Caractérisation 3D de détecteurs germanium hyper purs multi-segmentés : simulation et validation de la technique de PSCS et son application à diverses énergies gamma à l’aide d’une source de 152Eu

3D characterization of multi-segmented HPGe detectors : simulation and validation of the PSCS technique and its application for different energies with a 152 Eu source

• Auteur / Autrice : Bartolomeo De Canditiis
• Direction : Gilbert Duchêne
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 24/06/2020
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut pluridisciplinaire Hubert Curien (Strasbourg ; 2006-....)
• Jury : Président / Présidente : Sandrine Courtin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christian Finck, Vlad Marian, Joa Ljungvall
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jürgen Gerl, Araceli Lopez-Martens

Mots clés

Mots clés contrôlés

Germanium

Détecteurs de rayonnement

Rayons gamma

Mots clés libres

Spectroscopie Gamma

Détecteurs germanium hyper pur

Table de scan

Analyse de formes d'impulsion

Multi-détecteur AGATA

Caractérisation de détecteurs

Technique PSCS

Gamma-ray spectroscopy

High purity germanium detectors

Scanning table

Pulse-shape analysis

AGATA array

Detector characterization

PSCS technique

Résumé

Les ensembles de détecteurs de rayon gamma de nouvelle génération, tel AGATA, utilisent des détecteurs multi-segmentés de germanium hyper-pur dans les expériences de physique nucléaire pour lesquelles une grande résolution et efficacité sont demandées. Ces caractéristiques sont obtenues par l’application des techniques d'analyse des formes d'impulsion et de tracking des rayons gamma. Ces dernières demandent une caractérisation volumétrique des détecteurs. À cet effet, l'IPHC a développé une table de scan qui utilise la technique Pulse Shape Comparison Scan (PSCS). Des simulations sont réalisées pour quantifier la précision de la technique PSCS et pour la valider. Elles sont appliquées sur un détecteur planaire pixelisé 3x3 et sur un détecteur symétrique d'AGATA de type S. La méthode est testée avec plusieurs énergies de rayons gamma et diverses statistiques d'entrée. Des scans réels sont aussi entrepris sur les deux détecteurs, qui sont totalement caractérisés. En particulier, un scan réalisé pour la première fois avec une source de rayons gamma de 152Eu, prouve la validité de certaines hypothèses sur lesquelles repose la technique de tracking.

New generation gamma-ray detectors arrays, such as AGATA, employ multi-segmented high purity germanium detectors in experiments of nuclear physics that require high resolution and efficiency which are obtained thanks to the application of pulse-shape analysis and gamma-ray tracking. These techniques require full volume characterization of the position sensitive detectors. The IPHC developed a scanning table that uses the Pulse Shape Comparison Scan (PSCS) technique to perform this task. Simulations are performed to quantify the accuracy of the PSCS and to validate it.They are applied on a pixelated 3x3 planar detector and a symmetrical S-type AGATA detector. The method is tested with different gamma-ray energies and input statistics. Several real scans are performed as well on both detectors, which are fully characterized. In particular a scan with agamma-ray source of 152Eu, the first ever done, prove some assumptions on which the tracking technique is based.