DETECTION DES RAYONNEMENTS

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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 =  Ni Ei FLUX : Variation par unité de temps particulaire particules s-1 énergétique J s-1 N = d N d t  = d E

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

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

7 COMPTEUR A DECHARGE Détecteur à gaz + - + - - R C + - + + + -

8 Compteur proportionnel
Charge collectée 100 200 1100 1400 1 2 3 4 5 6 Q Geiger Müller :avalanche Chambre d ’ionisation f ( E ) Recombinaison partielle V Compteur proportionnel

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

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

11 Scintillateurs minéraux
sulfure de Zn ( Ag ) a , p+ ,  I Na ( Tl ) X,  Scintillateurs Organiques anthracènes a , 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 Gain ~ 106 anode dynode photocathode cristal signal Capacité parasite
1000v anode 800 600 HT dynode 400 200 photocathode cristal Gain ~ 106

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 - Germe Ag Barrière négative

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

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 valence e- 1 eV trou électronique 0,01 eV + Ea Eb Donneur e- Type N Type P

20 Chambre d ’ionisation solide + - N P Champ électrique 105 Vm-1 N P e-

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