FR2796159A1 - Scintillateur pour detecteur neutronique - Google Patents

Abstract

Afin d'améliorer le rendement d'un détecteur de neutrons utilisant un scintillateur constitué par du verre (2) dopé au lithium 6, on interpose une ou deux fois, en arrière du premier scintillateur (2), une épaisseur de matériau modérateur (7, 9) suivi d'une épaisseur (8) de matériau scintillateur.Dans le mode préféré, les épaisseurs de matériau modérateur (7, 9), de matériau scintillateur (2, 8) et la longueur d'un guide de lumière (3) sont optimisés pour concilier rendement et résolution.

Description

SCINTILLATEUR POUR DETECTEUR NEUTRONIQUE DESCRIPTION <B>Domaine de l'invention</B> L'invention se situe dans le domaine des détecteurs neutroniques et plus particulièrement dans celui des structures de traitement neutronique placées en avant d'une photocathode du détecteur ainsi qu'au détecteur équipé de la structure.

Arrière <B>plan</B> technologique Le rôle des détecteurs de rayonnements est de capter les particules nucléaires telles que neutrons, particules alpha, photons gamma et d'élaborer un signal électrique représentatif du débit de fluence de ces particules. Ce signal est transmis à un sous-ensemble de mesure dont le rôle est de le mesurer, de l'amplifier et de l'exploiter de diverses façons.

Les rayonnements nucléaires sont détectés grâce à leur action sur la matière traversée.

De manière générale, les rayons gamma et les particules chargées (électrons, protons, rayons alpha...) traversent la matière en excitant directement ou indirectement et/ou ionisant les atomes.

Ces phénomènes peuvent se produire avec le neutron mais ils ne prédominent pas. En général, un neutron doté d'une certaine énergie traverse la matière en ricochant sur les atomes de manière chaotique. On parle de diffusion. A chaque collision, le neutron perd une partie de son énergie. Quand l'énergie du neutron est minimale (-0.025eV), le neutron est qualifié thermique. I1 est alors susceptible d'être capturé par certains éléments (dits neutrophages) pour donner lieu à une réaction nucléaire. Ces éléments sont par exemple le 1 B ou le 6Li .

Cette réaction est exoénergétique, elle fournit de l'énergie, et toujours la même quantité pour une réaction donnée. Cette énergie est partagée par les noyaux de recul qui sont des particules lourdes (alpha, tritium...) chargées. Ces particules ionisent fortement la matière. Les électrons issus de ces ionisations peuvent aller exciter les atomes environnants. Si ces atomes sont luminescents, leur désexcitation se fait par l'émission d'un photon. Une partie de l'énergie d'excitation est donc réémise sous forme de lumière, dans le visible ou l'ultraviolet.

Dans un détecteur, toutes ces réactions se produisent dans un matériau appelé scintillateur.

Cette substance luminescente que l'on appelle le scintillateur, est associée à un tube électronique, le photomultiplicateur. Ce dernier contient une photocathode, c'est-à-dire une couche émissive chargée de convertir les photons en provenance du scintillateur en électrons, lesquels sont reçus ensuite dans un système d'étages multiplicateurs appelés dynodes.

A la sortie de la dernière dynode, le nombre d'électrons initial a été multiplié par un facteur important. Ce signal est ensuite transmis à un appareillage électronique pour traitement.

Ainsi, tout neutron capturé peut donner indirectement naissance à un signal électrique exploitable dont l'amplitude est proportionnelle à l'énergie lumineuse recueillie sur la photocathode, c'est-à-dire au nombre de photons collectés par celle-ci. Si on fait l'hypothèse que les noyaux de recul créent, à chaque réaction de capture, le même nombre de paires électrons/trous et que chacun des électrons issus de ces ionisations donne naissance à un photon qui sera systématiquement collecté par la photocathode, on en déduit que l'amplitude du signal électrique recueilli sera toujours identique. Cette hypothèse n'est jamais vérifiée.

