Mimac-FastN - Un spectromètre directionnel de neutrons rapides
- Détails
La détection des neutrons rapides ainsi que la mesure de leur énergie est complexe, du fait que le neutron est une particule électriquement neutre, donc difficilement détectable directement : sa détection doit se faire de façon indirecte.
Mimac-FastN est une enceinte étanche remplie d’un gaz neutre, non inflammable, non réglementé et à la pression atmosphérique environ (donc pas d’3He, de haute pression, ou d’hydrogène, qui limitent les utilisations dans certains milieux industriels).
Les neutrons peuvent interagir avec les noyaux du gaz du détecteur. Cette interaction résulte en un recul nucléaire : il y a transfert d’énergie partiel, du neutron incident au noyau.
Le détecteur comporte une caméra à échantillonnage très rapide (40 MHz). Grâce à cette caméra, le détecteur fournit des images en 3D des traces des reculs nucléaires dans le gaz.
De manière synchrone à cet enregistrement d’image, est mesurée l’énergie déposée en ionisation par le recul nucléaire dans le gaz.
A partir de ces deux informations, les traces et l’énergie d’ionisation, on peut calculer l’énergie du neutron incident.
Ci-dessous un schéma du principe de détection :
Les développements de Mimac-FastN résultent de 15 ans de savoir-faire autour des détecteurs gazeux. On peut citer comme spécificités :
1/ L’électronique rapide et bas bruit, qui donne accès à une détection 3D avec une bonne résolution.
2/ Le logiciel d’acquisition, qui permet avec l’électronique de gérer les déclenchements sur les événements physiques.
3/ La capacité à reconstruire l’énergie cinétique des reculs nucléaires à partir de la mesure de leur énergie d’ionisation. Cette reconstruction est spécifique à chaque milieu gazeux, et varie en fonction de l’énergie d’ionisation. Plus l’énergie des neutrons est élevée, plus ce paramètre est important pour reconstruire l’énergie cinétique des neutrons incidents à partir de l’énergie d’ionisation des reculs nucléaires.
4/ Le logiciel d’analyse des données, qui permet de sélectionner les événements à considérer pour la reconstruction du spectre neutronique ou pour la localisation d’une source de neutrons.
Mimac-FastN se différencie des technologies existantes par sa performance qui ne se limite pas à du comptage de neutrons mais qui permet de mesurer également leur énergie, par sa mobilité, par l’approche 3D qui permet de différencier exhaustivement toutes les contributions physiques, et par sa capacité directionnelle.
La preuve de concept a été réalisée sur champs neutroniques mono-énergétiques, avec un petit prototype mobile, en réalisant des acquisitions pendant 1 heure.
Des cas d’usage sont actuellement explorés, pour des applications aussi variées que la détection de matière fissile dans des fûts de déchets, la caractérisation des neutrons atmosphériques, ou des mesures de dose neutronique dans des milieux industriels utilisant des sources de neutrons.
Référence : Article publié dans la revue NIM A : https://doi.org/10.1016/j.nima.2020.163799
Nadine Sauzet : Responsable scientifique & technique, simulations, analyses de données
Olivier Guillaudin : Développements détecteurs, micromegas & cages de champs de dérive
Marc Marton : Conception CAO 3D, suivi de réalisation & montage
NEWS-G - New Experiment With Spheres-Gas
- Détails
|
|
Jean-François Muraz : Responsable Technique, Conception détecteur sphérique
Mohammed Chala :Montage
Olivier Guillaudin : Expertise détecteur gaseux
MIMAC
- Détails
|
|
Olivier Guillaudin : Responsable Technique
Alain Pélissier : Développement Détecteur
Jean-François Muraz : Conception Détecteur, Responsable de la plateforme COMIMAC
Marc Marton : Conception Détecteur/CAO
DAMe
- Détails
- Conception, élaboration et tests des prototypes de détecteurs gazeux pour la mesure du profil du faisceau en radiothérapie conformationnelle.
- Co-auteur de brevet
- Acquisition de données haut débit
Olivier Guillaudin : Développement Détecteur
Olivier Zimmermann : Contrôle/Commande
LOHENGRIN
- Détails
|
Sur l’expérience LOHENGRIN installée à l’Institut Laue Langevin (ILL), le SDI est intervenu pour la construction d’un double petit détecteur à neutrons, avec lecture de courant sur les fils d’anodes XY composé de 4 plans cathode et de 8 plans anode de dimensions extérieures 75 mm × 38 mm, la fenêtre utile de détection étant de 20 mm par 20 mm. Cette activité, qui s’est déroulée courant 2007, correspond à :
|
|
Page de l'expérience LOHENGRIN
Interféromètre Martin Puplett
- Détails
|
Pour l’étude du CMB (Cosmic Microwave Backgroung), les expériences ont pour objectif la mesure de la polarisation du rayonnement. D’autre part, le LPSC, en collaboration avec le goupe Ultra Basses Température de l'institut Louis Neel (ex CRTBT), a eu la responsabilité du projet de construction de la partie mécanique d’un interféromètre de type Martin Puplett (MPI), appareillage dédié aux tests des matrices dans le domaine millimétrique et submillimétrique. En 2004, le service a participé activement au dimensionnement de l’interféromètre et à la spécification des composants. Le service d’étude et réalisation mécanique du LPSC a ensuite conçu et réalisé l’ensemble des pièces du Martin Puplett durant l’année 2005. Le montage final et l’installation au CRTBT se sont déroulé en décembre 2005 (collaboration du SDI et de l’atelier). Le SDI a également assuré l’opération de tissage des polariseurs utilisés dans le Martin Puplett. Ces polariseur sont constitués de plans de fils fins (30 microns Inox ou Tungstène doré) tissés au pas de 75 microns sur des cadres métalliques de ~30 cm de diamètre. Pour ces réalisations, le service a amélioré la mécanique de la machine à tisser du laboratoire afin d’augmenter la précision de positionnement des fils.
Contact : Myriam Migliore |
|
Le fond diffus cosmologique (Wikipedia)