Test de validation du système de spectrométrie à traitement numérique

MESURES COMPARATIVES AVEC SYSTEME STANDARD

Etalonnage en énergie (FWHM)

Le MIMCA utilise deux cartes UNIO52 enfichées dans un rack d’alimentation de type EURO. L’interconnexion avec le microordinateur hôte, est réalisée à travers un hub USB. Chapitre 6 Test de validation du système de spectrométrie à traitement numérique 140 Figure-6. 15 : l’Analyseur personnalisé à plusieurs entrées (MIMCA) Les signaux d’impulsions venant des modules de détection et de traitements analogiques, sont transmis à l’entrée du système de traitement numérique MIMCA à travers des connecteurs BNC standards. Le contrôle du système d’acquisition et des manipulations expérimentales, est effectué avec un code de programme écrit sous Labview. On peut gérer jusqu’à quatre acquisitions de spectres simultanées et afficher les différentes distributions d’énergies correspondantes sur une même fenêtre. Les données de spectres peuvent être enregistrées dans un disque dur, sous format Excel pour tout traitement ultérieur. Figure-6. 16 : Spectre de 60Co et 137Cs traité par le MIMCA et affiché sur la fenêtre du programme de gestion écrit sous Labview Chapitre 6 Test de validation du système de spectrométrie à traitement numérique 141 Des acquisitions de spectres NaI(Tl) des sources scellées de 137Cs et de 60Co ont été effectuées avec le MIMCA. Les spectres ci-dessous ont pu êtres reconstruits en utilisant les données enregistrées par le programme. a) CH_Cs= 481 (0,662MeV) a) CH_Co1=829 (1,17MeV) CH_Co2=937 (1,33MeV)  L’analyse des informations des deux spectres, enregistrées ont permis de déterminer la méthode utilisée par le système pour classer les pics d’impulsions : les canaux assignés pour les différentes énergies composant le rayonnement incident sont définis dans le tableau ci-dessous. Tableau-6. 4 :Distribution des pics d’énergies dans le spectre NaI(Tl) Pic du spectre Energie (MeV) N° Canal 0,662Mev Photopeak du 137Cs 0,662 481 1,17Mev Photopeak du 60Co 1,17 829 1,33Mev Photopeak du 60Co 1,33 937 La droite d’étalonnage du système d’acquisition MIMCA est construite à partir de ces trois couples de points : (481 ; 0,662), (829 ; 1,17) et (937 ; 1,33). Figure-6. 18 : Droite d’étalonnage du système MIMCA, . tracée à partir des sources 137Cs et 60Co La droite d’étalonnage suit une tendance de regression linéaire d’équation: E[MeV]  0,0015CH 0,0423 (6.4) 

Etude comparative avec le modèle physique d’interaction des rayonnements avec la matière

La théorie de l’interaction d’un rayonnement gamma sur un matériau détecteur, introduit la présence de trois phénomènes qui sont en concurrence. Pour la détection de rayonnement gamma, les deux phénomènes qui sont les plus probables sont : – L’effet photoélectrique responsable de la création du pic – La diffusion Compton Pour une énergie incidente E donnée, la quantité d’énergie diffusée sous forme Compton  E est donnée par la relation :       1 2 1 cos ‘    E E E (6.5) La valeur minimum de ce spectre de Compton est obtenue pour une collision frontale emmenant à une diffusion de  180 :    E E E MIN 1 4 ‘ ,   (6.6) Pour un rayonnement gamma de 0,662MeV (137Cs), la valeur de cette énergie de diffusion Compton minimum est de : ECs MIN 0,181MeV 1 4 0,662 ‘ 0,662 137,     (6.7) L’énergie restante contribuant à un phénomène photoélectrique, et responsable de la formation d’un pic d’énergie serait alors égale à : ‘ E E E e   (6.8) E MeV e Cs137  0,662 0,181 0,481 (6.9) Figure-6. 19 : Spectre de 137Cs avec détecteur NaI(Tl) (Source: Gamma-Ray Spectroscopy Using NaI(Tl), ORTEC AN34 Experiment-3)  Dans le spectre collecté, les pic1 (canal 149) et pic2 (canal 319) auront respectivement les valeurs d’énergies de 0,181MeV et de 0,463MeV feraient partie du spectre d’énergies du 137Cs perdues sour forme de diffusion Compton à l’intérieur du scintillateur.