Spectrométrie γ à l'aide de détecteurs Ge(Li) entre 0 et 14 MeV

HAL Id: jpa-00243257

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00243257

Submitted on 1 Jan 1969

HAL is a multi-disciplinary open access

archive for the deposit and dissemination of

sci-entific research documents, whether they are

pub-lished or not. The documents may come from

teaching and research institutions in France or

abroad, or from public or private research centers.

L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est

destinée au dépôt et à la diffusion de documents

scientifiques de niveau recherche, publiés ou non,

émanant des établissements d’enseignement et de

recherche français ou étrangers, des laboratoires

publics ou privés.

Spectrométrie γ à l’aide de détecteurs Ge(Li) entre 0 et

14 MeV

J.P. Gonidec, G. Walter

To cite this version:

273.

SPECTROMÉTRIE

03B3 A

L’AIDE DE

DÉTECTEURS

Ge(Li)

ENTRE 0

ET

14

MeV

J.

P. GONIDEC et G.

_WALTER,

Centre de Recherches _{Nucléaires, Strasbourg-Cronenbourg.}

Résumé. 2014 Nous _proposons une méthode de calibration en

_énergie

entre 0 et 14 MeV,

d’un

_dispositif

de

_{spectrométrie}

_03B3 utilisant un détecteur

_Ge(Li).

Nous exposons ensuite le

principe

d’une mesure de la variation de son efficacité de détection avec

_{l’énergie,}

à l’aide de trois résonances de la réaction

_{27Al(p, 03B3)28Si,}

_pour des

_protons

de 655, 992 et 2 489 keV.

Abstract. - We

propose a method for _energy calibration of a

_Ge(Li)

_{spectrometerbetween}

0 and 14 MeV. The detection

efficiency

variation of this detector in the same _{range of}

_photon

energy was measured at the three resonances,

_Ep

= _655, 992 and 2 489 keV, in the

27Al(p,

03B3)28Si

reaction.

REVUE DE PHYSIQUE APPLIQUEE TOME 4, JUIN 1969, J

L’étude de réactions

_{(p, y)}

et

_{(n, n’y)}

à l’aide de détecteurs

_Ge(Li)

rend nécessaire l’utilisation d’une méthode

_permettant

la mesure

_précise

de

_l’énergie

du

rayonnement

y et la

_{connaissance,}

_pour chacun des

compteurs

utilisés,

de la variation de l’efficacité de détection dans le domaine

_d’énergie

considéré.

I. Mesure de

l’énergie

de

rayonnements

y entre 0 et 14 MeV. - Nous ne _pouvons

_procéder

_par

interpo-lation en utilisant des raies

_d’énergie

connues avec

précision

au-delà de

_7,5

MeV : la calibration en

_énergie

sera donc obtenue par

_{extrapolation}

_après

avoir défini la fonction de

_réponse

N =

f(E)

du

_dispositif

expéri-mental

_(le

nombre N est le résultat de la conversion

analogique numérique

de

_{l’analyseur d’amplitude}

_pour un

photon d’énergie

E).

La hauteur V du

signal

délivré par le

compteur

étant

_{proportionnelle}

_{à E,}

nous

déter-minerons la fonction de

_réponse

des circuits

électro-niques

associés au détecteur : N =

kf(V)

où k _est le

rapport v.

Un

_générateur

_{d’impulsion,}

_comportant

v

un relais à contacts mouillés au mercure et un diviseur

potentiométrique

dont la linéarité est meilleure _que

10-4,

permet

d’obtenir à l’aide d’un

ordinateur

la

représentation

de

_f(V)

à

_partir

de 80 valeurs de V

et N. Le

_dispositif

de détection est alors étalonné en

utilisant la raie de

_6,129

MeV

_{(19F(p, (l.y)160),}

les

rayonnements

y de

1,332

MeV

(6°Co)

et

2,754

MeV

(24Na)

servant à vérifier la

_précision

de la

détermination

de

_{l’énergie.}

Dans ces

_conditions,

l’étude des schémas

de désexcitation de niveaux de

_{28Si(27 Al(p,}

_y)28Si)

fait

apparaître

une

_dispersion

sur la _somme,

_E~x~,

des

REVUE DE PHYSIQUE APPLIQUÉE. - T. 4. N° 2. JLTIN 1969.