Un détecteur constitué uniquement d'un scintillateur et d'un photomultiplicateur ne détecte que les neutrons thermiques. Or, une source de neutrons n'émet pas que des neutrons thermiques. Elle a un spectre énergétique généralement très étalé qui fait qu'elle peut émettre aussi bien des neutrons thermiques que des neutrons de quelques MeV. Diriger un tel détecteur vers une source quelconque de neutrons, ne permettra de capter qu'une faible proportion des neutrons émis.

Afin d'augmenter cette proportion, on incorpore au détecteur un matériau capable de ralentir les neutrons. Ce matériau doit être fortement hydrogéné. C'est en effet en diffusant sur l'hydrogène qu'un neutron perd la plus grosse part de son énergie. A titre de comparaison, il suffit de 14 chocs sur l'hydrogène pour qu'un neutron d'1 MeV soit thermalisé contre plus de 120 sur le carbone. De plus, un matériau hydrogéné est par définition faiblement massique et les rayons gamma ont donc peu de chances d'y interagir.

Un détecteur connu comporte, comme représenté en figure-1, disposés côte à côte selon une direction axiale - une épaisseur frontale de matériau modérateur 1, - une épaisseur de verre dopé au lithium 6 (6Li) 2 - un tube photomultiplicateur 4 ayant une photocathode 5.

Le tube 4 est connecté à des circuits électroniques de traitement 6.

Le matériau modérateur 1 a pour fonction de ralentir ou thermaliser les neutrons de façon à ramener le faisceau neutronique dont on veut mesurer l'intensité dans une bande d'énergie propice à la détection par 6Li.

Pour des questions de commodité de désignation, l'ensemble des éléments alignés situés en avant du tube photomultiplicateur sera appelé structure de traitement neutronique.

Un tel détecteur remplit les trois conditions nécessaires au fonctionnement d'un détecteur de neutrons, car pour être détectée dans un détecteur à scintillation, l'énergie du neutron doit être thermique, le matériau détecteur doit contenir des éléments neutrophages provoquant une réaction n, a, et des atomes luminescents qui, après ionisation par la particule a émettront des photons lumineux.

<B>Brève description de l'invention</B> La présente invention est un détecteur de neutrons qui cherche à obtenir un rendement, c'est-à-dire un rapport entre le nombre de particules comptées et le nombre de particules ayant traversé le détecteur, le plus élevé possible.

Le détecteur cherche également à répondre à des critères de discrimination neutron-gamma et de résolution. La discrimination neutron-gamma est liée au phénomène suivant : un rayon gamma qui traverse le scintillateur peut mettre en mouvement, par effet Compton, un électron qui va à son tour exciter des sites luminescents et donc donner naissance à une scintillation. L'amplitude du signal électrique est proportionnelle à l'énergie de l'électron mis en mouvement. Si cette énergie est équivalente à celle déposée par les noyaux de recul après une réaction de capture, on ne sait dire si la scintillation a été occasionnée par un rayon gamma ou un neutron. La présente invention vise un détecteur qui soit le moins sensible possible aux rayons gammas, c'est-à-dire un détecteur ayant un bon pouvoir discriminateur neutron-gamma.

La résolution d'un détecteur est liée à un autre phénomène : la détection d'un neutron thermique fournit un signal électrique d'une certaine amplitude. La détection d'un deuxième neutron thermique peut donner un signal électrique d'une amplitude proche de la première mais pas égale. Ceci est lié aux nombres de recombinaisons électrons-trous qui ont lieu dans le sillage des noyaux de recul. Ils ne sont jamais identiques. Lorsqu'on détecte plusieurs neutrons, on n'observe pas un signal électrique rigoureusement identique pour chacun d'eux mais une foule de signaux dont l'amplitude oscille aléatoirement autour d'une valeur moyenne. On qualifie de résolution l'étalement moyen des amplitudes de ces signaux. Une bonne résolution (faible étalement) fiabilise le taux de comptage relevé. Une mauvaise résolution rend l'interprétation de ce même taux de comptage plus délicat, car la probabilité que des gammas soient présents est plus importante, mais on ne sait alors pas la discriminer par la raie énergétique.

A toutes ces fins, l'invention est relative à un détecteur de neutrons ayant une structure de traite ment neutronique destinée à être placée en avant d'une photocathode d'un tube photomultiplicateur connecté à des circuits de traitement des signaux émis par le tube photomultiplicateur, comprenant alignés axialement de l'extérieur vers la photocathode - une première épaisseur de matériau scintillateur, et caractérisé en ce que la structure de traitement neu tronique comporte en outre - une épaisseur d'un matériau formant conducteur de lumière placé immédiatement en avant de la photoca- thode.

Le premier prototype de l'invention comportait une épaisseur frontale de matériau modérateur.

Le fait de placer un guide de lumière en avant de la photocathode augmente le rendement car le Plexi glas (non déposé, il s'agit d'un polyméthacrylate de méthyle) agit également comme un modérateur. Certains neutrons, qui n'ont pas été thermalisés dans le modéra teur frontal, peuvent le devenir dans le Plexiglas. Une partie de ces neutrons sera capturée dans le verre. C'est l'effet d'Albédo. Cela permet d'augmenter le ren dement de détection.

L'utilisation du Plexiglas comme modérateur différent du matériau du modérateur frontal est justi fié par le fait que celui-ci est un conducteur de lumière. Lorsqu'une scintillation a lieu, les photons émis peuvent arriver à la photocathode, ce qui n'est pas le cas avec le modérateur frontal.

Un détecteur de ce type a compté 15 n/s pour une source d'Am/Bore, d'activité 70000 n/s/4n et d'énergie 2MeV, située à 5,5 cm de la face avant du modérateur.

on a cherché à améliorer encore ce premier prototype ainsi un deuxième prototype comporte, en outre, interposé entre la première épaisseur de matériau scintillateur et le matériau conducteur de lumière - une première épaisseur arrière de matériau modérateur - une seconde épaisseur de matériau scintillateur.

Une épaisseur de modérateur étant placée en arrière du premier verre la conservation de l'épaisseur frontale de modérateur dévient facultative. Le fait que le conducteur de lumière soit dit "immédiatement" en avant de la photocathode n'exclut pas la présence éventuelle d'une couche de colle placée entre le conducteur de lumière et la photocathode.

Selon une variante créant un effet d'Albédo, une couronne de matériau fortement hydrogéné, par exemple une paraffine entoure la structure de traitement neutronique. De la sorte, les neutrons sont réfléchis et ont une probabilité augmentée de produire un scintillement.

Selon un autre mode avantageux de réalisation une seconde épaisseur de matériau modérateur arrière et une troisième épaisseur de matériau scintillant sont interposées entre la seconde épaisseur de matériau scintillant et le conducteur de lumière.

En variante de réalisation, ce second mode de réalisation peut comporter une couronne de matériau hydrogéné autour de la structure de traitement neutronique.

Les différents modes de réalisation et leurs variantes comportant une couronne de matériau hydrogéné autour de la structure de traitement neutronique peuvent, comme signalé plus haut, comporter une épaisseur frontale de modérateur placée en amont de la première épaisseur de matériau scintillateur.

Selon une caractéristique importante de l'invention, il a été cherché à optimiser l'épaisseur de la couche de verre 2. Il est connu que la probabilité de détection de neutrons thermalisés augmente avec l'épaisseur de la couche de verre. En revanche, la proportion de y détectés augmente également avec l'épaisseur de la couche de verre. En conséquence, un compromis relatif à l'épaisseur du verre est nécessaire pour détecter un maximum de neutrons sans que cette détection soit contàminée par la présence de y.

Jusqu'à présent, l'homme du métier penchait pour un compromis avec une faible épaisseur de verre. Contrairement à cette idée admise, les essais effectués par la demanderesse, à l'aide de différentes sources d'émission neutronique, avec filtrage et sans filtrage de y, et pour différentes épaisseurs de verre disponibles sur le marché (0,7-l,4 et 3,28 mm), ont montré qu'une épaisseur de verre de 3 mm était un meilleur compromis que les épaisseurs plus minces employées jusqu'à présent.

