Les régimes de fonctionnement

 

 

Source : "Manuel pratique de radioprotection"

D.-J. Gambini & R. Granier (1997)

ed. TEC & DOC Lavoisier

 Région 1 : régime de recombinaison partielle
Pour une différence de potentiel inférieure à 100 V, les ions se recombinent totalement ou partiellement avant d'atteindre l'électrode et l'amplitude de l'impulsion est nulle ou faible.
Aucun détecteur ne fonctionne dans cette région.

Région 2 : régime d'ionisation primaire
Au dessus de 100 V, la recombinaison est négligeable et tous les électrons sont collectés.
Pour une particule donnée, l'amplitude de l'impulsion est constante et indépendante de la différence de potentiel appliquée entre les électrodes, mais elle dépend de l'énergie de la particule.
Les détecteurs qui fonctionnent dans cette région sont les chambres d'ionisation.

Région 3 : régime de proportionnalité
Entre 300 et 1000 V, les ions crées par le rayonnement ionisant sont suffisamment accélérés par le champs électrique pour provoquer des ionisations secondaires s'ajoutant à l'ionisation primaire.
Le nombre d'électrons collectés, N, est proportionnel au nombre d'électrons primaires, n :      N = k . n
k est le coefficient de multiplication gazeux.
Il varie avec la tension appliquée entre les électrodes et peut atteindre des valeurs de 105 à 106, mais est il indépendant du nombre d'ions primaires.
Les détecteurs qui fonctionnent dans cette région sont les compteurs proportionnels.

Région 4 : régime de semi-proportionnalité
Entre 1000 et 1100 V, k n'est plus indépendant de n.
Comme il n'y a plus de proportionnalité, aucun détecteur ne fonctionne dans cette région.

Région 5 : régime de GEIGER - MÜLLER
A partir de 1100 V, chaque ionisation primaire entraîne une avalanche d'ions secondaires et le nombre d'ions collectés devient indépendant du nombre d'ions primaires.
C'est une ionisation quasi-totale du gaz de l'enceinte et l'amplitude de l'impulsion est grande mais constante.
Le détecteur fonctionne en régime de MÜLLER et les détecteurs qui fonctionnent dans cette région sont les compteurs de GEIGER - MÜLLER.
Le premier compteur de ce type fût construit par GEIGER et RUTHERFORD en 1908. En 1928, GEIGER et MÜLLER apportèrent des modifications, notamment en ce qui concerne la finesse de l'anode.

Région 6 :
Au dessus de 1400 à 1500 V, le détecteur devient instable du fait ,de décharges permanentes et donc inutilisable.
Certains compteurs Geiger - Müller et certains compteurs proportionnels fonctionnent cependant avec des tensions pouvant atteindre respectivement 3000V et 4000V.