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1. U Les u Je kV nA kV nA 5 0 0 02 20 0 0 49 7 5 0 02 22 5 0 81 10 0 0 02 25 0 1 25 12 5 0 03 27 5 1 82 15 0 0 10 30 0 2 40 17 5 0 26 32 5 3 10 35 0 3 90 LEYBOLD Fiches d exp riences de physique k nA 4L 0 10 20 30 U Fig 5 Valeur de saturation du courant d ionisation Ic en fonction de la haute tension U du tube Exploitation a Courant d ionisation I en fonction de la tension du condensateur Uc Pour une haute tension U du tube constante et un courant d mission constant le courant d ionisation I augmente d abord proportionnellement la tension du condensateur U voir fig 3 IIl augmente de moins en moins au fur et mesure que U augmente et finit par atteindre une valeur de saturation plateau La valeur de saturation est d autant plus lev e que la haute tension U du tube est grande La tension du conden sateur U laquelle la valeur de saturation est atteinte aug mente elle aussi avec U b Courant d ionisation de saturation I en fonction du courant d mission l Pour une haute tension U du tube constante la valeur de saturation du courant d ionisation I est en bonne approxima tion proportionnelle au courant d ionisation I voirfig 4 et donc l intensit des rayons X incidents c Courant d ionisation de saturation Ic en fonction de la haute tension U du tube Au fur et mesure que la haute tension U du tube augmente l2. 1 1 0 mA sateur Uc Uc Ic U1 Ic U2 Ic U 3 Ic U 4 Ic U5 k V nA nA nA nA nA TA 0 0 00 0 00 0 00 0 00 0 00 10 0 07 0 23 0 33 0 42 0 52 20 0 10 0 38 0 62 0 87 1 07 30 0 12 0 48 0 90 1 30 1 62 40 0 13 0 52 1 08 1 66 2 15 50 0 13 0 54 1 20 1 97 2 60 60 0 13 0 55 1 25 2 17 3 05 0 100 200 300 y 70 0 13 0 54 1 28 2 28 3 35 V 80 0 13 0 54 1 30 2 35 3 55 90 0 13 0 53 1 30 2 42 3 65 100 0 13 0 53 1 30 2 45 3 75 110 0 12 0 52 1 30 2 45 3 80 120 0 12 0 52 1 30 2 47 3 85 130 0 12 0 51 1 28 2 47 3 90 140 0 11 0 50 1 28 2 45 3 90 160 0 11 0 48 1 25 2 47 3 95 180 0 11 0 47 1 23 2 45 3 90 200 0 10 0 45 1 20 2 43 3 95 250 0 095 0 42 1 18 2 37 3 90 300 0 090 0 42 1 15 2 35 3 90 P6 3 1 3 b Courant d ionisation de saturation Ic en fonction du courant d mission l Tab 2 Valeur de saturation du courant d ionisation I en fonction du courant d mission du tube rayons X haute tension du tube U 35 kV le TR le mA nA mA nA 0 0 0 02 0 5 2 10 0 1 0 48 0 6 2 45 0 2 0 92 0 7 2 80 0 3 1 30 0 8 3 20 0 4 1 72 0 9 3 55 1 0 3 90 Fig 4 Valeur de saturation du courant d ionisation Ic en fonction du courant d mission I du tube rayons X c Courant d ionisation de saturation Ic en fonction de la haute tension U du tube Tab 3 Valeur de saturation du courant d ionisation I en fonction de la haute tension U du tube courant d mission 1 0 mA
3. air ou d un autre gaz Du fait de sa structure spatiale et de sa fonction ce dispositif est aussi caract ris de chambre d ionisation B AARAARASS hv annn t 4 sron Pour la mise en vidence des rayons X un faisceau de rayons X p n tre apr s son passage travers un diaphragme dans un condensateur plaques de mani re ne pas incider directement sur les plaques du condensateur On vite ainsi que les r sultats des mesures soient fauss s par effet photo lectrique sur les plaques du condensateur Les rayons X ioni sent une partie du volume gazeux du condensateur Si on applique une tension U sur le condensateur les porteurs de charges lectrons ou ions sont recueillis sur les plaques du condensateur Un courant d ionisation I dans le circuit lec trique ext rieur susceptible d tre mesur via un amplificateur de mesure correspond au courant ainsi g n r dans le condensateur Pour de basses tensions U il y a toujours de moins en moins de porteurs de charges dans le volume de gaz qui se recombi nent avec des valeurs croissantes de U et toujours de plus en plus de porteurs de charges sur les plaques du condensa teur Le courant d ionisation Ic augmente par cons quent au fur et mesure que la tension Uc augmente Pour une nouvelle augmentation de U IC finit par atteindre une valeur de satu ration tant donn que tous les porteurs de charges form s par le rayonnement inciden
