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Les détecteurs historiques



Electroscopes, compteurs Geiger, chambre de Wilson

Les plaques photographiques furent les premiers détecteurs de la radioactivité, l'ionisation des rayonnements étant capable d'impressionner les plaques. C'est ainsi que H. Becquerel découvrit en 1896 les rayons uraniques.

Quartz piezoélectrique
Cet instrument de mesure de courants électriques de faible intensité avait été mis au point par Pierre Curie et son frère Jacques. Il fut utilisé lors de la découverte du polonium et du radium. Un poids placé sur la balance située sous le quartz produisait des charges électriques qui compensaient des charges libérées par le rayonnement dans une chambre d'ionisation.
Musée Curie
Ensuite Marie et Pierre Curie étudièrent les rayons uraniques et découvrirent le polonium et le radium (un million de fois plus radioactif que l'uranium), en utilisant des électroscopes à feuilles d'or, appareils capables de mesurer de très faibles quantités d'électricité. Le rayonnement, en ionisant les atomes de gaz rencontrés, rendit électrique l'air ambiant provoquant la décharge des feuilles de l'électroscope.

Pendant de très nombreuses années, la radioactivité fut détectée par un appareil simple, dû à Geiger et Müller. Dans les compteurs Geiger-Müller, un fil fin tendu dans un gaz est mis sous une haute tension. L'ionisation du gaz provoque une décharge électrique, transformée en signal sonore. Le très fort champ électrique présent à proximité du fil provoque un effet d'avalanche qui amplifie le signal. Les compteurs Geiger-Müller permettent de compter le passage de particules individuelles.

Rutherford, Geiger et Marsden utilisèrent un écran à sulfure de zinc pour compter à l'œil nu les particules alpha, lors de leur expérience qui mit en évidence l'existence des noyaux.

Les chambres à traces - chambres de Wilson, puis chambres à bulles à partir des années 50 - jouèrent un très grand rôle dans la connaissance des rayonnements radioactifs et des particules élémentaires. Elles permirent de visualiser le parcours de particules. Dans une chambre de Wilson, l'ionisation provoque un début de condensation d'une vapeur d'eau en retard de condensation. Un chapelet de gouttelettes, que l'on cherche à photographier, se développe rapidement sur le trajet de la particule, l'amplification étant cette fois produite par le retard de condensation.

Dans une chambre à bulles, on utilise un retard à l'ébullition pour générer un chapelet de bulles naissantes le long du trajet d'une particule.