Spectromètre pour photons énergiques de faible intensité

HAL Id: jpa-00243244

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Submitted on 1 Jan 1969

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Spectromètre pour photons énergiques de faible intensité

A. Degré, M. Schaeffer, M. Suffert

To cite this version:

247.

SPECTROMÈTRE

POUR PHOTONS

_ÉNERGIQUES

DE

FAIBLE

INTENSITÉ

A.

_DEGRÉ,

M. SCHAEFFER et M.

_SUFFERT,

Basses

_Énergies,

_{C.R.N., Strasbourg-Cronenbourg.}

Résumé. 2014 On décrit un

_{spectromètre}

_permettant

la détection de

_photons

d’environ 25 MeV. Il

_comprend

un

_{système d’anti-empilement}

des

_impulsions

et un

_blindage

efficace

contre _{les rayons}

_cosmiques.

Abstract. - The

description

of a _gamma-ray

_spectrometer

for

_photons

of about 25 MeV is

_given.

The

_system

includes

_antipile-up

and

_{good cosmic-ray shielding.}

REVUE DE PHYSIQUE APPLIQUÉ£ TO~IE 4, JUIX 1969,

1.

Introduction.

- L’étude des réactions de

capture

radiative de

_{particules multiples (d, 3He, a)}

dans la

région d’énergie

d’excitation de la résonance

_géante

des noyaux

légers (15-30 MeV)

pose un certain nombre

de

_problèmes

dus à leur faible section efficace

_{( ~,b),}

à la

_présence

de bruits de fond intenses et à

_l’énergie

des

_photons

à détecter

_{( N}

20

_MeV).

En

_particulier,

il faut réduire

_{l’empilement}

des

_impulsions

et le bruit de fond dû au

_rayonnement

_cosmique.

Ces

_problèmes

ont été

_{partiellement}

résolus dans un ensemble de détection

mis au

point

il y a

_quelques

années

_[1]

_pour l’étude des réactions du

_type

_{(d, yo) .}

Afin de continuer ce _genre

d’études en

_présence

de bruits de fond

_plus

intenses ou _{pour des} sections efficaces

_plus

_faibles,

il était

indis-pensable

de réaliser un ensemble

_{plus performant.}

Ce

nouvel ensemble est décrit dans la

_prochaine

section et ses

_performances

sont données dans la dernière

section.

II.

_Description.

-

Le détecteur gamma est un

cristal de

_INa(Tl)

de

_12,5

cm de diamètre et de 15 cm

de

_{long accouplé}

à un

photomultiplicateur

XP 1031.

La résolution en

_énergie

de cet _{ensemble pour} 137Cs est de 11

_{% .}

Il est _{entouré par} un scintillateur

_plastique

en trois

_{parties ( f~g. 1)}

monté en anticoïncidence.

L’ensemble repose sur la

_plate-forme

d’une table tour-nante et

_permet

la mesure des distributions

_angulaires

entre 0° et 1600.

L’électronique

est assez semblable à celle de la

référence

_[2].

Elle

_permet

la réduction efficace de

FIG. 1. - Schéma du détecteur. Le collimateur en

plomb

est

interchangeable.

248

l’empilement

des

_impulsions

à l’aide d’un

discrimina-teur

_rapide.

D’autre

_part,

une anticoïncidence « très lente »

_{(25 ~s) empêche l’analyse}

des

_impulsions

dues à des

_{désintégrations}

de muons dans INa et

_permet

ainsi la réduction du bruit de fond

_cosmique

résiduel. III. Résultats. - Les différentes

performances

(réso-lution en

_énergie,

efficacité et

_réjection

des _rayons

cosmiques) dépendent

de

_l’énergie

des

_photons,

du niveau de discrimination dans la voie d’anticoïncidence et de la collimation des

_photons

incidents. Afin de déterminer les meilleures conditions

_adaptées

à

_chaque

type

d’expériences,

un certain nombre de

combinai-sons ont été testées et les résultats les

_plus

_{significatifs}

sont donnés dans cette section

_{( f~g. 2).}

III.1. BRUIT DE FOND _{COSMIQUE RÉSIDUEL.} - Le

bruit de fond dû au

_rayonnement

cosmique

sans

anti-coïncidence est de 150

_coups/MeV/h

à

_{Ey =}

25 MeV

et de l’ordre de 2

_coups/MeV/h

avec un niveau de

discrimination moyen

( fig. 2).

Un abaissement de ce

niveau

_n’apporte

_pas d’amélioration dans la

_réjection

et il faut donc _{supposer que le} bruit de fond résiduel

est dû à des

_composantes

non ionisantes du

rayonne-ment

_cosmique.

III . 2. RÉSOLUTION EN ÉNERGIE ET EFFICACITÉ. - La

figure

2 donne aussi la

_dépendance

de la résolution en

énergie

(largeur

à

_mi-hauteur)

et de l’efficacité en

fonction du niveau de discrimination

_{anticoïncidence,}

de

_Ey

et de la collimation des

_photons.

L’efficacité est définie comme le

_rapport

des _coups se trouvant dans

une tranche de

_3,12

MeV centrée sur le

_pic

au nombre

de

_photons

entrant dans le cristal. Cette tranche de

3,12

MeV est celle effectivement utilisée dans

_l’analyse

des résultats des

_expériences

en cours. Ces différentes

courbes

_permettent

à l’utilisateur de choisir le meilleur

compromis

entre les différents

_paramètres

_d’après

la

WG. 2. - Influence

du niveau de discrimination dans la voie

d’anticoïncidence,

de

_l’énergie

et de la colli-mation des

_photons

sur le bruit de fond

_cosmique

résiduel,

la résolution en

_énergie

et l’efficacité. La collimation est celle de la

_{figure 1.}

situation

_{expérimentale.}

Enfin,

un

_{système semblable,}

mais

_comprenant

un cristal de

INa(Tl)

de 25 cm

X 30 cm est en cours de construction. Ses

photomulti-plicateurs

et son

électronique

seront nettement

_plus

rapides.

Il est

_{particulièrement}

destiné à travailler

dans les bruits de fond intenses

_produits

_{par le faisceau} de

_particules

de 10 à 20 MeV d’un accélérateur du

type

Tandem.

BIBLIOGRAPHIE

[1]

SUFFERT

_(M.),

Nucl.

Phys.,

1966, 75, 226.