Dans un premier temps, seuls les résultats du spectre original sont exploités. Les figure 4-11 et figure 4-13 représentent respectivement les distributions de l’énergie et de la direction des électrons au point de l’interaction du photon pour toutes les interactions (gauche), au point d’interaction du photon mais seulement pour les interactions conduisant à un dépôt d’énergie (milieu) ou en sortie du convertisseur (droite). Les quatre courbes colorées correspondent chacune à une épaisseur de convertisseur. Elles ont été toutes été normalisées (intégrale à 1). Les mêmes données sont représentées une seconde fois sur les figure 4-12 et figure 4-14. Cette fois chaque graphique correspond à une épaisseur de convertisseur, et les courbes colorées correspondent chacune à un type données (au point d’interaction pour toute les interactions ou seulement celles conduisant au dépôt d’énergie, ou en entrée du volume sensible).
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- quand toutes les interactions sont considérées, pour tous les convertisseurs la distribution est identique. Elle est de la forme d’une décroissance, avec une large majorité des électrons émis avec une énergie inférieure à 1 MeV. La forme est très éloignée de celle obtenue pour une source de photons mono-énergétique de 1 MeV (voir annexe C p .222).
- les électrons de basse énergie n’ont pas un parcours suffisant pour atteindre le volume sensible du détecteur. C’est pourquoi les spectres au point d’interaction seulement pour les cas
conduisant à un dépôt d’énergie sont quasiment nulles en zéro, puis croissent jusqu’à une énergie
d’environ 1 MeV avant de décroitre. Avec l’épaisseur du convertisseur qui augmente, l’énergie au-delà de laquelle ces spectres se superposent à ceux obtenus avec tous les électrons considérés augmente : elle passe de 1 MeV pour 400 µm à 2,5 MeV pour 1,6 µm. Ce qui veut dire que, en raisonnant sur l’intégralité du convertisseur sans distinguer les électrons créés plus ou moins près du volume sensible, plus l’épaisseur de convertisseur est importante, plus l’énergie que doit avoir un électron pour sortir du convertisseur est importante.
- les spectres correspondants aux interactions conduisant à un dépôt d’énergie et ceux correspondants à la sortie du convertisseur ont, pour chaque convertisseur, le même nombre d’entrée. Les distributions sont de forme proche, mais avec un décalage vers les basses énergies pour les courbes en sortie du convertisseur. Ce décalage représente la perte d’énergie des électrons dans le convertisseur. Les courbes ne présentent pas une simple translation car la perte d’énergie n’est pas uniforme : elle dépend de la distance parcourue par l’électron dans le convertisseur et de l’énergie initiale de l’électron. Plus le convertisseur est épais, plus la perte d’énergie est importante.
Figure 4-11 : Spectre en énergie des électrons mis en mouvement dans le convertisseur suite à l’interaction d’un photon. Les graphiques de gauche et du milieu sont obtenus au point de création respectivement quand toutes les e- sont considérés ou seulement ceux contribuant au dépôt d’énergie ; celui de droite est obtenu en sortie du convertisseur. Le
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Figure 4-12 : Analogue à la figure précédente mais avec un graphique par convertisseur, les courbes correspondant aux trois types de données étant superposées. Cette fois, les spectres ne sont pas normalisés.
Nous allons maintenant exploiter les données correspondant à la direction des électrons. Les histogrammes qui sont représentés sont directement les distributions de l’angle θ, défini entre l’axe du photon initial et la direction de l’électron mis en mouvement. La symétrie de révolution n’est pas prise en compte. Ces distributions ne reflètent donc pas ce qui se passe « dans un plan de coupe », et elles ont donc un maximum qui n’est pas situé en 0 (voir annexe C p. 221). Concernant donc les distributions des angles θ représentant la direction des électrons :
- quand toutes les interactions sont considérées, cette fois les distributions sont semblables en forme à celle obtenue avec une source mono-énergétique de 1 MeV (voir annexe C p. 221). Il n’y a pas de différence notable entre les quatre convertisseurs. La direction la plus probable est de l’ordre de 10°. Au-delà de ce maximum, la décroissance est relativement constante jusqu’à quasiment s’annuler pour un angle de 90°.
- la forme de la distribution diffère quand seulement les interactions conduisant à un dépôt
d’énergie sont exploitées. La direction la plus probable est toujours de l’ordre de 10°, mais la
décroissance est ensuite beaucoup plus rapide que quand toutes les interactions étaient considérées, et elle s’annule pour un angle d’environ 55°. Les électrons émis avec un angle important ont une probabilité plus faible d’atteindre le volume sensible. Les distributions diffèrent également entre les quatre convertisseurs : plus l’épaisseur du convertisseur augmente, moins les électrons émis avec des angles plus importants atteignent la sortie du convertisseur.
- les électrons arrivés à la sortie du convertisseur, la dispersion angulaire est de nouveau plus importante. L’angle le plus probable est alors de 20°, et la décroissance qui suit ne s’annule de nouveau que pour un angle de 90°. Avec l’épaisseur du convertisseur qui augmente, la distribution se décale légèrement vers les angles plus importants.
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Figure 4-13 : Distribution des angles θ des électrons mis en mouvement dans le convertisseur suite à l’interaction d’un photon. Les graphiques de gauche et du milieu sont obtenus au point de création respectivement quand toutes les e- sont
considérés ou seulement ceux participant au dépôt d’énergie ; celui de droite est obtenu en sortie du convertisseur. Le code couleur permet de distinguer les quatre convertisseurs. Toutes les distributions sont normalisées avec l’intégrale à 1.
Figure 4-14 : Analogue à la figure précédente mais avec un graphique par convertisseur, les courbes correspondant aux trois types de données étant superposées. Cette fois, les distributions ne sont pas normalisées.
Nous allons maintenant nous intéresser aux différences de résultat obtenus entre les deux spectres. La figure 4-15 représente les caractéristiques (énergie à gauche, direction à droite) des électrons au point d’interaction pour l’intégralité des électrons (haut), et en sortie du convertisseur (bas). Quand l’intégralité des interactions est considérée, seul le cas d’un convertisseur de 400 µm est présenté puisque la distribution est indépendante du convertisseur. Les distributions ont été normalisées pour avoir une intégrale égale à 1.
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Figure 4-15 : Comparaison des distributions en énergie et en direction des électrons entre le spectre original et le spectre IAEA. Les deux graphiques de gauche correspondent à l’énergie, et les deux de droite à la direction. Les deux du haut correspondent aux caractéristiques au point de création des électrons, quand tous les électrons sont considérés, qui sont
indépendantes de l’épaisseur du convertisseur. Les deux du bas correspondent aux caractéristiques en sortie du convertisseur, et cette fois les 4 convertisseurs sont représentés (code couleur).
Pour l’énergie aussi bien que pour la direction, la différence entre les deux spectres est plus importante au niveau du point d’interaction. Les différences au point d’interaction ne vont pas influencer la forme du dépôt d’énergie dans le volume sensible, mais elles expliquent les différences observées entre les deux spectres pour l’atténuation et l’atténuation utile (vu en 4.2.3.1, p. 99). En sortie du convertisseur, les distributions sont quasiment identiques pour les deux plus grandes épaisseurs de convertisseurs. Pour les convertisseurs de 400 et 800 µm, le spectre IAEA conduit à une distribution d’énergie des électrons plus riche en basses énergies, et à une distribution de direction des électrons très légèrement décalée vers les angles plus importants. Mais à la vue de ces résultats, nous pouvons prédire que le changement de spectre n’aura pas d’impact sur l’évolution de la résolution spatiale du détecteur avec la hauteur du volume sensible.