Benoit Denizot Vectorisation particulaire 13.04.17 Spectrométrie  Benoît DENIZOT Biophysique médicale Médecine Nucléaire CHU Angers denizot@univ-angers.fr denizot@univ-angers.fr

Rappels de radioactivité b- b+ CE g n fission fusion Papier Plexi Plomb H2O Plastiques Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

Rappels sur l’adsorption des rayonnements Ionisation e- et cation + Excitation - Desexcitation X, UV, Visible g si neutrons Matérialisation Lumière si Cerenkov + X freinage Activation par neutrons X,g X,g,a,p,e+,e- n e- Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

Détection de rayonnement: principe Gaz Semi-cond. Thermoluminescence g UV-Vis UV-Vis Scintillation Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers Désexcitation Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

Effet photo-électrique Ionisation (excitation) e- fortement liés Réarrangement X, UV, Visible e- Auger Absorption totale Eph = Eg - Eliaison Iph  Z4 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

Effet de matérialisation Ionisation (excitation) e- peu liés Excitation - e- e+ 180° 511 keV g > 1022 keV Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers Diffusion Compton e- peu liés Ionisation - Excitation hn ’ = hn / (1-a(1-cosQ) a = hn en MeV/ 0,511 l ’-l = lc (1-cos Q) lc = 2,426 1010 m q  180° j  90° Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers Rétrodiffusion: 180° Ionisation (excitation) e- peu liés Excitation - A q = 180° D(hn) = 0,255 MeV A q = 90° D(hn) = 0,511 MeV Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

Atténuation et absorption I = I0 e -m x Plomb Aluminium Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

Atténuation de différents milieux 99mTc 511 keV Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

Chaine de comptage g: principe Réglages distance vitesse en x et y intégration Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers Jonction Cristal - PM Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

Scintillation: évolution temporelle Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

Solides minéraux scintillants Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers Photomultiplicateur THT + 500-1000 v Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers PM: anodes et dynodes Anodes collectrices Dynodes amplificatrices Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

PM: Limitation de réponse angulaire Dynodes courbes Dynodes persiennes Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

PM: homogénéité angulaire Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

PM: limitation de vitesse Réponses de types atc e-bt et gaussien Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

Cristal + PM: Limitation de sensibilité Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers PM: Limitation du gain Fuites ohmiques basse tension Emission thermoélectronique Effet de champ +++ haute tension Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

PM: courant d’obscurité Effet de la température + Signal / bruit ++ Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers Système à gaz raréfié I (mA) I (mA) Ddp (kV) Chambre d’ionisation Compteur proportionnel Geiger-Müller + 1 kV Fenêtre fine: Mica ou mylar Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

Semi-conducteurs et jonction PN Zone P = trous libres Zone interdite (migration d ’e-) Zone P = e- libres (p Positif) Sous tension inverse + Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers Diode PIN + Intrinsèque Li P N Potentiel Champ Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

Photodiode à migration Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

Sonde de détection CdTe Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers Résolution en énergie Génération de porteurs d ’informations aléatoire ET = N-1/2 Pour E = 30 keV, au mieux W = 3 eV ET = 10000-1/2 = 1/100 = 1 % de E W = 30 eV ET = 1000-1/2 = 1/33 = 3,5 % de E W = 90 eV ET = 300-1/2 = 1/17 = 6 % de E Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers Spectre du 99m Tc: NaI Intensité FWHM: 10-12 % Compton Energie 2°ordre 1°ordre 140 keV Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers Spectre du 137Cs 30,15 ans 137Cs 661,662 keV 2,554 min 55 137Ba 56 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

Influence de la taille du détecteur S Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

Influence de l’environnement Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers Spectre du 55Fe Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers Spectre X-g du 241Am Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

Influence du taux de comptage comptés Non Paralysable n = N / ( 1 + N t ) Paralysable n = N e-Nt N réels Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

Spectre b et circuit à coincidence Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers