Mesures de la composition des surfaces planetaires par spectrometrie gamma et neutronique - etudes preparatoires pour mars et pour la lune par simulations numeriques-

par OLIVIER GASNAULT

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de Claude d' Uston de Villereglan.

Soutenue en 1999

à Toulouse 3 .

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  • Résumé

    La spectrometrie gamma et neutronique forme un puissant outil de caracterisation geologique et geochimique des surfaces planetaires. Cette methode permet d'aborder des questions capitales en planetologie : composition de la croute, du manteau ; glaces ; volcanisme ; processus d'alteration la majorite des neutrons et des photons gamma resultent de l'interaction du rayonnement cosmique avec la matiere. Le premier chapitre presente la physique de ces interactions nucleaires dans les sols planetaires et dans les detecteurs. Nos travaux visent a optimiser les observations en precisant les performances instrumentales, et en isolant les relations entre la composition du sol et les flux de neutrons. Des simulations numeriques utilisant le code geant du cern supportent notre analyse. Le deuxieme chapitre evalue les performances du spectrometre gamma a base de germanium pour mars surveyor 2001. Le resultat des simulations est confronte aux mesures de calibration ; puis les performances sont calculees en configuration de vol. Le bruit de fond pres de mars est evalue a 160 c/s. L'instrument offre une bonne sensibilite a : fe, mg, k, si, th, c1 et o. Il sera possible aussi de mesurer u, ti, h, c, s, ca et al. Les lobes d'emission a la surface sont aussi calcules. Ces mesures permettront une meilleure comprehension de la surface martienne. Le dernier chapitre traite de l'emission des neutrons rapides lunaires 500 kev ; 10 mev. La forte influence de l'oxygene est mise en evidence. Comme l'a observe lunar prospector, le flux integre montre une dependance marquee avec la teneur du regolite en fer et en titane, permettant la cartographie. L'influence des autres elements chimiques est quantifiee. Une formule mathematique simple est proposee pour estimer le flux integre de neutrons suivant la composition du sol. Enfin, une etude des effets de l'hydrogene sur le flux de neutrons rapides est menee ; nous examinons les possibilites de quantifier son abondance dans le sol par cette methode.


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Informations

  • Détails : 167 p.
  • Annexes : 122 ref.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 1999TOU30153
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