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DETECTION DES RAYONNEMENTS IONISANTS. A) DEFINITIONS DES GRANDEURS DOSIMETRIQUES B) TYPES DE DETECTEURS 1 ) CLASSIFICATIONS 2 ) COMPTEUR A DECHARGE 3.

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1 DETECTION DES RAYONNEMENTS IONISANTS

2 A) DEFINITIONS DES GRANDEURS DOSIMETRIQUES B) TYPES DE DETECTEURS 1 ) CLASSIFICATIONS 2 ) COMPTEUR A DECHARGE 3 ) COMPTEUR A SCINTILLATION 4 ) EMULSIONS PHOTOGRAPHIQUES 5 ) DETECTEUR A SEMI - CONDUCTEUR 6 ) AUTRES DETECTEURS

3 Énergie transportée : champ de rayonnement N nombre de particules ( photons ) E énergie transportée E = N i E i FLUX : Variation par unité de temps particulaire particules s -1 énergétique J s -1 N = d N d t = d E d t

4 FLUENCE : Variation par unité de surface particulaire particules m -2 énergétique J m -2 = d N d s F = d E d s DEBIT DE FLUANCE particulaire particules m -2 s -1 énergétique J m -2 s -1 = = d E d s d t d N d s d t

5 Mesure de l énergie transportée : calorimétrie avec un corps noir ne subissant pas de modification chimique E = J m c T Q T: °K Précision: 5%

6 Suivant le mécanisme d interaction ionisation excitation CLASSIFICATIONS des DETECTEURS Suivant l état du matériau gaz liquide solide

7 COMPTEUR A DECHARGE R C Détecteur à gaz + -

8 Charge collectée Recombinaison partielle Q V Chambre d ionisation f ( E ) Geiger Müller :avalanche Compteur proportionnel

9 CHAMBRE D IONISATION Débit de dose absorbée grâce paroi convenable tissu profond 1kg cm -2 cristallin 0,3g cm -2 peau 7mg cm -2 Paroi interchangeable Exemple de détecteur de rayonnement à chambre d ionisation mesurant un débit de dose absorbée : Badyline 81 de Nardeux,ZA de Courtaboeuf Les Ulis

10 COMPTEUR A SCINTILLATION Substance scintillatrice Fluorescence Phosphorescence h e-e- P+P+

11 Scintillateurs minéraux sulfure de Zn ( Ag ), p+, I Na ( Tl ) X, Scintillateurs Organiques anthracènes, p+, naphtalène Scintillateurs liquides Scintillateurs Organiques dans xylène ou toluène

12 PHOTOMULITPLICATEUR Photon de fluorescence du scintillateur arrache un électron au niveau d une photocathode Différence de potentiel électrique V énergie cinétique eV plusieurs électrons arrachés En cascade

13 HT 1000v signal Capacité parasite anode dynode photocathode cristal Gain ~ 10 6

14 EMULSIONS PHOTOGRAPHIQUES Suspension de cristaux Br - Ag + ions Ag + interstitiels impuretés S - dans une gélatine fixée sur une feuille de polyester Rayonnement ionisant Br - Br + e - + S - S - - S - - attire un ion Ag + interstitiel S Ag + S - Ag germe d argent métallique : IMAGE LATENTE Révélateur : Réducteur cède e - aux cristaux avec 1 germe Fixateur : Solubilisation du reste de Br - Ag +

15 ion Ag+ ion Br - Barrière négative Germe Ag

16 Le processus de développement. En A and B les électrons du réducteur sont repoussés C - F formation des grains d Ag AB CD EF e-e- e-e- e-e- Br Ag + Ag AB CD La formation de l image latente S--

17 30x 300x 1200x 2000x

18

19 DETECTEUR A SEMI - CONDUCTEUR Semi - conducteur extrinsèque différence d énergie entre la bande de valence et la bande de conduction est nettement plus faible que pour les isolants Bande de conduction Bande de valencee-e- e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- 1 eV trou électronique 0,01 eV + EaEa EbEb Donneur e - Type NType P

20 N P e-e- e-e N P Champ électrique 10 5 Vm Chambre d ionisation solide

21 AUTRES DETECTEURS THERMOLUMINESCENTS Défauts d un réseaux cristallin RADIOLUMINESCENTS Modification de la fluorescence CHIMIQUES Fe 2+ Fe 3+ + e -


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