Realisation d'un dispositif utilisant un convertisseur metallique pour la radiographie eclair a haute energie

par Damien Lebrun

Thèse de doctorat en Sciences médicales. Sciences biologiques fondamentales et appliquées

Sous la direction de Jacques Lewiner.

Soutenue en 1998

à Paris 6 .

mots clés

Résumé

La radiographie eclair en therapie et en detonique utilise des photons x dont l'energie est superieure au mega-electronvolt, et des temps de pose inferieurs a la milliseconde. Les systemes actuels (films avec ecrans renforcateurs) ne permettent pas une visualisation en temps reel et ont une faible efficacite. La these a montre que dans ces conditions d'experiences particulieres, un dispositif a convertisseur metallique etait la meilleure solution pour la realisation d'un detecteur. Le principe physique est l'utilisation de la creation de paire pour convertir les photons en electrons et positrons. La structure convertisseur est constituee d'un empilement de plaques de tungstene dans lesquelles a ete grave un reseau de canaux. Celui-ci a ete calcule et simule de telle facon a ce que les electrons (ou positrons) de conversion passent avec la meilleure probabilite dans le canal le plus proche de leur lieu de creation. Ils ionisent alors le gaz y circulant et forment des paires ions/electrons. Grace a un champ electrique applique sur l'ensemble du detecteur, ces electrons secondaires sont entraines jusque dans la chambre a faces paralleles ou ils peuvent alors etre amplifies. Afin de verifier la faisabilite de l'instrument, la these a ensuite explore les techniques de metallurgie du tungstene. Elle a demontre qu'une gravure photochimique etait la seule voie possible pour atteindre les specifications requises, ce qui a permis de definir, tracer et realiser la mecanique de l'instrument. Celui-ci a ete entierement fabrique pendant le these. Ses performances ont alors ete testees sur un accelerateur. Les resultats indiquent la faisabilite d'un prototype industriel utilisant ce principe physique.

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