Etude des mecanismes de scintillation et des modifications sous irradiation des proprietes du fluorure de cerium en vue de son utilisation en calorimetrie electromagnetique de haute resolution

par ETIENNETTE AUFFRAY

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de P. LECOQ.

Soutenue en 1995

à Paris 6 .

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  • Résumé

    La physique prevue au futur collisionneur du cern, le lhc, et son fonctionnement a haute luminosite requierent de nouveaux scintillateurs rapides, denses et resistants aux radiations pour la construction d'un calorimetre electromagnetique de haute resolution. Parmi ces scintillateurs, le fluorure de cerium (cef#3) est un candidat prometteur. Une etude systematique de ses proprietes de scintillation et du comportement face aux irradiations a ete menee sur un grand nombre d'echantillons de taille variant de 1cm#3 a 150cm#3 et provenant de differents producteurs. La photoluminescence et la radioluminescence du cef#3 ont ete etudiees par l'analyse des spectres d'excitation, d'emission et de temps de decroissance. Les mesures de quantite de lumiere produite par le cef#3, sur differents echantillons ont permis d'estimer l'efficacite de scintillation de ce dernier. Les centres colores crees dans le cef#3 par irradiation ont ete etudies par des mesures systematiques des spectres d'absorption induite. L'etude de leur formation en fonction de la dose et de leur destruction a temperature ambiante ou par traitement thermique ou optique a ete effectuee. Ces resultats ainsi que des etudes complementaires de thermoluminescence et d'irradiation a basse temperature ont permis la caracterisation de ces centres colores. Le role important des impuretes et en particulier de l'oxygene dans la resistance aux radiations du cef#3 a ete mis en evidence. Parallelement a ces etudes fondamentales, des mesures pratiques pour l'utilisation du cef#3 au lhc ont ete faites, telles que la dependance en temperature de la quantite de lumiere produite, des irradiations avec des neutrons ou des flux faibles de gammas. Des tests en faisceaux de haute energie sur une matrice de neuf cristaux ont ete egalement realises et ont montre que les performances mesurees sont tres proches de celles calculees par simulation monte-carlo. Toutes ces etudes et tests confirment le fait que le cef#3 est un excellent candidat pour un calorimetre electromagnetique pour de futurs accelerateurs


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Informations

  • Détails : 175 P.
  • Annexes : 95 REF.

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  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Biologie-Chimie-Physique Recherche.
  • Accessible pour le PEB
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : PMC RT P6 1995
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