énergies

des différentes raies

_qui

_composent

les

cas-cades,

généralement

inférieures à 3 keV

₍₁₂

_~’eXc

14

_MeV).

II.

Détermination

de la

variation

de

l’efficacité

de détection entre

1,5

et

10,5

MeV. - Cette mesure doit

être faite _pour

_chaque

détecteur : une méthode per-mettant une détermination

_rapide

et

_précise

est néces-saire. Nous avons défini la variation de l’efficacité à

l’aide de trois résonances de la réaction

_{27A1(p, y) 28Si}

dont les schémas de désexcitation sont bien connus.

La

_première

est la résonance à

_Ep

=

0,992

MeV

choisie

_après

de nombreux travaux

_{préliminaires}

et

dont le schéma

_[1]

est en bon accord avec ceux

pro-posés

par différents auteurs

_[2],

_[3].

Cette

_résonance,

pour

laquelle

l’émission des

rayonnements

y est

iso-trope,

a une section efficace très élevée et fournit

rapidement

les valeurs de l’efficacité _{pour les}

_énergies

de

_1,78

_MeV,

_2,83

MeV,

4

_MeV,

6

MeV,

7,93

MeV

et

_10,76

MeV. Pour la

_seconde,

_Ep

=

0,655 MeV,

l’intensité relative des différentes raies relevée sur le

schéma

_proposé

_{par Endt}

_[4]

n’est valable

_qu’à

un

angle

d’observation de 550. Sa section efficace est

beaucoup

plus

faible,

mais cette résonance

_permet,

_par la

_grande

variété des

_{énergies qu’elle}

_procure, une

détermination

_précise

de l’efficacité entre

_1,78

et

9,5

MeV. La

_dernière,

_Ep

=

2,489

MeV,

_est

parti-culièrement

_{simple :}

il

_s’agit

d’une cascade

_triple

(13,970

MeV -

_4,618

~

_1,778

-

_{0) :}

nous l’avons

utilisée afin de

_préciser

la valeur de l’efficacité à 10 MeV.

Ces trois résonances dans 98Si nous ont

_permis

18

274

d’obtenir les courbes d’efficacité de deux détecteurs

Ge(Li)

de structures coaxiales dont les volumes

sen-sibles sont de

_8,5

et 35 cm3. _{Nous remarquerons} sur

la

_figure

1 la

_grande

ressemblance des deux courbes

correspondant

à

_{l’absorption}

de

_{l’énergie (E}

-

2mo c2)

FiG. 1. - Mesure de la variation _avec

l’énergie

de l’efficacité de détection de deux

_compteurs

_{Ge (Li) .}

par le

compteur :

nous les avons normalisées _par

rapport

à leur maximum afin de mieux faire

_apparaître

leur

_similitude,

mais en

_réalité,

le

_rapport

de l’efficacité

de détection des diodes de 35 et

_8,5

cm3 est voisin de 2. Nous _remarquerons

_également

_{que la}

_probabilité

de détection de

_l’énergie

totale décroît

_{plus rapidement}

à haute

_énergie

dans le cas du détecteur de

_8,5

cm3.

FIG. 2. - Variation

avec

_{l’énergie Ey}

des

_rapports

des

efficacités

_ES/ED

et

_ET/ED.

_ET,

_Es

et ED

représentent

les efficacités

_{correspondant respectivement}

à

l’absorp-tion des

_{énergies Ey, ~y 2013 ~o}

c2 et

_{Ey -}

2~co

c2 _par

un détecteur de 8,5 cm3.

Nous avons enfin

_représenté

sur la

_figure

2 les

_rapports

des efficacités

_{ET, E,}

et

_{ED correspondant}

respecti-vement à

_{l’absorption}

des

_énergies

_{Ey, E~ - m~ c2}

et

Ey -

2mo c2

par ce dernier

_compteur.

BIBLIOGRAPHIE

[1]

GONIDEC

_{(J. P.)}

et WALTER

(G.) (à

paraître).

[2]

CARLSON

(L.

E.),

Thèse,

Toronto,

1967.

[3]

AZUMA

_(R.

_E.)

et al., Can.

_J.

Phys.,

1966, 44, 3075.