Définition par modélisation, optimisation et caractérisation d’un système de spectrométrie de neutron par sphères de Bonner étendu au domaine des hautes énergies

par Sébastien Serre

Thèse de doctorat en Mécanique, physique, micro- et nano-électronique

Sous la direction de Didier Paul et de Karine Castellani-Coulié.

Soutenue en 2010

à Aix-Marseille 3 .


  • Résumé

    La caractérisation par mesure spectrale de l’environnement neutronique atmosphérique ambiant s’avère être spécifiquement primordiale dans le contexte de la problématique actuelle liée à l’évaluation des effets de radiations naturelles dans les matériaux semi-conducteurs. Ces « effets singuliers » identifiés sont susceptibles d’altérer le bon fonctionnement des technologies sur silicium fortement intégrées jusqu’au sol terrestre. Les travaux menés au cours de cette thèse de doctorat ont ainsi porté sur le développement d’un spectromètre de neutron, basé sur le principe du système généralisé des sphères de Bonner, de sensibilité adaptée à la mesure en environnement radiatif atmosphérique naturel et d’efficacité étendue de surcroît jusqu’au domaine des hautes énergies. Le développement du spectromètre s’est alors grandement appuyé sur la simulation numérique de type Monte Carlo au moyen du code de transport MCNPX. Une fois le système multi-détecteurs défini sur le support d’une modélisation détaillée, la matrice de réponse en fluence a été déterminée sur un large spectre en énergie, depuis les énergies thermiques jusqu’à plusieurs GeV. Une phase d’extension puis d’optimisation de la réponse aux neutrons d’énergies supérieures à la dizaine de MeV a été menée pour aboutir à la configuration et au dimensionnement finals du système de spectrométrie, jusqu’à sa propre réalisation. Une étude de caractérisation, par simulations Monte Carlo, du spectromètre s’est ensuite consacrée à l’évaluation des possibles déviations et incertitudes associées aux réponses en fluence calculées. Une étude de sensibilité du spectromètre aux composantes radiatives atmosphériques chargées complète cette étude de caractérisation. Des tests de mesures réalisés au moyen du spectromètre auprès d’une source 241AmBe de référence ont apportés des éléments de validation expérimentale préliminaire de la matrice de réponse calculée.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (201 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 185-201

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  • Bibliothèque : Université d'Aix-Marseille (Marseille. Saint-Jérôme). Service commun de la documentation. Bibliothèque de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 200074312
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