Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Le choix des matériaux utilisés pour la détection de rayonnement s’appuie principalement sur les propriétés d’interaction des particules avec la matière et de collection des charges ou des photons générés. Cet article s’attarde à présenter les quatre types de particules présentes dans l’industrie nucléaire : alphas (?), électrons (?), photons (X ou ?) et neutrons. Pour chacune d’elles, sont listées leurs provenances et leurs propriétés d’interaction avec la matière (effets en jeu). Sont également abordés les différents détecteurs disponibles et permettant de les détecter, avec leurs techniques et principes de fonctionnement.
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Auteur(s)
-
Thierry POCHET : Nuclear Instrumentation Specialist - Chercheur détaché du CEA – Agence Internationale de l’Énergie Atomique (AIEA)
INTRODUCTION
Ce texte doit se lire à la suite des dossiers , consacré aux principes physiques de fonctionnement des détecteurs nucléaires, et , qui présente les différentes classes de détecteurs.
Nous nous focalisons dans ce dossier sur les quatre types de particules présentes dans l’industrie nucléaire : alphas (α), électrons (β), photons (X ou γ) et neutrons. Pour chacune de ces particules nous présentons brièvement leurs origines, leurs propriétés en terme d’interaction avec la matière ainsi que les détecteurs utilisés pour les détecter.
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Rayonnement X et gamma2. Électrons
2.1 Introduction
Les électrons considérés ici sont énergétiques (plusieurs dizaines de keV à plusieurs MeV). On dénombre trois principaux phénomènes qui conduisent à l’émission d’électrons.
-
La désintégration β+ ou β– se produit pour des noyaux ayant un excès (β−) ou un déficit (β+) de neutrons (par rapport aux noyaux stables) et qui retrouvent un état plus stable en convertissant un neutron en proton (ou réciproquement). Cette réaction s’accompagne de l’émission d’un électron β− (ou d’un positon β+) (conservation de la charge électrique) et d’un neutrino
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.L’énergie emportée par l’électron peut prendre toutes les valeurs de 0 à l’énergie maximale autorisée par la réaction (état final à trois corps), selon une courbe en cloche. Les émetteurs β sont souvent des noyaux ayant subi une capture neutronique :
n + X ® Y émetteur βIl s’agit donc de radioéléments que l’on rencontre fréquemment dans une centrale nucléaire. À noter que dans la majorité des cas, la désintégration β conduit à un noyau fils dans un état excité dont le retour à l’état fondamental se traduit par l’émission d’un ou plusieurs γ caractéristiques (un des plus connus étant le 60Co).
.-
La conversion interne (CI) se produit lorsqu’un noyau dans un état excité retourne dans son état fondamental en transférant toute son énergie à un électron du cortège atomique plutôt qu’à un γ. Ce phénomène peut faire suite à une désintégration β. L’énergie de l’électron est monoénergétique et correspond à l’énergie γ de la transition moins l’énergie de liaison de l’électron. Les sources d’électrons par conversion interne sont très utiles pour la calibration des détecteurs β.
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L’interaction des γ avec la matière (noyaux...
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Électrons
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - KNOLL (G.F.) - Radiation Detection and Measurement - . Édité par J. Wiley & Sons.
-
(2) - LEO (W.R.) - Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments - . Édité par Springer-Verlag.
-
(3) - BLANC (D.) - Les rayonnements ionisants - . Édité par Masson.
-
(4) - EVANS (R.D.) - The Atomic Nucleus - . Édité par McGraw-Hill (1955).
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