4. la construction d un appareillage rayons X pour l enseignement et d un appareil protection totale et est homologu en tant que tel d apr s le r gle ment allemand sur les rayonnements X Gr ce aux mesures de protection et de blindage incorpo r es par le constructeur le taux de dose hors de l appareil est r duit moins de 1 LS v h une valeur d un ordre de grandeur correspondant la dose d irradiation naturelle M Avant la mise en service s assurer du bon tat de l appareil rayons X et v rifier que la haute tension soit bien coup e l ouverture des portes coulissantes Voir mode d emploi de l appareil rayons X M Tenir l appareil rayons X l abri des personnes non autoris es Eviter une surchauffe de l anode dans le tube rayons X Mo M Ala mise en marche de l appareil rayons X v rifier si le ventilateur dans la partie tube fonctionne LEYBOLD Fiches d exp riences de physique Soulever le condensateur plaques dans la partie exp ri mentation de l appareil rayons X et ins rer les pieds enfichables dans les douilles de fixation S assurer que les plaques du condensateur sont bien parall les la plaque de base de l appareil rayons X et si n cessaire les r ajuster Faire passer les deux c bles dans le canal vide jusqu ce qu ils ressortent sur la droite de l appareil rayons X Montage lectrique Brancher le c ble d exp rience au p le positif de l
5. LEYBOLD Physique atomique et nucl aire Rayons X Mise en vidence de rayons X LEYBOLD Fiches d exp riences de physique Objectifs exp rimentaux Mise en vidence de rayons X avec une chambre d ionisation Mise en vidence de rayons X avec une chambre d ionisation remplie d air et mesure du courant d ionisation I M Etude de l influence de la tension du condensateur UC sur le courant d ionisation I et mise en vidence de la caract ristique de saturation M Etude de l influence du courant d mission du tube rayons X sur le courant d ionisation de saturation pour une haute tension U du tube constante M Etude de l influence de la haute tension U du tube sur le courant d ionisation de saturation pour un courant d mission constant Notions de base Les rayons X peuvent tre mis en vidence gr ce leurs propri t s C est ainsi par exemple qu un film est noirci par des rayons X que l air et d autres gaz deviennent lectrique ment conducteurs que l on observe l effet photo lectrique sur des surfaces m talliques que certaines substances dites fluo rescentes pr sentent des ph nom nes de luminescence C estl ionisation des atomes ou des mol cules dans la mati re irradi e qui occasionne de tels ph nom nes On profite de l action ionisante pour la mise en vidence quantitative des rayons X en mesurant par ex le courant d ionisation dans un condensateur plaques rempli d
6. alimen tation 450 V et le c ble de mesure BNC 4 mm l amplifi cateur lectrom tre quip de la r sistance 1 GQ Relier le raccord de mise la masse de l amplificateur lectrom tre au p le n gatif de l alimentation 450 V Brancher respectivement un voltm tre pour la mesure de la tension du condensateur Uc et pour la mesure de la tension de sortie de l amplificateur lectrom tre UE Brancher l appareil rayons X au r seau d alimentation puis le mettre en route R alisation a Courant d ionisation I en fonction de la tension du condensateur Uc R gler un courant d mission 1 0 mA S lectionner une haute tension du tube U 15 kV puis enclencher la haute tension avec le bouton poussoir HV on off _Pourle relev d une s rie de mesures augmenter pas pas la tension du condensateur Uc de 0 V 300 V et d terminer chaque fois le courant d ionisation Ic partir de la tension UE la sortie de l amplificateur lectrom tre PRE CFTGA Etablir un protocole des r sultats de mesure Augmenter la haute tension U du tube par pas de 5 kV jusqu 35 kV r p ter chaque fois la s rie de mesures et r aliser un protocole des r sultats de mesure voir tab 1 b Courant d ionisation de saturation Ic en fonction du courant d mission l R gler une haute tension du tube U 35 kV S lectionner la tension du condensateur Uc 140 V de mani re ce que la val
