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Concept
Compteur proportionnel à gaz
Résumé
Un compteur proportionnel à gaz est un détecteur de particules conçu pour détecter les radiations ionisantes. Il a un très bon rendement pour les photons de « faible énergie », en particulier les rayons X caractéristiques des « éléments légers ».
Il s'agit d'un détecteur à ionisation de gaz, comme le compteur Geiger-Müller mais fonctionnant avec une plus basse tension ; ainsi, au lieu d'être en saturation — chaque arrivée de photon ou de particule provoque une étincelle maximum —, on est dans le régime linéaire : l'intensité de l'arc électrique créé est proportionnelle à l'énergie du photon, d'où le nom du détecteur.
Le compteur se compose donc :
d'un boîtier métallique avec une fenêtre étanche à l'air, mais transparente aux rayonnements ; en général, il s'agit d'un polymère métallisé (afin d'évacuer les charges électriques qui se créent lors de l'utilisation) posée sur une grille de silicium destinée à lui donner une bonne résistance mécanique ; le boîtier contient un gaz ;
d'un filament (fil de fer) passant au centre du boîtier, et isolé de celui-ci ;
d'un générateur et régulateur de haute tension, qui crée une haute tension entre le boîtier et le filament ; le filament est chargé positivement, et le boîtier négativement ;
d'une chaîne électronique d'amplification, de filtrage et de comptage.
On distingue :
les compteurs à flux gazeux : le boîtier est connecté à une bouteille de gaz, celui-ci est renouvelé en permanence ;
les compteurs scellés : le détecteur est clos, il faut le changer lorsque la qualité du gaz s'est dégradée.
Le gaz utilisé est en général un mélange de 90 % d'argon et de 10 % de méthane pour les compteurs à flux gazeux ; dans les compteurs scellés, le gaz amortisseur est en général un halogène (dichlore ou dibrome).
Lorsqu'une particule ionisante — au sens large, particule matérielle ou photon — traverse la fenêtre, elle rencontre des molécules de gaz et les ionise par effet Compton. Ces ions sont alors attirés vers le filament ou le boîtier du fait de la haute tension, et provoquent un pic de tension lorsqu'ils les atteignent.
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