<B>Brève description des dessins</B> L'invention et des variantes de réalisation seront maintenant décrits en regard des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 déjà commentée est un schéma représentant un mode connu de réalisation d'un détecteur de neutrons ; - la figure 2 représente schématiquement un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 3 représente un second mode de réalisation de l'invention ; - la figure 4 représente un troisième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 5 représente un quatrième mode de réalisation de l'invention ; et - la figure 6 représente une variante de réalisation du mode présenté en figure 5 dans laquelle un manchon de matériau hydrogéné entoure la structure de traitement neutronique.

<B>Description de modes de réalisation</B> Selon un premier mode de réalisation représenté figure 2, la structure neutronique comporte interposé entre la photocathode 5 et la première épaisseur 2 de verre une épaisseur 3 formant guide de lumière de préférence en plexiglas. Cette épaisseur joue en plus de son rôle de guide de lumière un rôle de matériau modérateur, comme expliqué plus haut.

Selon une première variante de réalisation représentée figure 3, ce premier mode de réalisation et ceux qui vont être décrits peuvent comporter une épaisseur frontale 1 de matériau modérateur par exemple un polyéthylène.

Selon une seconde variante, la structure neutronique peut être encapuchonnée dans un manchon 11 de matériau hydrogéné, par exemple une paraffine ou de préférence un polyéthylène, destiné à créer un effet d'Albédo et donc augmentant le rendement.

Selon un second mode de réalisation représenté figure 4 et ayant pour but d'augmenter encore le rendement de détection, une épaisseur (7<B>)</B> de matériau modérateur suivie d'une seconde épaisseur 8 de verre dopé au lithium 6 sont incorporées entre la première épaisseur 2 de verre et le conduit de lumière 3. Dans la variante représentée figure 4, la structure neutronique comporte l'épaisseur frontale 1 de matériau modérateur.

Les neutrons thermalisés dans le matériau modérateur 1 sont capturés dans le verre 2. Ceux qui sont thermalisés dans le matériau modérateur transparent 7, par exemple du plexiglas, sont détectés, soit par Albédo dans le verre 2, soit dans le verre 8.

Le conduit de lumière 3, outre sa fonction de guide de lumière, thermalise des neutrons qui pourront être capturés par Albédo dans le verre 8.

Comme signalé plus haut, dans ce second mode de réalisation comme dans le premier et comme dans ceux qui seront ci-après décrits, l'épaisseur des verres dopés 2, 8 et dans un mode avec 3 verres qui sera décrit plus loin 10, est selon une caractéristique importante de l'invention de 3 mm.

Selon que la capture neutronique a lieu dans le verre 2 ou le verre 8, le nombre de photons recueillis sur la photocathode 5 est différent. Le plexiglas n'est pas totalement transparent et atténue la lumière émise par les verres.

La demanderesse a effectué des essais pour connaître l'influence d'une longueur @ de plexiglas placé entre un verre scintillant et la photocathode. Le tableau suivant montre, pour une scintillation dans un verre, le pourcentage de lumière transmise à travers une longueur @ de plexiglas. Ce pourcentage est normalisé par rapport à la proportion de lumière transmise à travers 3 cm de plexiglas.

2 <SEP> (cm) <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 9 <SEP> 15
<tb> transmission
<tb> 100 <SEP> 90,7 <SEP> 82,8 <SEP> 73,3 <SEP> 70,7
<tb> atténuation
<tb> moyenne <SEP> par <SEP> cm <SEP> <B>9,3 <SEP> % <SEP> 7,9</B> <SEP> % <SEP> 2,4 <SEP> % <SEP> 0,4 On constate que la transmission décroît rapidement pour les faibles longueurs de plexiglas, puis que le taux d'atténuation devient plus faible pour des longueurs plus grandes.

Revenant au mode de réalisation représenté figure 4, on en déduit que placer un verre à 3 cm de la photocathode et l'autre à 6 cm va donc fournir deux pics lumineux. Le pic résultant sera étalé et on aura une mauvaise résolution. Placer les deux verres à plus de 5 cm de la photocathode permet en revanche de faire en sorte que, pour une scintillation se produisant dans chaque verre, le nombre de photons reçus par la photocathode soit équivalent. On aura ainsi un seul pic lumineux.

