Avalanche photodiodeAn 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.
Pouvoir d'arrêt (rayonnement ionisant)En traversant la matière, les particules chargées ionisent les atomes ou les molécules le long de leur parcours, avec pour conséquence que les particules perdent peu à peu leur énergie. Le pouvoir d'arrêt est la perte moyenne d'énergie de la particule par unité de distance parcourue, mesurée par exemple en MeV/cm (voir la figure ci-contre). Le pouvoir d'arrêt dépend du type de particule, de son énergie et des propriétés de la matière traversée.
Particule αLes particules alpha (ou rayons alpha) sont une forme de rayonnement émis, principalement, par des noyaux instables de grande masse atomique. Elles sont constituées de deux protons et deux neutrons combinés en une particule identique au noyau d' (hélion) ; elles peuvent donc s'écrire 4He2+. La masse d'une particule alpha est de , ce qui équivaut à une énergie de masse de . Radioactivité α Les particules alpha sont émises par des noyaux radioactifs, comme l'uranium ou le radium, par l'intermédiaire du processus de désintégration alpha.
Détecteur à semi-conducteurUn détecteur à semi-conducteur est un détecteur de particules ou de rayons X ou gamma qui s'appuie sur la technologie des semi-conducteurs. Une particule ayant une énergie suffisante, rencontrant un semi-conducteur, va arracher un électron à un atome du cristal en lui cédant une partie ou la totalité de son énergie sous forme d'énergie potentielle (ionisation) et cinétique. Par exemple, un photon créera des électrons libres dans le milieu par effet photoélectrique, effet Compton ou création de paires.
RayonnementLe rayonnement est le processus d'émission ou de propagation d'énergie et de quantité de mouvement impliquant une onde ou une particule. On peut distinguer les rayonnements corpusculaires (ou particulaires) par le type de particule auquel ils sont associés. Il peut par exemple s'agir de neutrons, de protons, d'électrons (ou de positrons), de particules alpha, de photons, de neutrinos ou de muons. Il existe également des rayonnements ondulatoires, exemples : rayonnement électromagnétique (rayons X, lumière visible, etc.
Rayonnement non ionisantthumb|upright=2|Gamme du rayonnement électromagnétique ; Le rayonnement non ionisant est la partie du spectre située sous le trait bleu, à gauche du graphique. Remarque : en réalité la zone de transition entre ces deux types de rayonnements (entre le trait bleu et le trait jaune) n'est pas une limite franche, car différentes molécules et atomes s'ionisent à des énergies différentes. thumb|Symbole d'avertissement des rayonnements non ionisants.
Chambre d'ionisationthumb|Dispositif expérimental avec une chambre d'ionisation. Une chambre d'ionisation est un détecteur de particules qui repère le passage d’une particule en mesurant la charge totale des électrons et des ions produits lors de l’ionisation du milieu gazeux par la particule. Elles se sont développées après l'établissement de la théorie de Bragg–Gray en 1935. Pour récupérer les électrons et les ions avant qu’ils ne se recombinent en atomes, la présence d’un champ électrique est requise pour les séparer et les faire dériver vers des électrodes.
ScintillateurUn scintillateur est un matériau qui émet de la lumière à la suite de l'absorption d'un rayonnement ionisant (photon ou particule chargée). Il existe deux grandes familles de scintillateurs : les scintillateurs organiques : (anthracène, naphtalène, stilbène et terphényle) que l'on retrouve sous forme de monocristaux ou en solution liquide, les scintillateurs inorganiques utilisés sous forme de monocristaux (iodure de sodium, germanate de bismuth), ou bien sous forme de poudres incorporées à un substrat.
IonisationL'ionisation est l'action qui consiste à ajouter ou enlever des charges à un atome ou une molécule électriquement neutre, qui devient ainsi un ion (chargé positivement ou négativement). Elle peut être due à : des causes physiques telles qu'un niveau élevé du potentiel électrique, la présence de radiations ou une température élevée ; des causes chimiques telles qu'une dissolution dans un solvant polaire ; la structure même de la matière, dans les sels fondus, les liquides ioniques et les cristaux ioniques.
