LABORATOIRE DE PHYSIQUE CORPUSCULAIRE - mathieu trocmé

I. Principe de l’Étude 19
I.3 - Discrimination n/γ :
Comme il a été précisé plus haut ( Cf I.2.α - Scintillation, p.11 ) et car ces particules
sont non chargées, on détecte aussi bien des neutrons que des photons gammas. Cependant,
cette étude ne portant que sur la détection de neutrons, comment être sûr de n’avoir à faire
qu’à des neutrons ? La réponse à cette question réside dans l’utilisation du module DÉMON,
ce dernier permettant de discriminer ces deux types de particules. Il réalise ce qu’on appelle
une discrimination n / γ.
Cette discrimination n / γ repose sur l’analyse en forme du signal "lumineux" issu de
DÉMON, la détection des neutrons et des photons gammas au sein de celui-ci engendrant de
la lumière que l’on convertit ensuite en signal électrique ( Cf I.2.α - Scintillation, p.11 ). Les
neutrons venant frapper les protons de DÉMON, les photons gammas, ses électrons, ces
derniers s’animent et viennent exciter leur environnement. Cependant, un proton étant environ
1800 fois plus lourd qu’un électron, leurs modes d’excitation diffèrent. De fait, le temps
d’émission de la lumière en résultant aussi, et ce, de telle sorte que le signal électrique en
sortie de DÉMON associé à un neutron possède une pente inférieure ( en valeur absolue ) à
celui correspondant à un photon gamma.
Tension du signal recueilli
en sortie de DÉMON
~ 20 mV
5-10 ns
"Signal Neutron"
"Signal Gamma"
Temps
Ce qui s’explique par le fait que plus une particule est ionisante ( donc lourde car elle
est alors plus rapidement arrêtée dans la matière ), plus elle engendre de la lumière retardée.
Un proton étant donc plus ionisant qu’un électron, il dépose, pendant le même intervalle de
temps, plus d’énergie qu’un électron. L’excitation des molécules environnantes est alors plus
importante et temporellement plus longue.
En pratique, on procède par double intégration électronique ( Cf II.1.δ -
Discrimination électronique n / γ, p.31 ). On commence tout d’abord par intégrer le signal