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Spectroscopie par électrons de conversion.

Dernière mise à jour : mercredi 1er juin 2016, par Gregoire Henning

Français

Les transitions fortement converties dans les actinides sont difficiles à étudier via les rayons γ. Par exemple : la transition entre le 1er état excité et le niveau fondamental du noyau 238U a une énergie de 45 keV et est convertie avec un facteur 610. Or l’étude de cette transition est cruciale, car elle représente environ 80 % de la section efficace totale (n, n’).

Pour l’étude de ces transitions, la spectroscopie par électrons de conversion peut être une solution. Dans le cadre du programme européen CHANDA, l’équipe DNR coordonne un projet avec pour objectif de tester la faisabilité d’un tel dispositif.

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Géométrie simulée d’un dispositif de spectroscopie par électrons de conversion dans GEANT4.
GEANT4 simulated geometry for a electron conversion spectroscopy system.

Des simulations GEANT4 de différentes géométries de systèmes de spectroscopie par électrons de conversion ont ete effectuees. Ces simulations montrent que l’efficacité de détection intrinsèque d’un tel dispositif peut atteindre 20 % autour de 30 keV. Cette étude indique donc qu’un dispositif de détection des électrons de conversion peut avoir une efficacité jusqu’à 10 fois supérieure à celle d’un système détectant les rayons γ pour les transitions fortement converties dans les actinides.

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Spectre d’électrons émis (rouge) et détecté (bleu) dans les simulations.
Simulated electron spectra : emitted (red) and detected (blue).

Des tests, avec des détecteurs silicium, seront menés afin de caractériser la réponse de ces détecteurs, en collaboration avec les équipes de l’IRMM (Geel) et de l’IFIN (Bucarest).

English

Strongly converted transitions in actinides are hard to study via γ rays. For example : the transition between the 1st excited state to the ground state for the isotope 238U has an energy of 45 keV and is converted with a factor 610. Yet, the study of this transition is very important as it represents about 80 % of the total (n, n’) cross section.

To study these transitions, the spectroscopy by electronic conversion can be a solution. In the framework of the European CHANDA program, the DNR team coordinates a project with the aim of testing the feasibility of such a setup.

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Géométrie simulée d’un dispositif de spectroscopie par électrons de conversion dans GEANT4.
GEANT4 simulated geometry for a electron conversion spectroscopy system.

GEANT4 simulations of different geometry for conversion electron spectroscopy were done. Those calculations show that the intrinsic detection efficiency of such a setup can reach up to 20 % around 30 keV. This indicates that conversion electron spectroscopy can reach an efficiency up to 10 times higher than for γ ray study in actinies.

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Spectre d’électrons émis (rouge) et détecté (bleu) dans les simulations.
Simulated electron spectra : emitted (red) and detected (blue).

Tests with Silicon detectors will take place soon to characterize the response of these detectors, in collaboration with teams from IRMM (Geel) and IFIN-HH (Bucarest).