Des essais réalisés avec une source Am/Be émettant 22000 n/s/4,n placée cette fois à 12,5 cm de la face avant, ont été effectués.

Ces essais avaient pour but d'optimiser les longueurs L1 et L2. L1 désigne la distance entre la face avant du premier verre 2 et la photocathode 5. L2 désigne la distance entre la face arrière du second verre 8 et la photocathode.

Ces essais ont été effectués avec une variante du mode de réalisation représenté figure 4, dans laquelle la structure de traitement neutronique ne comportait ni le modérateur avant 1, ni la couronne en matériau hydrogéné 11. Selon cette variante, la structure de traitement neutronique ne comporte que le premier verre 2, la première épaisseur 7 arrière de matériau modérateur, la seconde épaisseur 8 de matériau scintillateur et le conduit de lumière 3. Les résultats relatifs au taux de comptage i et à l'efficacité de comptage cd %, pour les différentes longueurs L1 et L2 sont les suivants

L1; <SEP> L2 <SEP> 10;8 <SEP> 10;6 <SEP> 10;4 <SEP> 10;2 <SEP> 8;6 <SEP> 8;4 <SEP> 8;2 <SEP> 6;4 <SEP> 6;2 <SEP> 4;2
<tb> (n/s) <SEP> 5,88 <SEP> 5,56 <SEP> 5,81 <SEP> 5,44 <SEP> <B>6,08 <SEP> 5,89 <SEP> 5,87 <SEP> 6,32</B> <SEP> 6,<B>0</B>1 <SEP> <B>6,12</B>
<tb> Ed <SEP> o <SEP> <B>2,52</B> <SEP> 2, <SEP> 41 <SEP> <B>2,52 <SEP> 2,36</B> <SEP> 2, <SEP> 64 <SEP> <B>2,56 <SEP> 2,55</B> <SEP> 2,74 <SEP> <B>2,61 <SEP> 2,66</B> On constate que le taux de comptage du détecteur est favorisé par une épaisseur de matériau modérateur entre les deux verres (Ll-L2) assez faible de l'ordre de 2 cm.

<B>Exemples</B> L1 = 10 cm et L2 = 8 cm ; i =<B>5,88</B> n/s L1 = 8 cm et L2 = 6 cm ; i =<B>6,08</B> n/s L1 = 6 cm et L2 = 4 cm ; i = 6,32 n/s L'ensemble de ces acquisitions donne un taux de comptage moyen imoy = 5, 9 n / s et une efficacité moyenne (Ed) moy = 2, 55 % La comparaison directe avec le taux de comptage obtenu avec le détecteur représenté figure 2 n'est pas possible puisque dans le cas présent la source a une émissivité plus de trois fois plus faible, et placée à une distance plus de deux fois plus grande (l2,5 cm au lieu de 5,5), ce qui toutes choses égales par ailleurs diminue l'angle solide d'interception du détecteur par la source.

On constate cependant que le taux de comptage est divisé par moins de 2,6.

Compte tenu également des rapports d'angle solide, on peut estimer que l'efficacité est augmentée en moyenne d'environ 55 %.

L'exploitation de ces essais conduit à recommander une configuration pour le mode de réalisation représenté figure 4, dans laquelle - Ll 8 cm, L2 = 6 cm.

Pour cette configuration - l'efficacité est l'une des plus importantes : 2,64 - la longueur de l'ensemble est raisonnable : 8 cm - la distance L2 répond à la contrainte imposée par la résolution : être supérieure ou égale à 5 cm.

Bien que l'essai n'ait pas été fait, on peut penser que le comptage serait amélioré par la mise en place d'une couronne 11 de matériau hydrogéné. Une troisième configuration a été essayée. Cette configuration est représentée figure 5.

