Séance de cours

Détection des rayonnements : systèmes de combinaison et de comparaison

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Dans cours

PHYS-452: Radiation detection

The course presents the detection of ionizing radiation in the keV and MeV energy ranges. Physical processes of radiation/matter interaction are introduced. All steps of detection are covered, as well as detectors, instrumentations and measurements methods ...

Description

Cette séance de cours porte sur les principes de la détection des rayonnements, en mettant l'accent sur les matériaux semi-conducteurs et leur utilisation dans les détecteurs. Les sujets abordés comprennent les semi-conducteurs intrinsèques et dopés, les méthodes de collecte de la lumière, les tubes photomultiplicateurs, les photodiodes et les photomultiplicateurs de silicium. La séance de cours porte également sur la production de signaux, les chaînes de mesure, les statistiques de comptage, les incertitudes, la résolution énergétique et le facteur Fano.

Enseignant·e

Vincent Pierre Lamirand

Après une thèse de doctorat sur la mesure de sections efficaces de réactions (p,n) sur accélérateur (IRSN, France), j'ai travaillé sur le développement de détecteurs et méthodes de mesure neutron pour la physique des réacteurs (CEA, France). Je suis en poste au LRS à l'EPFL depuis octobre 2014, en tenure track de l'Insitut Paul Scherrer depuis 2016, en tant que responsable des activités de recherche expérimentale sur nos installations.

Source officielle

Concepts associés (32)

Tube photomultiplicateur

Un tube photomultiplicateur (en anglais, photomultiplier tube) est un dispositif permettant la détection de photons qui se présente sous la forme d'un tube électronique. Sous l'action de la lumière, des électrons sont arrachés d'un métal par effet photoélectrique à une photocathode, le faible courant électrique ainsi généré est amplifié par une série de dynodes utilisant le phénomène d'émission secondaire pour obtenir un gain important. Ce détecteur permet de compter les photons individuellement.

Avalanche photodiode

An avalanche photodiode (APD) is a highly sensitive semiconductor photodiode detector that exploits the photoelectric effect to convert light into electricity. From a functional standpoint, they can be regarded as the semiconductor analog of photomultiplier tubes. The avalanche photodiode (APD) was invented by Japanese engineer Jun-ichi Nishizawa in 1952. However, study of avalanche breakdown, microplasma defects in silicon and germanium and the investigation of optical detection using p-n junctions predate this patent.

Photodiode

Une photodiode est un composant semi-conducteur ayant la capacité de capter un rayonnement du domaine optique et de le transformer en signal électrique. Comme beaucoup de diodes en électronique elle est constituée d'une jonction PN. Cette configuration de base fut améliorée par l'introduction d'une zone intrinsèque (I) pour constituer la photodiode PIN. En absence de polarisation (appelé mode photovoltaïque) elle crée une tension. En polarisation inverse par une alimentation externe (mode photoampérique), elle crée un courant.

Semi-conducteur

Un semi-conducteur est un matériau qui a les caractéristiques électriques d'un isolant, mais pour lequel la probabilité qu'un électron puisse contribuer à un courant électrique, quoique faible, est suffisamment importante. En d'autres termes, la conductivité électrique d'un semi-conducteur est intermédiaire entre celle des métaux et celle des isolants. Le comportement électrique des semi-conducteurs est généralement modélisé, en physique de l'état solide, à l'aide de la théorie des bandes d'énergie.

Composant semi-conducteur

vignette|Aperçu de quelques dispositifs semi-conducteurs encapsulés Un composant semi-conducteur est un composant électronique dont le fonctionnement repose sur les propriétés électroniques d'un matériau semi-conducteur (principalement le silicium, le germanium et l'arséniure de gallium, ainsi que des semi-conducteurs organiques). Sa conductivité se situe entre les conducteurs et les isolants. Les composants semi-conducteurs ont remplacé les tubes à vide dans la plupart des applications.

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Séances de cours associées (64)

Combiner et comparer les systèmes

Explore la combinaison de systèmes de détection des rayonnements, de la collecte de lumière à l'amplification des signaux à l'aide de divers détecteurs de semi-conducteurs.

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Explore les principes de détection des rayonnements, les systèmes de semi-conducteurs, la chaîne de mesure et les comparaisons de détecteurs.

Signalisation neuronale et traitement des signaux

Explore les signaux neuraux, le contrôle EMG, les synergies musculaires et HD-EMG pour les prothèses.

Principe de détection des rayons X II : Tubes photomultiplicateurs MOOC: Principes fondamentaux de l'imagerie biomédicale : Ultrasons, rayons X, tomographie par émission de positrons (TEP) et applications

Explore l'utilisation de Tubes Photomultiplieurs pour l'amplification sans bruit et l'amélioration de la résolution spatiale.

Signalisation neuronale et traitement des signaux

Explore la résonance magnétique nucléaire, les principes d'IRM, les séquences de pouls, la reconstruction d'images, les considérations de sûreté et la normalisation du volume dans l'imagerie cérébrale.

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Avalanche photodiode

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Semi-conducteur

Composant semi-conducteur

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