Bibliographie & annexes
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Auteur(s)
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Pierre CHEVALLIER : Maître de conférences à l’université Pierre et Marie Curie - Docteur ès sciences physiques - Chercheur au LPAN (Paris VI ) - associé au LURE (Orsay )
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Lire l’articleINTRODUCTION
La détection et la mesure des rayonnements nucléaires est un vaste problème, délicat, souvent difficile et auquel on est confronté dans toutes les méthodes nucléaires d’analyse. Le détecteur idéal et universel n’existant pas, on doit toujours rechercher un compromis pour utiliser celui qui paraît le mieux approprié pour une mesure particulière. Ce choix va dépendre du but ultime de la mesure (simple comptage, mesure d’énergie, mesure de temps, localisation... ) du type de rayonnement et de son énergie. Seule une connaissance approfondie des mécanismes d’interaction des rayonnements avec la matière, du principe de fonctionnement des divers détecteurs et des possibilités de l’électronique associée permet de définir la chaîne d’analyse la mieux adaptée.
Cet article s’intégrant à la rubrique Méthodes nucléaires d’analyse, les divers détecteurs sont regroupés par type de spectroscopie plutôt que par principe de fonctionnement mais en gardant un ordre logique dans la présentation. Ainsi le lecteur n’est pas contraint de lire tout le texte s’il s’intéresse uniquement à un problème particulier.
La première partie est consacrée à des généralités indispensables à la compréhension du fonctionnement des détecteurs. La deuxième partie est réservée à la description détaillée des détecteurs les plus souvent utilisés pour la mesure des particules alpha, des électrons, des photons et des neutrons. Le lecteur doit y trouver tous les renseignements lui permettant de choisir le détecteur le mieux adapté pour résoudre son problème de mesure. Dans la troisième partie, on trouve une brève description des principaux modules électroniques constituant la chaîne d’analyse en insistant sur leur fonction, permettant ainsi de choisir au mieux les modules nécessaires parmi le vaste choix proposé par les différents constructeurs.
La bibliographie couvrant ce sujet est immense et ne peut figurer ici. Nous donnerons les références de quelques livres particulièrement complets ainsi que les revues où sont publiés l’essentiel des articles traitant de la détection des rayonnements. On y trouvera aussi une liste des principaux constructeurs du matériel nécessaire.
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Électronique associée2. Détecteurs de particules
2.1 Détecteurs utilisés en spectroscopie alpha
La chambre d’ionisation est l’un des détecteurs les plus simples et des plus anciens. Le milieu détecteur est un gaz. Deux électrodes servent à appliquer un champ électrique dans l’enceinte du détecteur pour assurer le collectage des charges créées lors du passage d’une particule ionisante.
La chambre d’ionisation peut être utilisée en courant ou en impulsion. C’est essentiellement le premier mode qui est utilisé aujourd’hui. Nous décrirons en détail le fonctionnement de ce détecteur car il est bien compris et les nombreuses notions développées dans ce paragraphe pourront s’appliquer aux autres détecteurs à gaz et même à ceux utilisant des semi-conducteurs.
HAUT DE PAGE2.1.1.2 Collectage des charges
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Ionisation : parmi les nombreux processus participant à la dégradation de l’énergie d’une particule chargée dans un gaz, seule l’ionisation nous intéresse ici. L’énergie moyenne pour créer une paire électron-ion W est supérieure à l’énergie d’ionisation et est indépendante de l’énergie de la particule. Le tableau 2 donne des valeurs admises de W pour les électrons et les particules α dans divers milieux.
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Migration des charges : environ 10 –7 s après le passage de la particule chargée, les électrons (primaires et secondaires) voient leur énergie réduite à moins de 10 eV. Ces électrons et les ions produits vont participer à l’agitation thermique des molécules du gaz et diffuser vers des zones de plus faible concentration. Mais, sous l’effet du champ électrique...
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Détecteurs de particules
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - KNOLL (G.F) - Radiation Detection and Measurement. - J. Wiley and Sons, 1979.
-
(2) - KLEINKNECHT (K.) - Detection of Particule Radiation. - Cambridge University Press, 1986.
-
(3) - JENKINS R., GOULD R.W. , GEDCKE (D.) - Quantitative X-Ray Spectrometry. - Marcel Dekker Inc, 1981.
-
(4) - SIEGBAHN (K.) - Alpha, Beta and Gamma Ray Spectroscopy. - North Holland, 1974.
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(5) - * - De très nombreux articles sur ce sujet sont périodiquement publiés dans la revue Nuclear Instruments and Methods (Elsevier science).
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(6) - CHEVALLIER (P.) - Interaction du rayonnement avec la matière. - Archives Techniques de l’Ingénieur A 214, 215 (2-1986).
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...
ANNEXES
(liste non exhaustive)
Ariès http://www.aries-sa.fr
CAEN http://www.caen.it
CANBERRA Eurisys http://www.canberraeurisys.com
Novelec http://www.novelec.fr
Oxford Instruments Analytical https://www.oxinst.com/
Ortec (Groupe) http://www.ortec.fr
Sté d’Étude Physique SEPH http://www.seph.fr
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