DETECTEURS Cours P.C.E.M2 de Biophysique 2011-2012 Dr BOUCAR
NDONG - FMPOS UCAD Cours P.C.E.M2 de Biophysique 2011-2012 Dr
BOUCAR NDONG - FMPOS UCAD
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OBJECTIFS 1-Dcrire le principe et le rgime de fonctionnement
des compteurs gaz 2- Connatre le principe des semi conducteurs 3-
Dcrire le principe des dtecteurs scintillation 4- Connatre les
caractristiques des compteurs 1-Dcrire le principe et le rgime de
fonctionnement des compteurs gaz 2- Connatre le principe des semi
conducteurs 3- Dcrire le principe des dtecteurs scintillation 4-
Connatre les caractristiques des compteurs
I- GENERALITES 1- Dfinition Dtecteurs: dispositifs capables de
dceler les traces faisant suite aux dpts dnergie des rayonnements
dans la matire. 2- Intrt Base de lutilisation diagnostique en
rvlant limage radiante Mesure lactivit des sources radioactives et
permet leur localisation(Gamma camra) Dosimtrie 1- Dfinition
Dtecteurs: dispositifs capables de dceler les traces faisant suite
aux dpts dnergie des rayonnements dans la matire. 2- Intrt Base de
lutilisation diagnostique en rvlant limage radiante Mesure lactivit
des sources radioactives et permet leur localisation(Gamma camra)
Dosimtrie
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II- CARACTERISTIQUES DUN DETECTEUR a) Relation activit-comptage
1- Efficacit de dtection 2- Temps mort 3- Mouvement propre 4-
Rsolution en nergie 5- Caractristiques gomtriques a) Relation
activit-comptage 1- Efficacit de dtection 2- Temps mort 3-
Mouvement propre 4- Rsolution en nergie 5- Caractristiques
gomtriques
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II- CARACTERISTIQUES DUN DETECTEUR a) Relation activit-comptage
1- Efficacit de dtection( E.D): E.D = Rapport entre le nombre de
particules dtectes par le nombre de particules reues. Dpend de la
nature et de lnergie du rayonnement ionisant (RI). 2- Temps mort :
plus petit intervalle de temps qui spare deux informations prises
en compte par le systme. 3- Rsolution en nergie: Caractrise la
qualit du dtecteur sparer 2 nergies proches. a) Relation
activit-comptage 1- Efficacit de dtection( E.D): E.D = Rapport
entre le nombre de particules dtectes par le nombre de particules
reues. Dpend de la nature et de lnergie du rayonnement ionisant
(RI). 2- Temps mort : plus petit intervalle de temps qui spare deux
informations prises en compte par le systme. 3- Rsolution en
nergie: Caractrise la qualit du dtecteur sparer 2 nergies
proches.
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II- CARACTERISTIQUES DUN DETECTEUR a) Relation activit-comptage
4- Mouvement propre( MP): Correspond au temps de comptage enregistr
en labsence de toute source de RI. Lorigine du MP est: - Le bruit
de fond naturel: Radioactivit ambiante Rayonnement cosmique - La
radioactivit propre des matriaux et le bruit de llectronique
associe. a) Relation activit-comptage 4- Mouvement propre( MP):
Correspond au temps de comptage enregistr en labsence de toute
source de RI. Lorigine du MP est: - Le bruit de fond naturel:
Radioactivit ambiante Rayonnement cosmique - La radioactivit propre
des matriaux et le bruit de llectronique associe.
