Quels sont les avantages et les inconvénients des compteurs à scintillation – Définition

Un compteur à scintillation ou un détecteur à scintillation est un détecteur de rayonnement qui utilise l’effet connu sous le nom de scintillation . La scintillation est un éclair de lumière produit dans un matériau transparent par le passage d’une particule (un électron, une particule alpha, un ion ou un photon à haute énergie). La scintillation se produit dans le scintillateur, qui est un élément clé d’un détecteur de scintillation. En général, un détecteur à scintillation comprend:

• Scintillateur . Un scintillateur génère des photons en réponse au rayonnement incident.
• Photodétecteur . Un photodétecteur sensible (généralement un tube photomultiplicateur (PMT), une caméra à dispositif à couplage de charge (CCD) ou une photodiode), qui convertit la lumière en un signal électrique et électronique pour traiter ce signal.

Le principe de base du fonctionnement implique que le rayonnement réagit avec un scintillateur, ce qui produit une série d’éclairs d’intensité variable. L’intensité des éclairs est proportionnelle à l’énergie du rayonnement. Cette fonctionnalité est très importante. Ces compteurs sont adaptés pour mesurer l’énergie du rayonnement gamma ( spectroscopie gamma ) et, par conséquent, peuvent être utilisés pour identifier les isotopes émetteurs gamma.

Les compteurs à scintillation sont largement utilisés dans la radioprotection , le dosage des matériaux radioactifs et la recherche en physique car ils peuvent être fabriqués à peu de frais mais avec une bonne efficacité, et peuvent mesurer à la fois l’intensité et l’énergie du rayonnement incident. Les hôpitaux du monde entier ont des gamma caméras basées sur l’effet de scintillation et, par conséquent, elles sont aussi appelées caméras à scintillation.

Les avantages et les inconvénients des compteurs à scintillation sont déterminés par le scintillateur. Les caractéristiques suivantes ne sont pas générales pour tous les scintillateurs.

Avantages des compteurs à scintillation

• L’efficacité . Les avantages d’un compteur à scintillation sont son efficacité et la haute précision et les taux de comptage qui sont possibles. Ces derniers attributs sont la conséquence de la durée extrêmement courte des éclairs lumineux, d’environ 10 ^-9  (scintillateurs organiques) à 10 ^-6 (scintillateurs inorganiques) secondes.
• Spectroscopie . L’ intensité des flashs et l’amplitude de l’impulsion de tension de sortie sont proportionnelles à l’énergie du rayonnement . Par conséquent, les compteurs à scintillation peuvent être utilisés pour déterminer l’énergie, ainsi que le nombre, des particules excitantes (ou photons gamma). Pour la spectrométrie gamma, les détecteurs les plus courants comprennent les compteurs à scintillation à l’iodure de sodium (NaI) et les détecteurs au germanium de haute pureté. Le scintillateur NaI (Tl) a une résolution d’énergie plus élevée qu’un compteur proportionnel, permettant des déterminations d’énergie plus précises. D’un autre côté, si une résolution énergétique parfaite est requise, nous devons utiliser un détecteur à base de germanium, tel que le détecteur HPGe.

Inconvénients des compteurs à scintillation

• Hygroscopicité . Un inconvénient de certains cristaux inorganiques, par exemple NaI, est leur hygroscopicité , une propriété qui exige qu’ils soient logés dans un récipient hermétique pour les protéger de l’humidité.
• NaI (Tl) n’a pas de réponse bêta ou alpha et une mauvaise réponse gamma à basse énergie.
• Les scintillateurs liquides sont relativement encombrants.