\u00e9ris\u00e9 par une capacit\u00e9 qui est d\u00e9termin\u00e9e par la g\u00e9om\u00e9trie des \u00e9lectrodes.\u00a0Des plaques plates<\/strong>\u00a0ou des cylindres concentriques peuvent \u00eatre utilis\u00e9s dans la construction d’une chambre d’ionisation.\u00a0La\u00a0conception de la plaque plate est pr\u00e9f\u00e9r\u00e9e<\/strong>\u00a0car elle a un volume actif bien d\u00e9fini et garantit que les ions ne s’accumuleront pas sur les isolateurs et provoqueront une distorsion du champ \u00e9lectrique.\u00a0Lorsque le rayonnement ionisant p\u00e9n\u00e8tre dans le gaz entre les \u00e9lectrodes, un nombre fini de\u00a0paires<\/strong>\u00a0d’\u00a0ions<\/strong>sont form\u00e9s.\u00a0Le comportement des paires d’ions r\u00e9sultantes est affect\u00e9 par le gradient potentiel du champ \u00e9lectrique dans le gaz et le type et la pression du gaz de remplissage.\u00a0Sous l’influence du champ \u00e9lectrique, les ions positifs se d\u00e9placeront vers l’\u00e9lectrode charg\u00e9e n\u00e9gativement (cylindre ou plaque externe), et les ions n\u00e9gatifs (\u00e9lectrons) migreront vers l’\u00e9lectrode positive (fil ou plaque centrale).\u00a0Le champ \u00e9lectrique dans cette r\u00e9gion emp\u00eache les ions de se recombiner avec les \u00e9lectrons.\u00a0La collecte de ces ions produira une charge sur les \u00e9lectrodes et une impulsion \u00e9lectrique \u00e0 travers le circuit de d\u00e9tection.\u00a0Dans l’air, l’\u00e9nergie moyenne n\u00e9cessaire pour produire un ion est d’environ 34 eV, donc un rayonnement de 1 MeV compl\u00e8tement absorb\u00e9 dans le d\u00e9tecteur produit environ\u00a03 x 10\u00a04<\/sup>\u00a0paires d’ions<\/strong>.\u00a0Cependant, il s’agit d’un petit signal, ce signal peut \u00eatre consid\u00e9rablement amplifi\u00e9 \u00e0 l’aide d’une \u00e9lectronique standard.\u00a0Un courant de 1 micro-amp\u00e8re se compose d’environ 10\u00a012<\/sup>\u00a0\u00e9lectrons par seconde.<\/p>\n

La<\/strong>\u00a0construction de la\u00a0chambre d’ionisation<\/strong>\u00a0diff\u00e8re du compteur proportionnel.\u00a0La conception \u00e0 plaque plate est pr\u00e9f\u00e9r\u00e9e pour les chambres d’ionisation, ou des cylindres concentriques peuvent \u00eatre utilis\u00e9s dans la construction pour permettre l’int\u00e9gration des impulsions produites par le rayonnement incident.\u00a0Les compteurs proportionnels et les compteurs Geiger utilisent g\u00e9n\u00e9ralement un cylindre et une \u00e9lectrode centrale.\u00a0Le compteur proportionnel n\u00e9cessiterait un contr\u00f4le si pr\u00e9cis du champ \u00e9lectrique entre les \u00e9lectrodes qu’il ne serait pas pratique.<\/p>\n

D\u00e9tection du rayonnement alpha \u00e0 l’aide d’une chambre d’ionisation<\/h2>\n

Pour\u00a0que\u00a0les particules\u00a0<\/a>alpha<\/a>\u00a0et\u00a0b\u00eata<\/a>\u00a0soient d\u00e9tect\u00e9es par les chambres d’ionisation, elles doivent \u00eatre dot\u00e9es d’une\u00a0fen\u00eatre mince<\/strong>\u00a0.\u00a0Cette \u00abfen\u00eatre d’extr\u00e9mit\u00e9\u00bb doit \u00eatre suffisamment mince pour que les particules alpha et b\u00eata puissent p\u00e9n\u00e9trer.\u00a0Cependant, une fen\u00eatre de presque n’importe quelle \u00e9paisseur emp\u00eachera une particule alpha de p\u00e9n\u00e9trer dans la chambre.\u00a0La fen\u00eatre est g\u00e9n\u00e9ralement en mica avec une densit\u00e9 d’environ 1,5 \u00e0 2,0 mg \/ cm\u00a02<\/sup>\u00a0.\u00a0Mais cela ne signifie pas que le rayonnement alpha ne peut pas \u00eatre d\u00e9tect\u00e9 par une chambre d’ionisation.<\/p>\n

