DETECTION DES RAYONNEMENTS IONISANTS

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DETECTION DES RAYONNEMENTS IONISANTS
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DETECTION ET MESURE DES RAYONNEMENTS.

• Introduction
• Détection directe impossible, donc nécessité dun
  intermédiaire physique ou chimique pour détecter
  et mesurer les Rayonnements (ionisation,
  photo-chimie, scintillation).
• Détecteurs permettent
• le comptage des photons détectés
• Détermination de lénergie photonique
• Milieux gazeux? débit photonique dn/dt
• Milieux condensés ? dn/dt et E

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DIFFERENTS TYPES DE METHODES

• IONISATION
• - dans milieu gazeux Compteur GM, la chambre
  dionisation, le stylo dosimètre
• dans milieu solide semi-conducteurs
• PHOTOCHIMIE
• Autoradiographie, Radiographie et dosifilms
• SCINTILLATIONS
• Gamma caméra, SPECT, TEP-TDM

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PRINCIPES GÉNÉRAUX DE DÉTECTION ET PRINCIPAUX
DÉTECTEURS
- Directe (e,e- , p) - Indirecte (X et ?)
Transfert dEnergie à un électron

• Ionisation
• excitation

EN GÉNÉRAL DÉTECTEUR ÉNERGIE CINETIQUE PERDUE
PAR LA PARTICULE EST TRANSFORMÉE EN ÉNERGIE
ÉLECTRIQUE.
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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TEMPS MORT DUN COMPTEUR

• Il faut un certain temps ? pour obtenir une
  réponse temps mort ou temps minimum qui
  sécoule entre la détection de 2 évènements
• Les pertes de comptage liées au temps mort sont
  dautant plus grandes que lactivité est grande
• Elle est bien sûr liée au type de détecteur
  utilisé

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(No Transcript)
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CARACTERISTIQUES GENERALES DES COMPTEURS

• GEOMETRIE DE COMPTAGE
• D(t) N(t)?/4p N(t).G avec G ?/4p
• G ne dépend que du détecteur et de sa position
  par rapport à la source.
• G ? r2/d2 .

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(No Transcript)
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EFFICACITE DUN COMPTEUR

• Probabilité pour quune particule soit détectée.
• Le nombre de particules détectées est
  proportionnel au nombre de particules émises
• Lefficacité e est la probabilité pour quune
  particule soit détectée
• C(t) e. D(t) N(t).e.G
• e rendement du détecteur
• Efficacité (e) dépend du couple détecteur
  particule. Rendement du détecteur r n/N
  (Chaque désintégration a la possibilité r dêtre
  détectée. Si on renouvelle un grand nombre de
  fois la mesure courbe de Gauss. Erreur 2?n.
• Toujours inférieure à 1

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BRUIT DUN COMPTEUR

• Cest ce que lon détecte même en labsence de
  source - Rayonnement ambiant (Cosmique,
  radioactivité naturelle, contamination du
  compteur)
• - Artéfacts par agitation électronique
• Nécessité de soustraire ce bruit au comptage
• Un blindage améliore la valeur du bruit mais ne
  lélimine pas

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ABSORPTION

• Une partie du rayonnement peut être absorbée
  (utile en radiothérapie) mais en détection cela
  induit une sous-estimation de lactivité de la
  source
• Parfois lE est trop faible et le compteur
  absorbe toute lE pas de possibilité de mesure
  (Source de RX trop peu énergétique)
• Si la source est étendue il peut y avoir une auto
  absorption (Importance de focaliser le
  rayonnement).

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RAYONNEMENT DIFFUSE

• Phénomène aléatoire le rayonnement a aussi une
  interaction aléatoire présence de rayonnement
  non prévu (exemple le Compton dans un
  scintillateur solide)
• Le Compton entraîne une surestimation de
  lactivité
• Nécessité de blinder le compteur latéralement et
  postérieurement
• On pourra diminuer le comptage de ce rayonnement
  diffusé en utilisant des filtres (Cu pour la
  radio ou spectrométrie en scintigraphie).
• Exemple filtrage en radiothérapie

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STATISTIQUES DE COMPTAGE

• Désintégration radioactive phénomène aléatoire
  ou stochastique. Valeur fluctuante dans le temps
  répondant à la loi du hasard. Elle suit la loi de
  Poisson.
• Nécessité de comptage long pour avoir des valeurs
  interprétables
• Lerreur statistique est 2?N donc
  proportionnelle au nombre dévènements comptés et
  non au temps de mesure
• Pour une probabilité de 95, le nombre moyen M
  dévènements comptés pour un comptage n répond à
• n-2 ?Cltnltn2 ?C. Erreur statistique relative de
  comptage est ESR 2/ ?C

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Principe de la spectrométrie gamma
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TRANSFERT DÉNERGIE À UN ATOME -
THERMOLUMINESCENCE

• Energie cédée à un atome ? équilibre rompu avec
  éjection dun électron avec défaut lacune ou
  centre coloré . Ex Irradiation de cristaux de
  Fluorure de Ca ou de Li
• Lacunes proportionnelles à lénergie du R.I.
• Après irradiation, on chauffe, il y a réparation
  avec émission dune quantité de lumière
  proportionnelle à lénergie transférée au cristal
  pendant lirradiation.
• Applications détecteurs luminescents utilisés
  comme dosimètres.
• Doses expositions 5.10-5 Gys à 200 Gys
  (Utilisation en dosimétrie pour curiethérapie sur
  les doigts)

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(No Transcript)
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DÉTECTEURS DUTILISATION COURANTE

• A- Détecteur utilisant les phénomènes
  dionisation
• 1- Détecteur à gaz
• Processus dionisation

Q n.e CV Tout se passe comme si un électron
était passé de B A

A
C
m
- - - B
- - -
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DÉTECTEURS UTILISANT LIONISATION DES GAZ
Gaz rare
Anode ()
C
R
Cathode (-)
THT
On ne détecte pas tous les évènements dans un
détecteur à gaz. Il existe différents types de
fonctionnement selon la tension THT.
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PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DUN DÉTECTEUR À GAZ