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1 - PARTICULES ALPHA

2 - ÉLECTRONS

3 - RAYONNEMENT X ET GAMMA

4 - NEUTRONS

5 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : BN3482 v1

Neutrons
Détecteurs nucléaires - Différents types de particules à détecter

Auteur(s) : Thierry POCHET

Date de publication : 10 janv. 2006

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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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ABSTRACT

 

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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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-bn3482


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4. Neutrons

4.1 Introduction

Les neutrons sont issus de fissions spontanées des noyaux lourds transuraniens. Le plus connu d’entre eux, en tant que source de neutrons, est le 252Cf qui émet 2,3 × 106 n/(s · µg) et qui a une demi-vie de 2,65 ans. Le spectre d’émission est une distribution de Maxwell comprise entre 0 et 10 MeV et dont l’énergie moyenne est d’environ 2 MeV.

Une méthode pour générer des neutrons, outre la fission induite, est de provoquer une réaction nucléaire dans certains noyaux légers comme le béryllium en utilisant des particules α :

Les α peuvent être générés par de l’241Am (d’où le nom source Am-Be). Le spectre des neutrons est relativement compliqué et s’étend de 0 à 10 MeV.

Enfin, on peut utiliser un accélérateur de particules type Van de Graaff, en projetant des deutons sur une cible de tritium :

pour produire des neutrons d’environ 14 MeV. Cette technique est souvent utilisée (incluant d’autres réactions nucléaires) pour tester des détecteurs ou calibrer des instruments de mesure. Signalons qu’il existe des générateurs de neutrons compacts basés sur le même principe.

HAUT DE PAGE

4.2 Interaction avec la matière

Les neutrons sont des particules lourdes et neutres qu’il faut pouvoir détecter sur une gamme d’énergie de près de neuf décades. On classifie les neutrons en quatre catégories d’énergie :

  • les neutrons thermiques nth (25 meV, c’est-à-dire kT pour 300 K) ;

  • les neutrons lents (< 0,5 eV) ;

  • les neutrons épithermiques (0,5 eV – 1 keV) ;

  • les neutrons intermédiaires et rapides (> 1 keV).

Ils peuvent pénétrer...

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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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