Par exemple, dans certains types de d\u00e9tecteurs de fum\u00e9e, vous pouvez rencontrer des radionucl\u00e9ides artificiels tels que l’\u00a0<\/span>am\u00e9ricium-241,<\/span><\/strong>\u00a0qui est une source de particules alpha.\u00a0Le d\u00e9tecteur de fum\u00e9e poss\u00e8de deux chambres d’ionisation, l’une ouverte \u00e0 l’air, et une chambre de r\u00e9f\u00e9rence qui ne permet pas l’entr\u00e9e de particules.\u00a0La source radioactive \u00e9met des particules alpha dans les deux chambres, ce qui ionise certaines mol\u00e9cules d’air.\u00a0La chambre \u00e0 air libre permet l’entr\u00e9e de particules de fum\u00e9e dans le volume sensible et de changer l’att\u00e9nuation des particules alpha.\u00a0Si des particules de fum\u00e9e p\u00e9n\u00e8trent dans la chambre \u00e0 air libre, certains des ions se fixeront aux particules et ne seront pas disponibles pour transporter le courant dans cette chambre.\u00a0Un circuit \u00e9lectronique d\u00e9tecte qu’une diff\u00e9rence de courant s’est d\u00e9velopp\u00e9e entre les chambres ouvertes et scell\u00e9es et d\u00e9clenche l’alarme.<\/span><\/p>\n

D\u00e9tection de rayonnement b\u00eata \u00e0 l’aide d’une chambre d’ionisation<\/span><\/h2>\n

Pour\u00a0que\u00a0les particules\u00a0<\/a><\/span>alpha<\/span><\/a>\u00a0et\u00a0<\/span>b\u00eata<\/span><\/a>\u00a0soient d\u00e9tect\u00e9es par les chambres d’ionisation, elles doivent \u00eatre pourvues d’une fen\u00eatre mince.\u00a0Cette \u00abfen\u00eatre d’extr\u00e9mit\u00e9\u00bb doit \u00eatre suffisamment mince pour que les particules alpha et b\u00eata puissent p\u00e9n\u00e9trer.\u00a0Cependant, une fen\u00eatre de presque n’importe quelle \u00e9paisseur emp\u00eachera une particule alpha d’entrer dans la chambre.\u00a0La fen\u00eatre est g\u00e9n\u00e9ralement en mica avec une densit\u00e9 d’environ 1,5 \u00e0 2,0 mg \/ cm\u00a0<\/span>2<\/span><\/sup>\u00a0.<\/span><\/p>\n

La chambre d’ionisation peut \u00eatre, par exemple, utilis\u00e9e pour la mesure du tritium dans l’air.\u00a0Ces appareils sont appel\u00e9s moniteurs de tritium dans l’air.\u00a0<\/span>Le tritium<\/span><\/strong><\/a>\u00a0est un isotope radioactif, mais il \u00e9met une forme de rayonnement tr\u00e8s faible, une\u00a0<\/span>particule b\u00eata de<\/span><\/a>\u00a0faible \u00e9nergie\u00a0semblable \u00e0 un \u00e9lectron.\u00a0Il s’agit d’un \u00e9metteur b\u00eata pur (c’est-\u00e0-dire un \u00e9metteur b\u00eata sans\u00a0<\/span>rayonnement gamma d’<\/span><\/a>\u00a0accompagnement\u00a0).\u00a0L’\u00e9nergie cin\u00e9tique de l’\u00e9lectron varie, avec une moyenne de 5,7 keV, tandis que l’\u00e9nergie restante est emport\u00e9e par l’\u00a0antineutrino<\/a>\u00a0\u00e9lectronique presque ind\u00e9tectable<\/span>.\u00a0Une si faible \u00e9nergie d’\u00e9lectrons provoque, que l’\u00e9lectron ne peut pas p\u00e9n\u00e9trer la peau ou m\u00eame ne voyage pas tr\u00e8s loin dans l’air.\u00a0Les particules b\u00eata du tritium ne peuvent p\u00e9n\u00e9trer que dans environ 6,0 mm d’air.\u00a0Il est pratiquement impossible de concevoir un d\u00e9tecteur dont les parois peuvent p\u00e9n\u00e9trer ces particules b\u00eata.\u00a0Au lieu de cela, le moniteur de tritium dans l’air pompe l’air contamin\u00e9 par le tritium \u00e0 travers une chambre d’ionisation, de sorte que toute l’\u00e9nergie des particules b\u00eata puisse \u00eatre utilement convertie en produisant des paires d’ions \u00e0 l’int\u00e9rieur de la chambre.<\/span><\/p>\n