Selon cette configuration, une seconde épaisseur 9 de modérateur arrière et une troisième épaisseur 10 de verre dopé sont ajoutés entre la seconde épaisseur 8 de verre dopé et le conducteur de lumière 3. Dans l'exemple réalisé et testé en laboratoire, les trois verres 2, 8 et 10 ont chacun 3 mm d'épaisseur. Des essais ont été faits pour optimiser, c'est-à-dire maximaliser le taux de comptage, en faisant varier l'épaisseur L de matériau modérateur entre les premier 2 et second 8 verres et entre les second 8 et troisième 10 verres. Dans ce premier essai, ces distances étaient égales entre elles et égales à L.

Toujours avec la même source placée à la même distance, les résultats sont les suivants

L <SEP> (cm) <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5
<tb> i(n/s) <SEP> 4,9 <SEP> 7,54 <SEP> 8,6 <SEP> 8,10 <SEP> 7,36 <SEP> 6,94
<tb> Ed<B>M</B> <SEP> 2,13 <SEP> 3,27 <SEP> 3,74 <SEP> 3,52 <SEP> 3,20 <SEP> 3,01 On constate là encore que le taux de comptage est maximal lorsque L = 2 cm.

Des essais effectués en gardant une distance de 4 cm entre le premier 2 et le troisième 10 verres, mais en déplaçant le second verre 8 entre le premier 2 et le troisième 10, ont montré que la configuration symétrique avec L = 2 cm est optimale.

Enfin, des essais ont été effectués pour déterminer l'effet de la longueur du conducteur de lumière 3 sur le taux de comptage. I1 a été estimé qu'un taux de comptage optimal associé à un meilleur effet de séparation des pics de détection neutronique et gamma était obtenu pour une longueur de conducteur de lumière supérieure ou égale à 5 cm et de préférence environ égale à 6 cm, ce qui confirme les essais décrits plus haut.

Le matériau employé pour le conducteur de lumière des différentes réalisations de structure de traitement neutronique était du plexiglas standard. Des essais ont été effectués avec un plexiglas transparent aux ultraviolets (U.V). Il a été constaté qu'avec du plexiglas U.V., la transmission de lumière est meilleure d'environ 20 % de façon assez constante pour des épaisseurs comprises entre 3 et 5 cm.

I1 a été constaté aussi qu'avec un plexiglas U.V., la résolution était satisfaisante à partir d'une épaisseur de 3 cm, alors qu'avec un plexiglas standard comme signalé plus haut, plus de 5 cm sont nécessaires.

Au point de vue des matériaux, les matériaux utilisés dans les différents prototypes réalisés ont été . # pour le modérateur avant 1 - le plexiglas - le polyéthylène # pour les verres 2, 8, 10 - du verre dopé au lithium 6 de préférence avec une épaisseur de 3 mm # pour les modérateurs arrière 7, 9 - du plexiglas standard - du plexiglas U.V.

# pour le conducteur de lumière 3 - du plexiglas standard - du plexiglas U.V.

# pour la couronne 11 - de la paraffine - du PTFE (Téflon), par exemple 5 couches, ou du polyéthylène De préférence on prévoit de mettre une graisse optique aux interfaces verre/plexiglas.

De préférence également, le contact optique entre le tube 3 conducteur de lumière et la photocathode 5 est assuré par une épaisseur 12 de plasmol, de préférence de 3 mm environ.

Tous les modes de réalisation décrits peuvent comporter ou non le modérateur frontal 1. Ils peuvent ou non comporter le manchon 11. De préférence, les épaisseurs de verre dopé sont de 3 mm.

Le premier prototype comportait un bloc de polyéthylène destiné à thermaliser les neutrons, ce qui le rendait volumineux, difficilement maniable et adapté à la seule mesure des neutrons rapides.

