Qu’est-ce que le détecteur de rayonnement d’ionisation – Définition

Les détecteurs de rayonnement ionisant se composent de deux parties qui sont généralement connectées. La première partie est constituée d’un matériau sensible, constitué d’un composé qui subit des changements lorsqu’il est exposé aux rayonnements. Dosimétrie des rayonnements
Détecteur de rayonnement ionisant - Tube Geiger
Détecteur de rayonnement ionisant – Tube Geiger

Divers instruments et dispositifs sont utilisés pour la détection des radiations. Généralement, les détecteurs de rayonnement ionisant peuvent être classés en fonction de leur fonction. Son objectif est étroitement lié au signal généré dans le détecteur. Il existe trois principaux types de détecteurs, qui enregistrent différents types de signaux.

  • Compteur . L’activité ou l’intensité du rayonnement est mesurée en coups par seconde (cps). Le compteur le plus connu est le compteur Geiger-Müller. Dans les compteurs de rayonnement, le signal généré par le rayonnement incident est créé par le comptage du nombre d’interactions se produisant au volume sensible du détecteur.
  • Spectromètre de rayonnement . Les spectromètres sont des appareils conçus pour mesurer la distribution spectrale de puissance d’une source. Le rayonnement incident génère un signal qui permet de déterminer l’énergie de la particule incidente.
  • Dosimètre . Un dosimètre de rayonnement est un appareil qui mesure l’exposition aux rayonnements ionisants. Les dosimètres enregistrent généralement une dose, qui est l’énergie de rayonnement absorbée mesurée en gray (Gy) de la dose équivalente mesurée en sieverts (Sv) Un dosimètre personnel est un dosimètre, qui est porté à la surface du corps par la personne surveillée, et il enregistre la dose de rayonnement reçue.

Tous ces types d’équipements nécessitent que les radiations entraînent des changements observables dans un composé (qu’il soit gazeux, liquide ou solide). Dans leurs principes de fonctionnement de base, la plupart des détecteurs de rayonnement ionisant suivent des caractéristiques similaires. Les détecteurs de rayonnement ionisant se composent de deux parties qui sont généralement connectées. La première partie est constituée d’un matériau sensible, composé d’un composé qui subit des changements lorsqu’il est exposé à des radiations. L’autre composant est un appareil qui convertit ces changements en signaux mesurables. Tous les détecteurs exigent que le rayonnement dépose une partie de son énergie dans un matériau sensible qui fait partie de l’instrument. Le rayonnement pénètre dans le détecteur, interagit avec les atomes du matériau du détecteur et dépose de l’énergie sur le matériau sensible. Chaque événement peut générer un signal, qui peut être une impulsion, un trou, un signal lumineux, des paires d’ions dans un gaz et bien d’autres. La tâche principale est de générer un signal suffisant, de l’amplifier et de l’enregistrer.

Dans cette section, nous décrivons un certain nombre de différents types d’instruments de mesure du rayonnement. Nous nous concentrons sur la première partie, qui est constituée d’un matériau sensible. Les détecteurs peuvent être classés en fonction de matériaux sensibles et de méthodes pouvant être utilisées pour effectuer une mesure:

  • Détecteurs d’ionisation gazeuse
  • Détecteurs à scintillation
  • Détecteurs semi-conducteurs
  • Badges de film
  • TLD

Principes de base des détecteurs

Détecteur de rayonnement ionisant - schéma de base
Les détecteurs de rayonnement ionisant se composent de deux parties qui sont généralement connectées. La première partie est constituée d’un matériau sensible, constitué d’un composé qui subit des changements lorsqu’il est exposé aux rayonnements. L’autre composant est un appareil qui convertit ces changements en signaux mesurables.

Dans leurs principes de fonctionnement de base, la plupart des détecteurs de rayonnement ionisant suivent des caractéristiques similaires. Les détecteurs de rayonnement ionisant se composent de deux parties qui sont généralement connectées. La première partie est constituée d’un matériau sensible , constitué d’un composé qui subit des changements lorsqu’il est exposé aux rayonnements. L’autre composant est un appareil qui convertit ces changements en signaux mesurables. Tous les détecteurs exigent que le rayonnement dépose une partie de son énergie dans un matériau sensible qui fait partie de l’instrument. Le rayonnement pénètre dans le détecteur, interagit avec les atomes du matériau du détecteur et dépose de l’énergie sur le matériau sensible. Chaque événement peut générer un signal, qui peut être une impulsion, un trou, un signal lumineux, des paires d’ions dans un gaz et bien d’autres. La tâche principale est de générer un signal suffisant, de l’amplifier et de l’enregistrer.

Supposons des détecteurs à ionisation gazeuse . Le détecteur d’ionisation gazeuse de base se compose d’une chambrequi est rempli d’un milieu approprié (air ou gaz de remplissage spécial) qui peut être facilement ionisé. En règle générale, le fil central est l’électrode positive (anode) et le cylindre extérieur est l’électrode négative (cathode), de sorte que les électrons (négatifs) sont attirés par le fil central et les ions positifs sont attirés par le cylindre extérieur. L’anode est à une tension positive par rapport à la paroi du détecteur. Lorsque le rayonnement ionisant pénètre dans le gaz entre les électrodes, un nombre fini de paires d’ions se forme. Sous l’influence du champ électrique, les ions positifs se déplaceront vers l’électrode chargée négativement (cylindre extérieur) et les ions négatifs (électrons) migreront vers l’électrode positive (fil central). La collecte de ces ions produira une charge sur les électrodes et une impulsion électrique à travers le circuit de détection.amplifié , puis enregistré en utilisant l’électronique standard.

Rapport signal sur bruit

Le rapport signal / bruit, SNR, est une mesure utilisée en science et en ingénierie qui compare le signal de sortie électrique au bruit électrique généré dans le chemin de câbles ou dans l’instrumentation.

Discriminateur

La discrimination dans les circuits de détection de rayonnement fait référence au processus de distinction entre différents types de rayonnement en fonction de la hauteur d’impulsion. Un circuit discriminateur sélectionne la hauteur d’impulsion minimale ou maximale à compter. Par exemple, un circuit discriminateur est utilisé dans le détecteur de neutrons pour distinguer les impulsions importantes de l’ionisation alpha (l’absorption des neutrons dans le détecteur produit des particules alpha) des impulsions beaucoup plus petites qui seraient provoquées par les rayons gamma.

Référence spéciale: US Department of Energy, Instrumantation and Control. DOE Fundamentals Handbook, Volume 2 of 2. June 1992.

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