D\u00e9tection de rayonnement gamma \u00e0 l’aide d’une chambre d’ionisation<\/span><\/h2>\n

Les rayons gamma<\/span><\/a>\u00a0ont tr\u00e8s peu de mal \u00e0 p\u00e9n\u00e9trer les parois m\u00e9talliques de la chambre.\u00a0Par cons\u00e9quent, des chambres d’ionisation peuvent \u00eatre utilis\u00e9es pour d\u00e9tecter le rayonnement gamma et les rayons X collectivement appel\u00e9s photons, et pour cela le tube sans fen\u00eatre est utilis\u00e9.\u00a0Les chambres d’ionisation ont une bonne r\u00e9ponse uniforme au rayonnement sur une large gamme d’\u00e9nergies et sont le moyen pr\u00e9f\u00e9r\u00e9 de mesurer des niveaux \u00e9lev\u00e9s de rayonnement gamma.\u00a0Certains probl\u00e8mes sont caus\u00e9s par le fait que les particules alpha sont plus ionisantes que les particules b\u00eata et que les rayons gamma, donc plus de courant est produit dans la r\u00e9gion de la chambre d’ionisation par alpha que b\u00eata et gamma.\u00a0Les rayons gamma d\u00e9posent une quantit\u00e9 d’\u00e9nergie consid\u00e9rablement plus faible dans le d\u00e9tecteur que les autres particules.<\/span><\/p>\n

L’efficacit\u00e9 de la chambre peut \u00eatre encore augment\u00e9e par l’utilisation d’un gaz \u00e0 haute pression.\u00a0En r\u00e8gle g\u00e9n\u00e9rale, une pression de 8 \u00e0 10 atmosph\u00e8res peut \u00eatre utilis\u00e9e et divers gaz nobles sont utilis\u00e9s.\u00a0Par exemple, les chambres d’ionisation au x\u00e9non \u00e0 haute pression (HPXe) sont id\u00e9ales pour une utilisation dans des environnements non contr\u00f4l\u00e9s, car la r\u00e9ponse d’un d\u00e9tecteur s’est av\u00e9r\u00e9e uniforme sur de grandes plages de temp\u00e9ratures (20-170 \u00b0 C).\u00a0La pression plus \u00e9lev\u00e9e entra\u00eene une plus grande densit\u00e9 de gaz et donc une plus grande chance de collision avec le gaz de remplissage et la cr\u00e9ation de paires d’ions par rayonnement gamma incident.\u00a0En raison de l’\u00e9paisseur de paroi accrue requise pour r\u00e9sister \u00e0 cette haute pression, seul le rayonnement gamma peut \u00eatre d\u00e9tect\u00e9.\u00a0Ces d\u00e9tecteurs sont utilis\u00e9s dans les compteurs d’arpentage et pour la surveillance de l’environnement.<\/span><\/p>\n

D\u00e9tection de neutrons \u00e0 l’aide d’une chambre d’ionisation<\/span><\/h2>\n

Les neutrons \u00e9tant\u00a0<\/span>des particules \u00e9lectriquement neutres,<\/span><\/strong>\u00a0ils sont principalement soumis \u00e0 de\u00a0<\/span>fortes forces nucl\u00e9aires<\/span><\/a>\u00a0mais pas \u00e0 des forces \u00e9lectriques.\u00a0Par cons\u00e9quent, les neutrons\u00a0<\/span>ne<\/span><\/strong>\u00a0sont\u00a0pas directement ionisants<\/strong>\u00a0et ils doivent g\u00e9n\u00e9ralement \u00eatre\u00a0<\/span>convertis<\/span><\/strong>\u00a0en particules charg\u00e9es avant de pouvoir \u00eatre d\u00e9tect\u00e9s.\u00a0En g\u00e9n\u00e9ral, chaque type de d\u00e9tecteur de neutrons doit \u00eatre \u00e9quip\u00e9 d’un convertisseur (pour convertir le rayonnement neutronique en rayonnement commun d\u00e9tectable) et de l’un des d\u00e9tecteurs de rayonnement conventionnels (d\u00e9tecteur \u00e0 scintillation, d\u00e9tecteur gazeux, d\u00e9tecteur \u00e0 semi-conducteur, etc.).<\/span><\/p>\n

