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Thèses et Mémoire de l'Université de Strasbourg

Dosimétrie électronique et métrologie neutrons par capteur CMOS à pixels actifs

VANSTALLE, Marie (2011) Dosimétrie électronique et métrologie neutrons par capteur CMOS à pixels actifs. Thèses de doctorat, Université de Strasbourg.

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Résumé

Ce travail vise à démontrer la faisabilité d’un dosimètre opérationnel neutrons basé sur la technologie CMOS. Le capteur utilisé (MIMOSA-5) doit pour cela être transparent aux γ et pouvoir détecter les neutrons sur une large gamme d’énergie en gardant évidemment une bonne efficacité de détection. La réponse du système de détection, constitué du capteur CMOS adjoint d’un matériau convertisseur (polyéthylène pour les neutrons rapides, 10B pour les neutrons thermiques), a été confrontée à des simulations Monte Carlo effectuées avec MCNPX et GEANT4. Un travail de validation de ces codes a préalablement été effectué pour justifier leur utilisation dans le cadre de notre application. Les expériences nous permettant de caractériser le capteur ont été menées au sein de l’IPHC ainsi qu’à l’IRSN/LMDN (Cadarache). Les résultats de l’exposition du capteur à des sources de photon pures et à un champ mixte n/γ (source 241AmBe) montrent la possibilité d’obtenir un système transparent aux γ par application d’une coupure appropriée sur le dépôt d’énergie (aux alentours de 100 keV). L’efficacité de détection associée est très satisfaisante avec une valeur de 10-3, en très bon accord avec MCNPX et GEANT4. La réponse angulaire du capteur a été étudiée par la suite à l’aide de la même source. La dernière partie de cette étude traite de la détection des neutrons thermiques (de l’ordre de l’eV). Les expériences ont été menées à l’IRSN sur une source de 252Cf modérée à l’eau lourde. Les résultats obtenus ont montré une très bonne efficacité de détection (allant jusqu’à 6×10-3 pour un convertisseur dopé au 10B) en très bon accord avec GEANT4.

Type d'EPrint:Thèse de doctorat
Discipline de la thèse / mémoire / rapport :Physique subatomique et astroparticules
Mots-clés libres:CMOS ; pixel ; neutron ; dosimétrie ; transparence-gamma ; simulation Monte Carlo ; MCNPX ; GEANT4
Sujets:CL Classification > DDC Dewey Decimal Classification > 600 Technologie (sciences appliquées) > 620 Sciences de l'ingénieur > 621 Génie mécanique. Physique appliquée > 621.3 Electrotechnique, éclairage, électronique, télécommunications > 621.38 Électronique et télécommunications
Classification Thèses Unistra > Sciences, technologies > Sciences appliquées > 620 Sciences de l'ingénieur > 621 Génie mécanique. Physique appliquée > 621.3 Electrotechnique, éclairage, électronique, télécommunications > 621.38 Électronique et télécommunications

UNERA Classification UNERA > ACT Domaine d'activité UNERA > ACT-12 Energie, génie climatique et énergétique
UNERA Classification UNERA > DISC Discipline UNERA > DISC-20 Physique, chimie, matériaux
CL Classification > DDC Dewey Decimal Classification > 500 Sciences de la nature et mathématiques > 530 Physique > 539 Physique moderne > 539.7 Physique atomique et nucléaire
Classification Thèses Unistra > Sciences, technologies > Sciences de la nature et mathématiques > 530 Physique > 539 Physique moderne > 539.7 Physique atomique et nucléaire
Code ID:2238
Déposé le :13 Octobre 2011

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