Développement d’un détecteur de particules pour caractériser l’environnement radiatif stratosphérique et évaluer sa contrainte sur la microélectronique

par Denis Pantel

Thèse de doctorat en Electronique

Sous la direction de Frédéric Wrobel.

Le président du jury était Frédéric Saigné.

Le jury était composé de Frédéric Wrobel, Frédéric Saigné, Mourad Benabdesselam, Patrick Austin, Jean-Roch Vaillé, Philippe Cocquerez.

Les rapporteurs étaient Mourad Benabdesselam, Patrick Austin.


  • Résumé

    Nous avons développé un détecteur intégré à base d'une diode pour être embarqué dans un ballon stratosphérique afin de caractériser l'environnement radiatif atmosphérique. Le détecteur a été calibré avec une source Californium, et il a été pleinement caractérisé lors de tests sous faisceaux de neutrons qui produisent diverses particules ionisantes secondaires. Les sections efficaces différentielles de détection pour différentes énergies de faisceaux de neutrons sont avérées être en bon accord avec les simulations effectuées avec le code MC-Oracle. Nous avons effectué un certain nombre de vols en ballon stratosphériques (avec l'ESA et le CNES) et confirmé la corrélation entre le taux de comptage et de l'altitude. En outre, nous avons observé que l'environnement radiatif n'est pas isotrope et démontré le potentiel de notre outil pour étudier l'environnement radiatif atmosphérique. Ces résultats sont utiles pour estimer le flux de particules qui affecte appareils et systèmes électroniques à bord des appareils.

  • Titre traduit

    Development of a detector of neutrons to characterize stratospheric radiatif environment and assess its pressure on microelectronics


  • Résumé

    We developed an integrated silicon detector to be embedded in a stratospheric balloon in order to investigate the radiative atmospheric environment. The detector was calibrated with a Californium source, and it was fully characterized under neutron beams which produced various secondary ionizing particles. Differential detection cross sections for different neutron beam energies were shown to be in good agreement with simulations performed with the MC-Oracle code. We performed four stratospheric balloon flights (with ESA and CNES) and confirmed the correlation between the count rate and the altitude. Moreover, we observed that the radiative environment is not isotropic and demonstrated the potential of our tool for investigating the radiative atmospheric environment. These results are useful for estimating the particle flux that affects electronic devices and onboard aircraft systems.


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