Benoit Denizot Vectorisation particulaire

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1 Benoit Denizot Vectorisation particulaire
Spectrométrie  Benoît DENIZOT Biophysique médicale Médecine Nucléaire CHU Angers

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

3 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

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

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

6 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

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

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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, m q  180° j  90° Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

9 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

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

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

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

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

14 Scintillation: évolution temporelle
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15 Solides minéraux scintillants
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16 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers
Photomultiplicateur THT + v Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

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

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

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

21 Cristal + PM: Limitation de sensibilité
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22 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

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

24 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

25 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

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

27 Photodiode à migration
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28 Sonde de détection CdTe
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29 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 = /2 = 1/100 = 1 % de E W = 30 eV ET = /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

30 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

31 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

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

33 Influence de l’environnement
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34 Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers
Spectre du 55Fe Benoit Denizot Médecine Nucléaire CHU Angers

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

36 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

37 Spectre b et circuit à coincidence
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