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II- CARACTERISTIQUES DUN DETECTEUR a) Relation activit-comptage
5- Caractristiques gomtriques Elles dfinissent: -La forme du
dtecteur; Limportance de sa surface sensible et sa directivit a)
Relation activit-comptage 5- Caractristiques gomtriques Elles
dfinissent: -La forme du dtecteur; Limportance de sa surface
sensible et sa directivit
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II- CARACTERISTIQUES DUN DETECTEUR b ) Fluctuations
Statistiques Dsintgrations radioactives et interactions des rayts
avec la matire : phnomnes alatoires N:nbre dimpulsions observes
pendant t: 95% de chance pour que la vraie valeur inconnue soit
dans N- 2N, N+2N b ) Fluctuations Statistiques Dsintgrations
radioactives et interactions des rayts avec la matire : phnomnes
alatoires N:nbre dimpulsions observes pendant t: 95% de chance pour
que la vraie valeur inconnue soit dans N- 2N, N+2N
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II- CARACTERISTIQUES DUN DETECTEUR b) Fluctuations Statistiques
Erreur absolue (incertitude statistique) est: N= 2N o Erreur
relative (prcision statistique) est: b) Fluctuations Statistiques
Erreur absolue (incertitude statistique) est: N= 2N o Erreur
relative (prcision statistique) est:
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III DIFFERENTS TYPES DE DETECTEURS 1- Dtecteurs Physiques
Calorimtrie Calorimtrie Dosimtre de Fricke Dosimtre de Fricke
Dtecteurs utilisant le noircissement des films photographiques
Dtecteurs utilisant le noircissement des films photographiques 2-
Dtecteurs Electroniques Dtecteurs mettant en jeu lionisation des
gaz Dtecteurs mettant en jeu lionisation des gaz Dtecteurs
scintillations: gamma camera Dtecteurs scintillations: gamma camera
Dtecteurs a semi- conducteurs Dtecteurs a semi- conducteurs 1-
Dtecteurs Physiques Calorimtrie Calorimtrie Dosimtre de Fricke
Dosimtre de Fricke Dtecteurs utilisant le noircissement des films
photographiques Dtecteurs utilisant le noircissement des films
photographiques 2- Dtecteurs Electroniques Dtecteurs mettant en jeu
lionisation des gaz Dtecteurs mettant en jeu lionisation des gaz
Dtecteurs scintillations: gamma camera Dtecteurs scintillations:
gamma camera Dtecteurs a semi- conducteurs Dtecteurs a semi-
conducteurs
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DETECTEURS PHYSIQUES 1- DOSIMETRE PHOTOGRAPHIQUE(DOSIFILM)
Rayonnement ionisant impressionne film photographique:
Noircissement du film partir de la raction doxydo- rduction du
couple rdox Ag+/Ag Intensit du noircissement proportionnel aux flux
de RI reus :mesure du noircissement du film 1- DOSIMETRE
PHOTOGRAPHIQUE(DOSIFILM) Rayonnement ionisant impressionne film
photographique: Noircissement du film partir de la raction doxydo-
rduction du couple rdox Ag+/Ag Intensit du noircissement
proportionnel aux flux de RI reus :mesure du noircissement du
film
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DETECTEURS PHYSIQUES 2- DOSIMETRE DE FRICKE: Oxydation dune
solution aqueuse dacide de sulfate de fer FeSO4 Formation dions
ferriques partir de la raction doxydo- rduction du couple rdox Plus
la solution est irradie plus elle contient des ions frriques Mesure
de la dose dirradiation partir du dosage des ions ferriques par
spectrophotometrie 2- DOSIMETRE DE FRICKE: Oxydation dune solution
aqueuse dacide de sulfate de fer FeSO4 Formation dions ferriques
partir de la raction doxydo- rduction du couple rdox Plus la
solution est irradie plus elle contient des ions frriques Mesure de
la dose dirradiation partir du dosage des ions ferriques par
spectrophotometrie F 3+ /F 2+
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DETECTEURS PHYSIQUES 3-CALORIMETRIE Permet de mesurer les
quantits de chaleur changes dans le milieu par effet des radiations
ionisantes. Apport dune quantit de chaleur Q entraine une lvation
de la temprature dune quantit de matire M dont la capacit calorique
est C et est donne par: = Technique utilise en dosimtrie
3-CALORIMETRIE Permet de mesurer les quantits de chaleur changes
dans le milieu par effet des radiations ionisantes. Apport dune
quantit de chaleur Q entraine une lvation de la temprature dune
quantit de matire M dont la capacit calorique est C et est donne
par: = Technique utilise en dosimtrie
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DETECTEURS ELECTRONIQUES Dtecteurs mettant en jeu lionisation
des gaz Normalement, en labsence de tout RI ??? Si une particule
ionisante pntre dans lenceinte: production dun grand nombre dions
positifs et ngatifs. 1. Les ions positifs cathode 2. Les ions
ngatifs anode La migration des lectrons entrainent un courant
lectrique traduit en signal de dtection par un dispositif
lectronique. Dtecteurs mettant en jeu lionisation des gaz
Normalement, en labsence de tout RI ??? Si une particule ionisante
pntre dans lenceinte: production dun grand nombre dions positifs et
ngatifs. 1. Les ions positifs cathode 2. Les ions ngatifs anode La
migration des lectrons entrainent un courant lectrique traduit en
signal de dtection par un dispositif lectronique.
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Dtecteurs mettant en jeu lionisation des gaz
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DETECTEURS METTANT EN JEU LIONISATION DES GAZ
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1/ Rgime de recombinaison : V petite ddp < 100V, champ
lectrique faible: e- et ions se recombinent tous avant datteindre
lectrodes 2/ Rgime dionisation primaire : 100
