Détecteurs à gaz
Détecteurs nucléaires - Différentes classes de détecteurs

1.1 Introduction

Les détecteurs à gaz peuvent être classés en trois grandes familles en fonction de la valeur de leur gain interne G :

• la chambre à ionisation (CI ; G = 1) ;

• le compteur proportionnel (CP ; G » 10² à 10⁵) ;

• le compteur de Geiger-Müller (GM ; G » 10⁶ à 10⁸).

La figure 1 représente l’évolution de l’amplitude du signal en fonction du voltage appliqué montrant les différentes zones de fonctionnement des trois types de détecteurs.

Le tableau 1 précise, pour ce type de matériel, les techniques de détections des différentes particules.

• Nature du gaz

  Le gaz est choisi afin de respecter différentes contraintes :

  • favoriser l’absorption du rayonnement ;

  • permettre la collection des charges en évitant les phénomènes de recombinaison ;

  • éviter toute instabilité de fonctionnement au cours du phénomène de multiplication.

  De nombreux gaz, soit à l’état pur pour les chambres d’ionisation, soit sous forme de mélange pour les compteurs, peuvent être utilisés ( tableau 2). Parmi les plus communs, citons : Ar, Xe (favorise l’absorption X/γ), ³He (neutrons), Ar-CH₄ ⁽¹⁾, Ar-CO₂ .

  Nota :

  le mélange Ar (100-x %)-CH₄(x %) est appelé P-x. Les plus communs sont le P-5 et le P-10.

  Certains gaz sont normalement à proscrire, en particulier ceux qui présentent une électronégativité ⁽²⁾ importante, comme O₂ et H₂O, et dont la présence même en faible quantité affecte la collection des charges. Il existe toutefois des chambres d’ionisation fonctionnant en mode courant qui utilisent l’air ⁽³⁾.

  Nota :

  l’électronégativité représente la tendance qu’ont certains gaz à s’ioniser négativement, c’est-à-dire à récupérer un ou plusieurs électrons libres.

  Nota :

  les électrons sont pour la plupart capturés par...