Active-pixel sensorAn active-pixel sensor (APS) is an , which was invented by Peter J.W. Noble in 1968, where each pixel sensor unit cell has a photodetector (typically a pinned photodiode) and one or more active transistors. In a metal–oxide–semiconductor (MOS) active-pixel sensor, MOS field-effect transistors (MOSFETs) are used as amplifiers. There are different types of APS, including the early NMOS APS and the now much more common complementary MOS (CMOS) APS, also known as the CMOS sensor.
Iodure de sodiumL'iodure de sodium est un composé inorganique de formule NaI. Il est utilisé dans le domaine médical pour le traitement des déficiences en iode. En chimie, il intervient dans la réaction de Finkelstein. Il peut être utilisé pour accélérer la décomposition du peroxyde d'hydrogène. En physique des particules, il est utilisé une fois dopé avec du thallium comme détecteur de rayons gamma, ceux-ci interagissant avec la forme cristalline du composé pour produire de la lumière visible (scintillation). Sodium Caté
PhotodiodeUne 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.
Physique des particulesLa physique des particules ou la physique subatomique est la branche de la physique qui étudie les constituants élémentaires de la matière et les rayonnements, ainsi que leurs interactions. On l'appelle aussi parfois physique des hautes énergies car de nombreuses particules élémentaires, instables, n'existent pas à l'état naturel et peuvent seulement être détectées lors de collisions à hautes énergies entre particules stables dans les accélérateurs de particules.
Photon countingPhoton counting is a technique in which individual photons are counted using a single-photon detector (SPD). A single-photon detector emits a pulse of signal for each detected photon. The counting efficiency is determined by the quantum efficiency and the system's electronic losses. Many photodetectors can be configured to detect individual photons, each with relative advantages and disadvantages. Common types include photomultipliers, geiger counters, single-photon avalanche diodes, superconducting nanowire single-photon detectors, transition edge sensors, and scintillation counters.
Diodevignette|Différents types de diodes. La diode (du grec di deux, double ; odos voie, chemin) est un composant électronique. C'est un dipôle non linéaire et polarisé (ou non symétrique). Le sens de branchement d'une diode détermine le fonctionnement du circuit électronique dans lequel elle est placée. Sans précision ce mot désigne un dipôle qui ne laisse passer le courant électrique que dans un sens. Ce dipôle est appelé diode de redressement lorsqu'il est utilisé pour réaliser les redresseurs qui permettent de transformer le courant alternatif en courant continu.
Détecteur de rayons XLes détecteurs de rayons X sont des dispositifs capables de détecter la présence de rayons X. La technologie de détection des rayons X a fortement progressé depuis leur découverte, passant du simple film photographique à des dispositifs électroniques pouvant donner le flux de rayons X et leur énergie. Les rayons X sont des rayonnements ionisants : ils éjectent des électrons de la matière par effet photoélectrique ou effet Compton. C'est ce phénomène qui est utilisé pour la détection.
Réactions nucléaires avec des ions lourdsLes réactions nucléaires avec des noyaux lourds (ou avec des ions lourds) sont des réactions provoquées par la collision de deux noyaux atomiques accélérés, soit naturellement comme les rayons cosmiques ou lors de la nucléosynthèse stellaire, soit artificiellement par des accélérateurs. On les distingue des réactions avec des particules légères (photons, protons, neutrons ou particule α) ; les noyaux du faisceau vont du plus léger comme le lithium (nombre de nucléons 6) aux plus lourds comme l'uranium ( 238).
Rayon Xvignette|upright|Une des premières radiographies, prise par Wilhelm Röntgen. alt=Rayon X des poumons humains|vignette|189x189px|Rayon X des poumons humains. Les rayons X sont une forme de rayonnement électromagnétique à haute fréquence constitué de photons dont l'énergie varie d'une centaine d'eV (électron-volt), à plusieurs MeV. Ce rayonnement a été découvert en 1895 par le physicien allemand Wilhelm Röntgen, qui a reçu pour cela le premier prix Nobel de physique ; il lui donna le nom habituel de l'inconnue en mathématiques, X.
PhotodétecteurUn photodétecteur (ou détecteur photosensible ou détecteur optique ou détecteur de lumière) est un dispositif (détecteur) qui transforme la lumière qu'il absorbe en une grandeur mesurable, généralement un courant ou une tension électrique. Le capteur à fibre optique repose sur ce principe. Photodétecteurs (simples) : photomultiplicateur (ou phototube ou tube photomultiplicateur) ; photoconducteur (ou détecteur photoconducteur) ; photodiode ; photodiode à avalanche.
