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L'état de l'art en 1971

L'état de l'art au démarrage du RHF (1971)

Appareil photo Polaroïd converti en détecteur de neutron. L'objectif a été scié et remplacé par un scintillateur au florure de lithium.

Détecteur à intégration
Le plus classique des détecteurs à intégration est une plaque photographique argentique sur laquelle on plaque un convertisseur (par ex: mince feuille de gadolinium ou couche de LiF). Les particules chargées émises par le convertisseur impressionnent la plaque photographique qu'il suffit alors de révéler pour connaitre le lieu d'impact des neutrons et la quantité reçue (imagerie neutronique).
C'est un détecteur peu cher mais peu pratique à cause du long délai entre la mesure et l'obtention du résultat (développement de la plaque photo) et sa réponse n'est pas du tout linéaire (seuil minimum de détection = sous-exposition, seuil maximum de détection = surexposition). Il ne permet pas l'analyse du faisceau en énergie.

Faute d'autre technique d'imagerie neutronique, des instruments comme D12, T12, S42, ND utiliseront des plaques photographiques comme détecteur de neutrons

Pour gagner en vitesse, une première astuce aura été de détourner des appareils de photo dits "à développement instantané" des années 70, les fameux Polaroïd très en vogue à l'époque. On y gagnait effectivement beaucoup en vitesse mais au prix d'une faible sensibilité et d'une moindre qualité d'image, toutefois cela convenait parfaitement pour la localisation de l'échantillon dans le faisceau incident. Tous les instruments de l'ILL ont utilisé ce type d'appareil tant que les films Polaroïd ont été disponibles; ils sont maintenant remplacés par de petites caméras CCD équipées de convertisseurs qui fournissent une image en temps réel.

Compteur ou moniteur

Quand le RHF démarre, le compteur à tout faire est un détecteur comportant une voie de lecture unique, appelé mono-détecteur, dont le convertisseur est du gaz BF3. L'ILL arrive au moment le 3He devient moins rare et fait alors ce choix.

Le compteur classique utilisé sur les instruments est un tube métallique typiquement de quelques cm de diamètre et d'une dizaine de cm de long. Il compte les neutrons qui le traversent avec une efficacité comprise entre 50% et 90%. Pour obtenir la distribution angulaire des neutrons diffusés par un échantillon, on a le choix entre déplacer un mono-détecteur autour de l'échantillon (D1, D2, D8, D9, D10, IN1, IN2, ...) ou bien paver l'espace avec un ensemble de mono-détecteurs (D6, IN5, IN6, …). Cette dernière méthode permet d'augmenter la sensibilité de l’instrument et de réduire le temps d’acquisition.

Des moniteurs de faisceau sont utilisés sur les instruments pour corriger les variations de flux sur l’échantillon. Ces moniteurs étaient constitués de mono-détecteurs remplis avec une faible concentration de gaz convertisseur.

Détection des neutrons avec analyse en énergie

Les détecteurs de neutrons lents ne savent pas effectuer une analyse en énergie des neutrons incidents. L'analyse en énergie n'est donc pas le fait de détecteurs spéciaux mais de procédures de mesure (temps de vol) couplées à des électroniques d'acquisition adaptées.

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Dernière mise à jour: 03 September 2022