Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
Auteur(s)
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Pierre CHEVALLIER : Maître de conférences à l’université Pierre et Marie Curie - Docteur ès sciences physiques - Chercheur au LPAN (Paris VI ) - associé au LURE (Orsay )
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Lire l’articleINTRODUCTION
La détection et la mesure des rayonnements nucléaires est un vaste problème, délicat, souvent difficile et auquel on est confronté dans toutes les méthodes nucléaires d’analyse. Le détecteur idéal et universel n’existant pas, on doit toujours rechercher un compromis pour utiliser celui qui paraît le mieux approprié pour une mesure particulière. Ce choix va dépendre du but ultime de la mesure (simple comptage, mesure d’énergie, mesure de temps, localisation... ) du type de rayonnement et de son énergie. Seule une connaissance approfondie des mécanismes d’interaction des rayonnements avec la matière, du principe de fonctionnement des divers détecteurs et des possibilités de l’électronique associée permet de définir la chaîne d’analyse la mieux adaptée.
Cet article s’intégrant à la rubrique Méthodes nucléaires d’analyse, les divers détecteurs sont regroupés par type de spectroscopie plutôt que par principe de fonctionnement mais en gardant un ordre logique dans la présentation. Ainsi le lecteur n’est pas contraint de lire tout le texte s’il s’intéresse uniquement à un problème particulier.
La première partie est consacrée à des généralités indispensables à la compréhension du fonctionnement des détecteurs. La deuxième partie est réservée à la description détaillée des détecteurs les plus souvent utilisés pour la mesure des particules alpha, des électrons, des photons et des neutrons. Le lecteur doit y trouver tous les renseignements lui permettant de choisir le détecteur le mieux adapté pour résoudre son problème de mesure. Dans la troisième partie, on trouve une brève description des principaux modules électroniques constituant la chaîne d’analyse en insistant sur leur fonction, permettant ainsi de choisir au mieux les modules nécessaires parmi le vaste choix proposé par les différents constructeurs.
La bibliographie couvrant ce sujet est immense et ne peut figurer ici. Nous donnerons les références de quelques livres particulièrement complets ainsi que les revues où sont publiés l’essentiel des articles traitant de la détection des rayonnements. On y trouvera aussi une liste des principaux constructeurs du matériel nécessaire.
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Conclusion
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4. Exemple d’application : analyse de la matière nucléaire
Les rayonnements émis lors des processus radioactifs sont très souvent caractéristiques d’un radionucléide. Cela est particulièrement mis à profit pour identifier les constituants de la matière nucléaire. Cependant de nombreuses précautions sont à prendre dont nous allons exposer les principales dans ce bref exposé qui ne saurait être considéré comme une procédure de travail.
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Émetteurs alpha : l’énergie des particules α émises est très caractéristique d’un radionucléide mais, à cause de leur très faible parcours (quelques dizaines de micromètres seulement dans les solides), les sources α sont très délicates à préparer. Elles doivent être « sans matière » ce qui suppose un cycle d’opérations chimiques de séparation complexe et par suite impose de connaître à l’avance la composition de l’échantillon. Ce ne peut donc pas être une première étape de caractérisation. Heureusement, la plupart des émetteurs α sont aussi émetteurs γ et peuvent être caractérisés par ce rayonnement. Quelques émetteurs α n’émettent pas de γ ( 210Po par exemple) mais leur présence pourra être suspectée par ailleurs si l’un de leurs ascendants (ou descendants) dans une filiation a été identifié (en spectroscopie γ par exemple).
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Émetteurs bêta : la plupart des radionucléides sont émetteurs β (β –, β+ ou CE). En particulier, les produits de fission radioactifs sont tous émetteurs β –. Ces rayonnements sont généralement faciles à détecter, malheureusement le spectre β est un spectre continu en énergie ce qui empêche d’utiliser ce type de radioactivité pour la caractérisation d’un radionucléide particulier dans un mélange complexe. Heureusement les émetteurs β sont aussi très souvent émetteurs γ permettant une identification plus facile. Ce ne sera pas le cas avec certains radionucléides émetteurs purs ( 14C, 3H, 204Tl...). On a peu de chance de rencontrer les deux premiers dans la matière nucléaire mais ce n’est pas le cas de 204Tl. Pour les radionucléides de ce type on fera les mêmes observations que ce qui a été dit pour les émetteurs α purs.
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Émetteur gamma : c’est...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - KNOLL (G.F) - Radiation Detection and Measurement. - J. Wiley and Sons, 1979.
-
(2) - KLEINKNECHT (K.) - Detection of Particule Radiation. - Cambridge University Press, 1986.
-
(3) - JENKINS R., GOULD R.W., GEDCKE (D.) - Quantitative X-Ray Spectrometry. - Marcel Dekker Inc, 1981.
-
(4) - SIEGBAHN (K.) - Alpha, Beta and Gamma Ray Spectroscopy. - North Holland, 1974.
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(5) - * - De très nombreux articles sur ce sujet sont périodiquement publiés dans la revue Nuclear Instruments and Methods (Elsevier science).
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(6) - CHEVALLIER (P.) - Interaction du rayonnement avec la matière. - Archives Techniques de l’Ingénieur A 214, 215 (2-1986).
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...
ANNEXES
(liste non exhaustive)
Ariès http://www.aries-sa.fr
CAEN http://www.caen.it
CANBERRA Eurisys http://www.canberraeurisys.com
Novelec http://www.novelec.fr
Oxford Instruments Analytical http://www.oxford-instruments.fr
Ortec (Groupe) http://www.ortec.fr
Sté d’Étude Physique SEPH http://www.seph.fr
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