Spectromètres Ge(Li) 0 absorption totale

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Submitted on 1 Jan 1969

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Spectromètres Ge(Li) 0 absorption totale

R. Henck, P. Siffert, A. Coche

To cite this version:

277

mum

à ( 1 08 +

3

keV),

c’est-à-dire pour une valeur

légè-rement inférieure de

_l’énergie

_E,

_{- EF}

_{(= 114 keV)}

de l’ion à son entrée dans la

_partie

sensible du

compteur.

Les

_spectres

_{d’énergie désignés}

_par

_(I)

sur

la

_figure

et obtenus

_après

canalisation des ions

inci-dents doivent être dus à la fois à des

_{particules qui}

sont ou ne sont _{pas canalisées}

_(diffusion

dans la couche

d’or).

Le

_spectre

III doit

_correspondre

aux ions

_qui

sont effectivement canalisés et

_qui,

_par

suite,

ne subis-sent _{pas de collisions nucléaires.}

BIBLIOGRAPHIE

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SPECTROMÈTRES

_Ge(Li)

A

ABSORPTION TOTALE

R.

_HENCK,

P. SIFFERT et A.

_COCHE,

Centre de Recherches _Nucléaires,

_{Strasbourg-Cronenbourg.}

Résumé. 2014 On a réalisé divers

_{spectromètres Ge(Li)}

à

_absorption

totale constitués par

deux diodes fonctionnant en _{coïncidence-somme,} ainsi

_qu’un

détecteur

_puits

de 52 cm3. Abstract. - Several two

crystal Ge(Li)

detector

_systems

have been

_developed

for use as total

_absorption

_{spectrometers,}

as well as a 52 cm3

_well-type

detector.

REVUE DE PHYSIQUE APPLIQUÉE TOME 4, JUIN 1969,

Les

_spectres

_y obtenus avec des détecteurs

_Ge(Li)

se caractérisent _par la

_présence

d’une

_importante

dis-tribution

_Compton.

_{Les processus}

_{d’absorption}

mul-tiple,

dont la

_probabilité

_augmente

avec les dimensions

des

_diodes,

tendent bien à réduire

_{l’importance}

relative

du fond continu

_(C)

_par

_rapport

aux

_pics

d’absorption

totale

_(P),

mais les

_rapports

_{Pj « ne dépassent cependant}

pas 10

% (~

7

%

pour un détecteur de 35

_cm3).

Ces raisons

_expliquent

_{l’intérêt suscité par le}

_système

de réduction du fond

_Compton

_proposé

récemment par Gruhn

[1].

Celui-ci se _compose

simplement

de

deux détecteurs

_{Ge(Li) placés}

à

_proximité

l’un de l’autre. On

_{n’enregistre}

une

impulsion d’amplitude

proportionnelle

à

_l’énergie

totale d’un

_photon

_{y que}

lorsque

ce dernier donne lieu à un _processus

d’absorp-tion

_multiple

mettant

_{en jeu}

les deux

_compteurs.

Ceci est effectué en additionnant les

_amplitudes

des

impul-sions

_produites

en coïncidence dans les deux diodes

(coïncidence-somme),

un électron

Compton

étant par

exemple

créé dans l’un des détecteurs et le

_photon

diffusé absorbé dans l’autre. Les événements

corres-pondant

à

_{l’absorption}

totale _{par effet}

_{photoélectrique}

sont alors

_rejetés.

On

_peut

concevoir diverses

_{configurations}

des deux

détecteurs. Nous nous sommes

_proposés

d’examiner

plus particulièrement

trois d’entre

_elles,

schématisées

sur la

figure

1. Les diodes ont été

_séparées

en deux

_

parties

symétriques (Dl, D2)

en sciant la

_région

_N,

mais en

_gardant

un contact P commun.

