Etude d'un spectrometre gamma a effet compton pour hauts flux de photons dans la gamme d'energie 0,5-12 mev

Broad range high flux gamma spectrometer using compton conversion and permanent magnet

• Auteur / Autrice : SANDRINE FONTENAY CHAMPEAUX
• Direction : Georges Slodzian
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

Cette these porte sur l'etude d'un spectrometre gamma visant l'observation de hauts flux de photons dans une gamme d'energie s'etendant de 0,5 a 12 mev avec une resolution de l'ordre de 0,3 mev. Le choix de l'instrument s'est porte sur un spectrometre a effet compton et a gradient de champ magnetique alliant compacite et grande gamme d'analyse spectrale. Le flux de photons frappe une cible mince et produit par effet compton des electrons dont l'energie est proche de celle des photons incidents dans un cone d'ouverture faible. Ces electrons sont analyses par le secteur magnetique et recueillis dans un plan focal. L'analyse du spectre electronique ainsi obtenu permet de remonter au spectre du flux de photons incidents. L'aspect theorique et numerique de cette etude fait l'objet de la premiere partie. Le premier chapitre debute par quelques rappels concernant l'interaction des photons gamma et la diffusion des electrons dans la matiere puis presente la simulation, de type monte carlo, permettant de prevoir l'angle et l'energie des electrons issus de la cible. L'ensemble des proprietes du secteur magnetique a gradient de champ ainsi que le calcul numerique de la trajectoire des electrons sont presentes dans le second chapitre. Les caracteristiques du spectrometre gamma sont etudiees dans le troisieme chapitre a l'aide de l'ensemble des calculs numeriques permettant de prevoir la reponse du spectrometre. La deuxieme partie est consacree a la validation experimentale des resultats obtenus par simulation. Le spectrometre prototype est decrit dans le premier chapitre. Les trois chapitres suivants presentent la mesure du champ magnetique puis l'etalonnage en electrons et en photons du spectrometre. Le dernier chapitre expose la mesure du spectre emis par un generateur de radiographie eclair, effectuee a l'aide du spectrometre prototype