Les chambres d’ionisation sont souvent utilis\u00e9es comme dispositif de d\u00e9tection des particules charg\u00e9es.\u00a0Par exemple, si la surface int\u00e9rieure de la chambre d’ionisation est recouverte d’une fine couche de bore, la r\u00e9action (n, alpha) peut avoir lieu.\u00a0La plupart des r\u00e9actions (n, alpha) des neutrons thermiques sont des r\u00e9actions\u00a0<\/span>10B (n, alpha) 7Li<\/span><\/strong>\u00a0accompagn\u00e9es d’\u00a0<\/span>une \u00e9mission gamma<\/span><\/a>\u00a0de 0,48 MeV\u00a0.<\/span><\/p>\n

\"(n,<\/a><\/p>\n

De plus, l’isotope bore-10 a une section efficace de r\u00e9action (n, alpha) \u00e9lev\u00e9e sur tout\u00a0<\/span>le spectre d’\u00e9nergie neutronique<\/span><\/a>\u00a0.\u00a0La particule alpha provoque l’ionisation \u00e0 l’int\u00e9rieur de la chambre et les \u00e9lectrons \u00e9ject\u00e9s provoquent d’autres ionisations secondaires.<\/span><\/p>\n

Une autre m\u00e9thode pour d\u00e9tecter les neutrons \u00e0 l’aide d’une chambre d’ionisation consiste \u00e0 utiliser le\u00a0<\/span>trifluorure de bore<\/span><\/strong>\u00a0gazeux\u00a0(BF\u00a0<\/span>3<\/span><\/sub>\u00a0) au lieu de l’air dans la chambre.\u00a0Les neutrons entrants produisent des particules alpha lorsqu’ils r\u00e9agissent avec les atomes de bore dans le gaz d\u00e9tecteur.\u00a0L’une ou l’autre m\u00e9thode peut \u00eatre utilis\u00e9e pour d\u00e9tecter des neutrons dans un r\u00e9acteur nucl\u00e9aire.\u00a0Il convient de noter que les\u00a0compteurs\u00a0BF\u00a0<\/span>3<\/span><\/sub>\u00a0sont g\u00e9n\u00e9ralement utilis\u00e9s dans la r\u00e9gion proportionnelle.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Cet article est bas\u00e9 sur la traduction automatique de l’article original en anglais. Pour plus d’informations, voir l’article en anglais. Pouvez vous nous aider Si vous souhaitez corriger la traduction, envoyez-la \u00e0 l’adresse: translations@nuclear-power.com ou remplissez le formulaire de traduction en ligne. Nous appr\u00e9cions votre aide, nous mettrons \u00e0 jour la traduction le plus rapidement possible. Merci<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

La chambre d’ionisation, \u00e9galement connue sous le nom de chambre d’ions, est un appareil \u00e9lectrique qui d\u00e9tecte diff\u00e9rents types de rayonnements ionisants.\u00a0La tension du d\u00e9tecteur est ajust\u00e9e pour que les conditions correspondent \u00e0 la r\u00e9gion d’ionisation.\u00a0Dosim\u00e9trie des rayonnements La\u00a0chambre d’ionisation\u00a0, \u00e9galement connue sous le nom de\u00a0chambre d’ions\u00a0, est un appareil \u00e9lectrique qui d\u00e9tecte diff\u00e9rents types … Lire la suite<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[49],"tags":[],"yoast_head":"\nQu'est-ce que la chambre d'ionisation - Chambre d'ions - D\u00e9finition<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"La chambre d'ionisation, \u00e9galement connue sous le nom de chambre d'ions, est un appareil \u00e9lectrique qui d\u00e9tecte diff\u00e9rents types de rayonnements ionisants. 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