Etude et développement d'un détecteur pixellisé et déformable adapté à la caractérisation radiologique des grandes surfaces - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2021

Study and development of a pixelated and deformable detector for radiological characterization of large surfaces

Etude et développement d'un détecteur pixellisé et déformable adapté à la caractérisation radiologique des grandes surfaces

Résumé

The thesis work presented in this paper aims to address the issues encountered in the field of decommissioning and related to non-destructive testing of large non-planar surfaces with low levels of radiological contamination. The main objective of this thesis is to develop a pixelated and deformable measurement system, compatible with the detection of different radiological signatures (alpha, beta and gamma) on large uneven surfaces. Two technical solutions were considered and investigated: scintillating fibres and phoswichs scintillators. Scintillating fibres, being characterised by an intrinsic deformability allowing them to adapt to the measured surface and the possibility of being manufactured over several kilometres in length, showed a strong potential for innovation and therefore constituted the most promising technological brick for this work. In order to achieve the stated objective, three lines of research were explored. The first axis concerns the development of a detector based on scintillating fibres, for a beta spectrometry application. The second axis aims at developing a numerical model of the detector, using the Monte Carlo simulation code MCNP6, and a numerical model of the transmission and amplification of the signal generated inside the fibres. Finally, the third axis concerns a multi-source beta/beta and beta/gamma discrimination method based on different thicknesses of cladding and cores, and associated with an iterative Maximum Likelihood-Expectation Maximisation (ML-EM) algorithm.
Les travaux de thèse présentés dans ce mémoire visent à répondre aux enjeux rencontrés dans le domaine du démantèlement et relatifs aux contrôles non destructifs de grandes surfaces non planes, présentant un faible niveau de contamination radiologique. L’objectif principal de la thèse consiste à développer un système de mesure pixellisé et déformable, compatible avec la détection de différentes signatures radiologiques (alpha, bêta et gamma) et adapté à l’inspection de grandes surfaces non planes. Deux solutions techniques ont été considérées et investiguées : les fibres scintillantes et les scintillateurs de type phoswich. Les fibres scintillantes ont montré un fort potentiel d’innovation et ont donc constitué la brique technologique la plus prometteuse pour ces travaux. Afin d’atteindre l’objectif énoncé, trois axes de recherche ont été explorés. Le premier axe concerne le développement d’un détecteur basé sur des fibres scintillantes, pour une application de spectrométrie bêta. Le deuxième axe a pour objectif le développement d’un modèle numérique du détecteur, en utilisant le code de simulation Monte-Carlo MCNP6 et un modèle mathématique de la transmission et de l’amplification du signal généré à l’intérieur des fibres. Enfin, le troisième axe porte sur une méthode de discrimination multi-sources bêta/bêta et bêta/gamma basée sur différentes épaisseurs de gaines et de cœurs, et associée à un algorithme itératif de type Maximum Likelihood-Expectation Maximisation (ML-EM).
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03470408 , version 1 (08-12-2021)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03470408 , version 1

Citer

Nicolas Dufour. Etude et développement d'un détecteur pixellisé et déformable adapté à la caractérisation radiologique des grandes surfaces. Instrumentations et Détecteurs [physics.ins-det]. Université Paris-Saclay, 2021. Français. ⟨NNT : 2021UPASP110⟩. ⟨tel-03470408⟩
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