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OSUG - Terre Univers Environnement

Spectrométrie Gamma

par Olivier Magand - 28 novembre 2016 ( maj : 4 mai 2017 )

Spectrométrie Gamma utilisant :
 
1. Un détecteur coaxial de haute pureté spécifié à très bas niveau avec une efficacité relative de 20,6%. Ce type de détecteur présente une excellente efficacité jusqu’à des énergies faibles telles que l’énergie 46,52 keV du Pb-210. Les résolutions de 0,847, 1,36 et 1,75 keV sont respectivement spécifiées à 122, 662 et 1332 keV avec un rapport Pic/Compton de 56 à cette dernière énergie. Le détecteur (volume 95 cm3) est monté avec un anneau Anti-Compton composé de scintillateurs NaI (Tl) de 9x8 et 3x3 pouces. Ce dernier dispositif permet d’atteindre un seuil de détection plus faible, en particulier pour les isotopes d’intérêts principaux tels que Be-7, Pb-210 (+ Pb-214 et Bi-214), Cs-137 et Am-241. La ligne de base continue est fortement réduite en mode Anti-Compton : le taux de comptage intégré entre 10 et 1500 keV diminue de 0,5 à 0,05 coups par seconde. Le spectromètre à haute résolution peut être utilisé comme une technique non destructive pour mesurer les filtres (neige et atmosphère), le sol et les sédiments.

Dans notre laboratoire, ce système analytique est communément utilisé pour la détermination de Pb-210, Cs-137 et Am-241 dans les échantillons de neige / firn / glace, ainsi que les émetteurs gamma naturels dans les particules atmosphériques.

 

Ci-dessus, une image schématique d’un spectromètre gamma de type N

 
Ci-dessus, une image schématique d’un spectromètre gamma de type N

2. Un détecteur de puits de haute pureté spécifié à faible bruit de fond avec une efficacité relative de 40,8%. Les résolutions de 1,35 et 2,08 keV sont respectivement spécifiées à 122 et 1332 keV avec un rapport Pic/Compton de 59,6 à cette dernière énergie. Le dispositif de mesure permet une détection à de faibles niveaux d’activité, en particulier pour les isotopes principaux intéressants tels que Be-7, Pb-210 (+ Pb-214 et Bi-214), Cs-137 et Am-241.

A l’IGE, ce spectromètre à haute résolution est communément utilisé pour la détermination de ces derniers radionucléides dans les échantillons de sédiments et de sol. Comme pour le spectromètre coaxial, le détecteur de puits nécessite peu de préparation d’échantillon et est ensuite utilisé comme technique non destructive pour mesurer les radionucléides.

 

Photo de spectromètre gamma P-type

Photo de spectromètre gamma de type P

Pour les deux spectromètres à rayons gamma, les courbes d’efficacité absolue, de 40 à 1500 keV, sont établies grâce à plusieurs solutions standards et matériaux étalonnés (LEA-CERCA, Amersham).