D

1
Détection de neutrons avec un détecteur Micromégas

• Principe de détection
• Mesure du faisceau de n_TOF
• Etude des reculs
• Imagerie neutronique
• Conclusion

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Principe de détection
H,He
Détection de neutrons
n 6Li ? 3H ? Q 4.78 MeV n 10B ? 7Li ?
Q 2.31 MeV
Diffusion élastique sur les atomes du gaz
H, He, C, Ar
3
Mesure faisceau à n_TOF
p du PS
Mesure de lénergie par temps de vol
4
Mesure faisceau à n_TOF
alpha,triton ou recul
5
Mesure faisceau à n_TOF
Temps de vol
6
Mesure faisceau à n_TOF

• Validation des simulations
• Approximation par une fonction analytique
• Détermination du faisceau à 185 m pour les
  mesures de sections efficaces de capture

où
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Etude des reculs
INTERET Reconstruction de langle des reculs

• Diffusion élastique
• H, He, C
• En donnée par TOF
• ? donné par le temps de dérive et la multiplicité
• Er donné par lénergie déposée
• Indétermination sur ? ???

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Etude des reculs

• Multiplicité3 Multiplicité1

Xh?
recul (H,He..)
Pas dindétermination sur ? SRIM Stopping Range
of Ions in Matter ? Xhf(Energie déposée par
ionisation)
9
Etude des reculs

• Séparation des différents atomes possible avec
  multiplicité1
• Simulation MC couplée au code SRIM

Mult 1
Mult gt 1
Dérive en fonction de lénergie déposée de 1 MeV
à 1.2 MeV
10
Etude des reculs

• Vérification de la bonne évaluation de langle ?
  par le calcul de lénergie neutronique

De 1 MeV à 1.2 MeV résolution de 150 keV De 0.8
MeV à 1.2 MeV résolution de 150 keV ? angle ?
correctement évalué
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Imagerie Neutronique

• Tomographie neutronique utilisée pour limagerie
  de pièces mécaniques, la détection de défauts
  (fissures), la visualisation découlements.
• But réaliser un procédé industrialisable
  dimagerie neutronique avec un Micromégas,
  alternative aux plaques photos classiquement
  utilisées (CEA/DRT/DIMRI) .
• Etat davancement test dun Micromégas 1D
  réalisé en 2001, 60 microns de résolution obtenue
  avec un pas de pistes de 100 microns. Test dun
  2D en cours

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Test neutrons en 2Dmesure de la résolution
spatiale

• 192 voies en X et 192 voies en Y
• pas p de 300 microns
• signaux multiplexés en 4?96 voies
• pas dinformation temporelle lecture de la
  charge collectée sur chaque piste à chaque
  événement
• Fonctionnement en ampli. ou préamplification

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Test neutrons en 2D

• Choix du convertisseur Conversion de neutrons
  thermiques
• n(Li6,t)? 940 barns/ 2 et 30 microns de LiF
• n(B10,Li7) ? 3840 barns/ 0.8 microns

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Test neutrons en 2DRésultats
Objet test en Cd 0.8 mm Trous de 0.6 et 1.5 mm
Ampli.
Préampli.

• Reconstruction en 2D des trous
• recherche des amas groupe dimpulsion pour 1
  événement
• calcul du barycentre pour chaque événement
• sélection sur la charge déposée et la
  multiplicité
• approximation analytique de la distribution des
  barycentres

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Test neutrons en 2DRésultats

• Résolution
• 180 microns en amplification (eff après
  sélection 10)
• 160 microns en préampli (eff après sélection 15)

16
Conclusions

• Caractérisation de faisceaux de neutrons par
  Micromégas (?s 0.47 mm, ?t 45 ns (Ar) )
• (imagerie neutronique ou neutron thérapie)
• Reculs méthode de détection des WIMPs (Weakly
  Interacting Massive Particle)
• Micromégas 2D, grande dérive, gaz à faible
  diffusion transverse
• Tomographie
• Réalisation dune neutronographie et test en
  tomographie
• Test avec un Li6 de 100 microns (eff 18)
• Amélioration de la vitesse dacquisition (300 Hz)
• Test au PSI faisceau avec une bonne divergence