7. e courant d ionisation I augmente de mani re surproportion nelle tant donn qu il y a de plus en plus de quanta d nergie de disponibles pour l ionisation de l air dans le condensateur plaques voir exp rience P 6 3 3 2 R sultats Le courant d ionisation d une chambre d ionisation pr sente une caract ristique de saturation La valeur de saturation du courant d ionisation peut servir quantifier l action ionisante et donc l intensit du rayonnement X Pour une haute tension constante du tube rayons X la valeur de saturation du courant d ionisation est proportionnelle l intensit du rayonnement X Au fur et mesure que la haute tension du tube augmente la valeur de saturation du courant d ionisation augmente de mani re surproportionnelle LEYBOLD DIDACTIC GMBH Leyboldstrasse 1 D 50354 H rth Phone 02233 604 0 Telefax 02233 604 222 Telex 17 223 332 LHPCGN D by Leybold Didactic GmbH Printed in the Federal Republic of Germany Technical alterations reserved
8. eur de saturation du courant d ioni sation Ic soit atteinte cf valeurs mesur es en a Augmenter pas pas le courant d mission de 0 mA 1 mA puis d terminer le courant d ionisation Ic correspon dant Etablir un protocole des r sultats de mesure c Courant d ionisation de saturation Ic en fonction de la haute tension du tube U R gler un courant d mission 1 0 mA S lectionner une tension du condensateur Uc 140 V Augmenter pas pas la haute tension U du tube de 5 kV 35 kV puis d terminer le courant d ionisation Ic correspon dant Etablir un protocole des r sultats de mesure LEYBOLD Fiches d exp riences de physique P6 3 1 3 Exemple de mesure se a Courant d ionisation Ic en fonction de la tension du condensateur Uc Tab 1 Courant d ionisation I en fonction de la tension du condensateur Ut hautes tensions du tube U 15 kV U 20 kV U3 25 KV U4 30 kV et U5 35 kV courant d mission Fig 1 Montage exp rimental pour la mesure du courant d ionisa tion dans un condensateur plaques Fig 2 C blage du condensateur plaques et de l amplificateur lectrom tre pour la d termination du courant d ionisation Fig 3 Courant d ionisation IC en fonction de la tension du conden
9. t pour une unit de temps sont saisis l exception des pertes par recombinaison qui sont n gligeables Il est possible de d duire l intensit du rayonne ment X incident de cette valeur de saturation P6 3 1 3 Mat riel 1 appareil rayons X 554811 ou 1 appareil rayons X 554 812 1 condensateur plaques X ray 554840 1 alimentation 450 V 52227 1 amplificateur lectrom tre 532 14 1 r sistance STE 1GQ 0 5W 57702 1 voltm tre CC U 300 V R sistance d entr e 10 MQ parex 531100 1 voltm tre CC U 10V parex 531100 1 c ble de mesure BNC 4 MM 575 24 C bles d exp rience Montage Le montage exp rimental est repr sent sur la fig 1 La fig 2 montre le c blage lectrique du condensateur plaques et de l amplificateur lectrom tre pour la d termination du courant d ionisation Montage m canique Eventuellement d monter le collimateur de l appareil rayons X et enlever les dispositifs exp rimentaux de la partie exp rimentation de l appareil rayons X Brancher le c ble de mesure BNC 4 mm avec fiche BNC la plaque inf rieure du condensateur douille BNC et le c ble d exp rience la plaque sup rieure du condensateur douille de s curit du condensateur plaques X ray Conseils de s curit L appareil rayons X 554811 ou 554812 respecte les consignes relatives
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