Métrologie de l'environnement radiatif terrestre à l'aide de différents détecteurs solides

par Tarek Saad Saoud

Thèse de doctorat en Mécanique, physique, micro et nanoélectronique

Sous la direction de Jean-Luc Autran et de Daniela Munteanu.

Le président du jury était José Busto.

Le jury était composé de Jean Luc Leray.

Les rapporteurs étaient François Mauger, Laurent Dusseau.


  • Résumé

    Cette thèse a porté sur la détection à l'aide de détecteurs solides des principaux flux de particules (neutrons, protons, muons) constituant le rayonnement atmosphérique naturel. Dans la première partie de ce travail, nous avons utilisé différents détecteurs à semi-conducteur (capteurs CCD et photodiodes de grande surfaces) pour la détection de ce rayonnement au niveau du sol. Des expériences ont été conduites en altitude et au niveau de la mer dans le but de distinguer et de déterminer avec précisons la contribution de chaque particule dans la réponse électrique du détecteur utilisé. Un code de simulation numérique a également été développé pour simuler la réponse de ces détecteurs aux différents environnements radiatifs. Dans la deuxième partie, nous avons développé plusieurs montages à base de scintillateurs plastiques pour caractériser le flux de muons atmosphériques au niveau du sol aux basses énergies (MeV-GeV). Deux instruments ont été développés, modélisés et simulés : un télescope à muons pour déterminer la distribution angulaire du flux des muons atmosphériques et un spectromètre à muons basses énergies pour déterminer la distribution énergétique de ces particules en incidence verticale.

    mots clés mots clés

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  • Résumé

    This thesis focused on the detection by solid detectors of the principal fluxes of particles (neutrons, protons, muons) constituting the natural atmospheric radiation. In the first part of this work, we used different semiconductor detectors (CCD sensors and large area photodiodes) to detect this radiation at ground level. Experiments have been conducted at altitude and at sea level in order to distinguish and precisely determine the contribution of each type of particles in the electrical response of the detector used. A numerical simulation code has also been developed to simulate the response of these detectors to different radiative environments. In the second part, we developed several scintillator-based setups to characterize the flux of atmospheric muons at ground level at low energies (MeV-GeV). Two instruments were developed, modeled and simulated: a muon telescope to determine the angular distribution of atmospheric muon flux and a low energy muon spectrometer to determine the energy distribution of these particles in vertical incidence.

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