Développement de compteurs à scintillation hautes performances et de très basse radioactivité pour le calorimètre du projet SuperNEMO

• Auteur / Autrice : Emmanuel Chauveau
• Direction : Fabrice Piquemal
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Astrophysique, Plasma et Corpuscules
• Date : Soutenance le 18/11/2010
• Etablissement(s) : Bordeaux 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de mathématiques et informatique (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre d'études nucléaires Bordeaux Gradignan
• Jury : Président / Présidente : Jean-Christophe Caillon
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Dominique Duchesneau, Pascal Lavoute, Christine Marquet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marcos Dracos, Karol Lang

Mots clés

Mots clés contrôlés

Neutrinos

Détecteurs

Mots clés libres

Neutrino

Double décroissance bêta

Calorimètrie

Scintillateur

Photomultiplicateur

Neutrino

Double beta decay

Calorimeter

Scintillator

Photomultiplier

Résumé

SuperNEMO est un projet de détecteur de nouvelle génération pour la recherche de la décroissance double bêta sans émission de neutrinos. La technique expérimental déployée est dans la lignée du son prédécesseur NEMO3, combinant un trajectographe et un calorimètre, afin d’identifier non seulement les électrons des décroissances double bêta, mais également pour mesurer l’ensemble des composantes de bruit de fond du détecteur. Le projet vise ainsi une sensibilité de 10^26 ans sur la période du 82Se, ce qui permettrait de sonder une masse effective du neutrino de 50 meV. Pour atteindre cette sensibilité, le projet prévoit notamment de mettre en place un calorimètre composé d’un millier de compteur à scintillation de basse radioactivité, dont la résolution en énergie serait meilleure que 8 % FWHM pour des électrons de 1 MeV.Ce travail de thèse apporte une contribution importante dans les travaux de Recherche et Développements pour améliorer les performances des scintillateurs et photomultiplicateurs, et pour réduire leur radioactivité, avec notamment la conception d’un nouveau photomultiplicateur en collaboration avec Photonis.

SuperNEMO is a next generation double beta decay experiment which will extend the successful “tracko-calo” technique employed in NEMO 3. The main characteristic of this type of detector is to identify not only double beta decays, but also to mesure its own background components. The projet aims to reach a sensitivity up to 1026 years on the half-life of 82Se. One of the main challenge of the Research and Development is to achieve an unprecedented energy resolution for the electron calorimeter, better than 8 % FWHM at 1 MeV.This thesis contributes to improve scintillators and photomultiplicators performances and reduce their radioactivity, including in particular the development of a new photomultiplier in collaboration with Photonis.