La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

SIMULATION DE LA DETECTION DE RAYONNEMENT GAMMA PAR UN DETECTEUR GERMANIUM AVEC LA PLATE-FORME G.A.T.E. BASEE SUR G.E.A.N.T.4 COURTINE Fabien, MIALLIER.

Présentations similaires


Présentation au sujet: "SIMULATION DE LA DETECTION DE RAYONNEMENT GAMMA PAR UN DETECTEUR GERMANIUM AVEC LA PLATE-FORME G.A.T.E. BASEE SUR G.E.A.N.T.4 COURTINE Fabien, MIALLIER."— Transcription de la présentation:

1 SIMULATION DE LA DETECTION DE RAYONNEMENT GAMMA PAR UN DETECTEUR GERMANIUM AVEC LA PLATE-FORME G.A.T.E. BASEE SUR G.E.A.N.T.4 COURTINE Fabien, MIALLIER Didier, PILLEYRE Thierry, SANZELLE Serge Équipe THERMOLUMINESCENCE (TL)-Laboratoire de Physique Corpusculaire (LPC) IN2P3-CNRS-Université Blaise Pascal Aubière cedex PROBLEMATIQUE Objectif : déterminer lactivité de radio-émetteurs gamma dans un intervalle dénergie [20 keV;1500 keV] pour différents milieux solides et liquides. Dispositif expérimental : chaîne de spectrométrie gamma avec détecteur Ge intrinsèque coaxial (cf. figure n°1). Problème : évaluer lefficacité de comptage = nombre de photons mesurés/ nombre de photons émis par léchantillon. différent de 1 parce que : Effet de géométrie ( la détection ne se fait pas sur les 4 stéradian) Effet de matrice (absorption partielle ou totale des photons dans léchantillon étudié) Absorption par les parois (capot, conteneur, etc. …) Défaut de comptage dans le cristal de germanium lui-même (« zone morte » = région superficielle non sensible) Figure n° 1 : schéma du détecteur au germanium Le cristal est sous vide. La taille des zones mortes a été augmentée dans un souci de clarté (les zones mortes externes ne sont pas représentées). Figure n° 2 : efficacité expérimentale et théorique ainsi que le rapport des deux, à 32 keV. Les barres derreur expérimentales sont à deux écart-types. Lerreur sur lefficacité simulée est estimée à 2 %. Efficacité (%) Position de la source à partir du fond du puits (mm) Efficacité (%) BIBLIOGRAPHIE [1] : Sunita Kamboj and Bernd Kahn, « Evaluation of Monte Carlo simulation of photon counting efficiency for germanium detectors », Health Physics-April 1996, Volume 70, Number 4, pp RESUME Dans le cadre dun étalonnage en efficacité dun spectromètre gamma dont le détecteur est un monocristal de germanium intrinsèque, nous avons été amenés à réaliser des modélisations à partir de la plate-forme de simulation G.A.T.E.. Nous avons réalisé ceci pour une configuration puits, avec une source ponctuelle, en ajustant efficacité expérimentale et efficacité simulée. Loriginalité de notre travail repose sur le fait que nous navons pas travaillé avec une position fixe de la source mais au contraire nous lavons déplacée à lintérieur du puits ce qui nous a conduit à mettre en évidence une zone morte dépaisseur variable dans les simulations. Moyennant quoi, nous obtenons un très bon accord entre la simulation et lexpérience : le rapport moyen des deux efficacités est de (0.97 +/- 0.01). (2a) : zone morte négligée (2b) : zone morte dépaisseur variable METHODE Approche semi-expérimentale: Étalonnage avec des milieux de composition et dactivité connue + simulation informatique sous G.E.A.N.T.4. calculs des effets de matrice extension à des énergies de gamma non disponibles Le travail présenté ici n est quune première étape de la validation de la simulation : Simulation avec une source ponctuelle de gamma de 32 keV déplacée verticalement dans le puits Comparaison avec les résultats expérimentaux (photons de 32 keV dune source ponctuelle de 137 Cs) RESULTATS Simulation simplifiée Hypothèse : les zones mortes sont comprises dans le volume de détection (leurs dimensions mal connues sont faibles ce qui permet dans un premier temps de les négliger), cest-à-dire que le cristal de Ge est entièrement sensible (cf. figure n° 1). Les courbes obtenues (cf. figure n° 2a) sont « semblables » mais il y a un mauvais accord : lefficacité simulée est supérieure à lefficacité expérimentale. Interprétation : il faut prendre en compte le fait que les zones mortes ne sont pas sensibles et jouent un rôle significatif dabsorbeur. Simulation avec les zones mortes non sensibles Recherche de laccord entre efficacité simulée et expérimentale par ajustement des dimensions des zones mortes dans la simulation. Étape 1 : couche dépaisseur constante pour toutes les zones mortes. On narrive pas à avoir un bon accord pour toutes les positions de la source. Étape 2 : en introduisant un gradient dépaisseur de zone morte, on arrive par ajustement à un très bon accord simulation/expérience : le rapport moyen obtenu est de / (cf. figure n° 2b). Commentaire Cette approche permet de mettre en évidence une variation de lépaisseur des zones mortes, ce que navaient pas vu dautres auteurs [1] en fixant la position de la source. CONCLUSION En se limitant à lintérieur du puits, et aux faibles énergies, on peut utiliser les paramètres ajustés dans ce travail pour étendre les calculs defficacité à des sources non ponctuelles (milieux radioactifs, naturels ou artificiels). efficacité expérimentale (%), efficacité simulée (%) rapport efficacité simulée/efficacité expérimentale Rapport Haut du cristal de Ge Fond du puits cristal (Ge) support (Cu) zone morte du germanium conteneur échantillon photon partiellement absorbé par le cristal photon totalement absorbé par le cristal photon non détecté photon absorbé par la matrice photon absorbé par la zone morte capot (Al)


Télécharger ppt "SIMULATION DE LA DETECTION DE RAYONNEMENT GAMMA PAR UN DETECTEUR GERMANIUM AVEC LA PLATE-FORME G.A.T.E. BASEE SUR G.E.A.N.T.4 COURTINE Fabien, MIALLIER."

Présentations similaires


Annonces Google