La détection et la mesure des rayonnements ionisants

Résumé du document

Synthèse de Physique sur la détection et la mesure des rayonnements ionisants notamment sur le fonctionnement des différents détecteurs utilisés en physique comme le compteur Geiger-Muller par exemple, le tout illustré de schémas en couleurs.

Extraits

[...] Basse tension : chambre d'ionisation. Moyenne tension : régime proportionnel (détecteurs mains-pieds, portiques). Haute tension : Geiger-Müller Les détecteurs à scintillation (principe de la gamma-caméra). Le principe de la scintillation. Les électrons primaires produits par ionisation peuvent, par interaction rayonnement / matière avec un détecteur, entraîner l'émission de photons. Ces photons peuvent être dans le domaine du proche visible (fluorescence). Le détecteur dans ce cas est composé de matériaux appelés scintillateurs. Le rendement d'un scintillateur : transfert de l'énergie initiale en énergie lumineuse. [...]

[...] Effet des rayonnements ionisants. Imagerie médicale. Détection des rayonnements : Les phénomènes de base L'ionisation dans les gaz et les solides. Le phénomène de scintillation. Le phénomène de semi-conduction. La thermoluminescence. La chaîne de mesure La détection et la mesure. Capteur. Amplificateur. Traitement. Affichage. Que mesure-t-on ? Énergie perdue dans le milieu. Nombre d'émissions de particules ou de photons. Caractéristiques des détecteurs Les caractéristiques géométriques. Source émettant dans toutes les directions. Flux de rayonnement par détecteur dépend de l'angle solide. [...]

[...] L'efficacité de détection est comprise entre 0 et 1. Le temps mort τ Définition. Intervalle de temps qui sépare 2 détections. Dépend du détecteur et de l'électronique associée. Plus τ est court, plus le comptage est élevé N mes = N réel Détecteurs actuels : taux de comptage élevé (ex : caméras à scintillation 108 évènements/s) systèmes. Système paralysable. Système non paralysable. Les pertes de comptage : Variation du taux de comptage : Le mouvement propre et bruit de fond. [...]

[...] Bonne efficacité de détection des photons gamma. Exemples : cristal d'iodure de sodium dopé au thallium (λem 410 nm) Bandes d'énergie du cristal Nal : Phase 1 : interaction rayonnement / matière dans le cristal : Phase 2 : la photomultiplication : Détecteurs qui utilisent l'excitation (photo-multiplicateurs) : Les conditions importantes du scintillateur solide : pouvoir d'arrêt, émission lumineuse, transparent, usinable, stabilité, coût. Les détecteurs à semi-conducteurs. Le matériau semi-conducteur : Définition. Vrais isolants : le verre. Parfaits conducteurs : les métaux. [...]