Les

_performances

des

_dispositifs

sont caractérisées

par le

facteur _p =

(hph/hc)b/ (hph/hc)a

et l’efficacité

rela-tive oc =

~b~~a,

où

_{(hph Jh~)}

_désigne

le

_rapport

de la

hauteur du

_{pic d’absorption}

totale au maximum de

la distribution

_Compton

et s l’efficacité de

_détection,

les indices a et b

_{correspondant}

respectivement

au

fonctionnement normal et en coïncidence-somme des

deux diodes

_Dl

et

_D2.

Pour la structure

_{plane (, fig.}

1 a, volume sensible

1,6

cm3),

nous avons obtenu une valeur de p voisine

de 3

_(à

661

_keV)

et une efficacité relative oc de

0,10.

Le deuxième

_dispositif

étudié

_(~Cg.

1

_b),

constitué _par

un détecteur coaxial

_{(de 6,6}

cm3 de volume

utile)

séparé

en deux

_{parties symétriques}

_par

_rapport

à un

plan

passant

par

l’axe,

permet

une amélioration

_plus

marquée

du _{facteur p}

_qui

atteint une valeur de 5

(pour

le

_spectre

de

_s°Co),

_{l’efficacité}

(X restant de l’ordre de

_0,10.

_{Remarquons qu’il}

ne semble pas

_qu’avec

une

telle _structure, on

puisse espérer

obtenir des _{rapports p}

278

FIG. 1.

nettement

_supérieurs

à 5 en

_augmentant

le volume

sensible,

puisque

Kraner

_[2],

_pour une diode de

30

cm3,

ne

_signale

_{que des} valeurs

comprises

entre 3 et 4. Avec le détecteur coaxial de 7 cm3

_(~~.

1

_c),

_pour

lequel

la

_séparation

en deux

parties égales

a été faite

perpendiculairement

à

_l’axe,

le

_rapport

_{(hphlhc), à}

661

keV,

passe de 9 à 45

(p

=

5)

en

coïncidence-somme, l’efficacité relative

atteignant

0,20.

Ces

résul-tats sont

_proches

de ceux calculés _par Bertolini

[3]

(p ~

6 et oc ~

0,30)

et

_qui

constituent une

limite

supérieure

pour une telle

configuration.

La différence

en efficacité

_peut

_{s’expliquer}

_{par la}

_présence

d’une

partie

P

_centrale,

dont les calculs de Bertolini ne

tiennent pas

compte.

L’intérêt d’un

_système

de réduction du fond continu doit être examiné en fonction de l’amélioration de la

précision

statistique qui

peut

être

_espérée

dans la

détermination de l’intensité d’un

_{pic superposé}

à un

tel fond. Ce

_problème

a été discuté _par

_Galloway

_[4],

qui

a montré _que la

_précision

de mesure ne devient

meilleure _{que si} l’efficacité relative « reste

_supérieure

à

_1~P.

Cette condition limite n’est pas satisfaite avec

les deux

_premières

diodes _que nous avons

_étudiées,

mais

elle est _{atteinte pour} la dernière

_{( fig.}

1

_c).

Même

_si,

en toute

_rigueur,

aucun

gain

en

précision statistique

n’est alors

_réalisé,

la réduction du fond

_Compton

d’un facteur 5 a _pour

_avantage

de

simplifier

considérable-ment

_{l’exploitation}

de

_spectres

_y

_complexes.

Une autre

_solution,

_qui

_permet

d’accroître le

rap-port

_(hphlh,)

sans entraîner de diminution

_{d’efficacité,}

consiste à construire des détecteurs

_puits

en

germa-nium. Avec celui _que nous avons réalisé

(52

cm3),

lorsqu’on place

la source dans le

_puits,

le

_produit

L(hphfhc)’

L

_désignant

la

_largeur

à

_mi-hauteur,

atteint

98 à 661 keV

_[5].

Il en résulte _que si la résolution était

d’environ 3 keV à 661

_keV,

le

_rapport

_(hphlh,)

dépas-serait

_30,

valeur du même ordre de

_grandeur

_{que celles}

obtenues avec les

_dispositifs

fonctionnant en

coïnci-dence-somme, qui

ont tous l’inconvénient d’entraîner

une diminution sensible de l’efficacité.

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