La figure 4 et la figure 6 représentent le dispositif recouvert d'un manchon amovible en polyéthylène. La longueur et l'épaisseur de ce manchon sont variables suivant la nature de la mesure à effectuer - si la mesure s'effectue sur des liquides, il est préférable d'opérer sans manchon, la majorité des neutrons étant déjà thermalisés ; - si la mesure s'effectue sur des neutrons rapides, il est préférable de mettre un manchon, l'épaisseur de ce manchon peut être comprise entre 2 et 5 cm ; - si l'on désire privilégier la directivité du détecteur au détriment de la sensibilité, il est préférable de limiter la longueur du manchon ; - si la mesure s'effectue en présence d'un fort flux gamma, il est nécessaire de mettre un manchon de plomb sur toute la longueur du scintillateur. L'épaisseur de ce manchon sera fonction du flux gamma (compris entre 2 mm et 10 mm).

Le manchon, polyéthylène et/ou plomb, est l'élément qui permet d'adapter le détecteur au type de mesure que l'on désire effectuer et aux conditions de mesure.

A titre d'exemple, nous avons obtenu - avec une source de neutrons d'une énergie moyenne de 2 Mev (z52 Cf) placée à 30 cm du détecteur sans manchon manchon de 2cm manchon de 4cm manchon de 5cm 13,6 c/s 40,4 c/s 49,8 c/s 5l,6 c/s - avec une source de neutrons thermiques (même source que précédemment, placée au centre d'un récipient plein d'eau de 12 cm de rayon) avec manchon de 2 cm sans manchon 28,1 c/s 33,2 c/s L'adaptation précise aux conditions de mesure est du ressort de l'utilisateur, mais le fabricant du détecteur devrait de préférence proposer au moins deux manchons en polyéthylène d'épaisseurs 2 cm et 4 cm et un manchon en plomb d'épaisseur 5 mm.

Claims (14)

REVENDICATIONS

1. Structure de traitement neutronique pour un détecteur de neutrons ayant une photocathode et un tube photomultiplicateur connecté à des circuits de traitement de signaux émis par le tube photomultiplicateur, la structure étant destinée à être placée immédiatement en avant de la photocathode et comportant de l'extérieur vers la photocathode une première épaisseur (2) de matériau scintillateur, structure caractérisée en ce qu'elle comporte en outre, en arrière de la première épaisseur (2) de matériau scintillateur une épaisseur (3) de matériau conducteur de lumière.

2. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre, interposée entre la première épaisseur (2) de matériau scintillateur et le matériau (3) conducteur de lumière - une première épaisseur arrière (7) de matériau modérateur ; - une seconde épaisseur (8) de matériau scintillateur.

3. Structure selon la revendication 2, caractérisée en ce que une seconde épaisseur arrière (9) de matériau modérateur suivi d'une troisième épaisseur (10) de matériau scintillateur sont interposées entre la deuxième épaisseur (8) de matériau scintillateur et le matériau conducteur de lumière (3).

4. Structure selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que une épaisseur (7,9) de matériau modérateur entre deux épaisseurs (2,8,10) consécutives de matériau scintillateur est de deux centimètres environ.

5. Structure selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le matériau (3) conducteur de lumière est du plexiglas ayant une épaisseur d'au moins 5 cm.

6. Structure selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le matériau (3) conducteur de lumière est du plexiglas U.V. ayant une épaisseur d'au moins 3 cm.

7. Structure selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que un matériau (7,9) modérateur arrière est du plexiglas.

8. Structure selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que une épaisseur au moins de matériau scintillateur (2,8,10) est du verre dopé au lithium.

9. Structure selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisée en ce que une graisse optique est appliquée à au moins une interface verre/plexiglas.

10. Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que une épaisseur frontale (1) de matériau modérateur est placée en avant de la première épaisseur (2) de matériau scintillateur.

11. Structure selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que une couronne (11) de matériau hydrogéné entoure la structure de traitement neutronique.

12. Structure selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que l'une au moins des épaisseurs de verre (2,8,10) a une épaisseur de 3 mm.

13. Détecteur de neutrons incorporant une structure de traitement neutronique selon l'une des revendications 1 à 12.

14. Détecteur selon la revendication 13, caractérisé en ce que une couche (12) de plasmol est interposée entre la photocathode (5) du détecteur et le matériau conducteur de lumière (3).