Localisation des interactions de rayonnements ionisants sur des fibres monocristallines scintillatrices

par Philippe Anfré

Thèse de doctorat en Optique du solide

Sous la direction de Christophe Dujardin.

Soutenue en 2007

à Lyon 1 .


  • Résumé

    Le couplage entre un cristal scintillateur et un photodétecteur est devenu courant dans tous les domaines mettant en jeu la détection des particules de hautes énergies (imagerie médicale, physique des hautes énergies, etc. ). L'apparition de nouveaux systèmes de cristallogenèses permettent désormais le développement de cristaux scintillateurs sous formes de fibres (matériaux dont les diamètres varient de quelques micromètres jusqu'à un millimètre pour des longueurs supérieures au décimètre). Cette forme peu commune permet d'envisager de nouveaux types de détecteurs, plus précis et plus rapides (muni d'un photodétecteur placé à chaque extrémité de la fibre). La finalité du travail de thèse présenté dans ce manuscrit a été d'évaluer la potentialité de ce nouveau type de détecteurs. La première partie de ce rapport récapitule les différentes méthodes de synthèse de monocristaux, ainsi que les connaissances actuelles sur l'ensemble des processus de scintillation. Un deuxième chapitre présente les résultats que nous avons obtenus dans l'étude d'un détecteur utilisant une fibre cristalline. Le troisième chapitre est consacré à la compréhension des différents phénomènes physiques et optiques (scintillation, propagation de la lumière dans la fibre, absorption) intervenant lors du processus de détection. Enfin, une dernière partie présente les résultats obtenus sur une nouvelle configuration de détecteur. Il ne s'agira plus ici de détecter des photons gamma mais des particules alpha, et de voir dans quelles mesures le changement de nature de la particule à détecter peut influer sur le processus de détection lui-même


  • Résumé

    The coupling between a scintillation crystal and a photodetector has become common in the fied of the detection of high energy particles (medical imaging, high-energy physics, etc. ). The apparition of new crystal growth systems allow the developpement fiber-chaped crystals (whose dimensions are from a few micrometers to a millimeter in diameters and above one decimetre in length). This unusual shape can be used for new types of detectors (with two photodetectors set on both sides of the fiber), more accurate and faster. The purpose of this thesis was to study the potential of this new type of detector. The first part of this report summarizes the differents methods of single inorganic crystal growth, as well as current knowledge on the whole process of scintillation. A second chapter presents the results we have obtained in the study of a detector using a fiber-chaped crystal. The third chapter is devoted to the understanding of physical and optical phenomena (scintillation, light propagation in the fiber, absorption) that occur during the detection process. A final section presents the results on a new configuration detector : one does not detect anymore gamma photons but alpha particles, and one studies the influence of the particle nature on the detection process

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Informations

  • Détails : 1 vol. (143 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 133-143

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Claude Bernard (Villeurbanne, Rhône). Service commun de la documentation. BU Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : T50/210/2007/252bis
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