Activimètre et gamme d'énergie

Bonjour à tous,

Je tiens tout d'abord à remercier l'équipe RPCirkus pour son altruisme, sa réactivité et pour leur joli portail qui regorge d'informations technique de valeur.

J'ai effectué pas mal de recherche avant de venir vous poser cette question et je pense que ce qui me manque sont des informations techniques sur les appareils de mesures déjà existant.

Alors voilà,

Dans le cadre de contrôle qualité quotidien, l'activité de deux radioisotopes émetteur gamma présent dans un échantillon liquide doivent être mesurée.

Le gros problème est que l'énergie d'émission de ces deux radioisotopes est très proche (3 keV de différences entre les deux gamma =/ ).

L'appareil actuellement utilisé est une chambre d'ionisation incapable de différencier l'énergie de ces deux gammas lorsqu’ils sont présents dans un même flacon.

Ma question est donc,

Existerait-il un appareil de mesure (chambre d'ionisation, scintillateur, photomultiplicateur, semi-conducteur...) capable de mesurer l'activité de ces deux radioisotopes en considérant les contraintes suivantes:

• Echantillon liquide dans un flacon contenant un mélange des deux différents radioisotopes.

• Emission gamma d'énergie très proche. (3 keV d'écart entre les deux énergies)

• Effectuer la mesure avec un appareil à peu près transportable et surtout pas trop cher le tout dans un environnement médical.

En espérant que vous pourrez m'aider à trouver une solution je vous souhaite une bonne journée,

LPX.

Bonjour,

Vu l'écart en énergie des deux raies gamma, je ne vois guère qu'une diode à semi-conducteur.
Il en existe des portables et utilisables directement sur le terrain, mais ce n'est pas vraiment donné. Il faut en outre apprendre à s'en servir correctement, surtout pour la modélisation du flacon, de son contenu et de la géométrie de mesure.

Maintenant je ne connais pas non plus tout ce qui se fait en terme d'appareils de mesure. D'autres clown pourront peut-être proposer d'autres solutions.

Bonsoir
Voila un sujet intéressant mais il va falloir en dire un peu plus...
C'est mon côté ancien inspecteur (chai les moyens de fou vaire barler !)...
Plus sérieusement quels sont les radionucléides en cause ?
Ont-ils d'autres raies gamma (d'intensité plus faible par exemple).
Parce que sinon à part une spectrométrie avec un germanium par exemple difficile de faire la distinction sur une résolution de 3 keV. Je pourrai aussi poser la question à un de mes amis au LNHB ou à l'INSTN qui sont des spécialistes de la spectro.

Et merci pour le merci...
Le but de départ est bien celui que vous avez identifié.
KLOUG

KLOUG a écrit:

C'est mon côté ancien inspecteur (chai les moyens de fou vaire barler !)...

Arrachez lui la langue !!!!

Bonjour,

J'aimerai bien vous en dire plus mais je risque d'outrepasser les règles du forum en dévoilant des informations confidentielles. En effet, je cherche à résoudre ce problème dans le cadre d'un dépôt de brevet... Il y aurait-il un moyen de discuter en privée si vous voulez plus de détails?

Ce que je peux vous dire c'est que le contrôle qualité originale se faisait avec une chambre d'ionisation et utilisait tout un tas de facteur de correction pour remonter à la détermination de l'activité. Cette procédure est très ancienne et peu rigoureuse de mon point de vue.

Pour en revenir au problème, les autres gammas émis ont une trop faible énergie et intensité pour être exploitable c'est pourquoi je suis obligé de travailler avec ces deux gammas d'énergie très proche.

En tous cas merci pour les pistes, ça me rassure je pensais également partir sur de la spectrométrie avec scintillateur ou semi-conducteur. A ce sujet, l'utilisation de scintillateur ou de semi-conducteur est-il beaucoup plus lourd que les chambres d'ionisations?

LPX.

L'utilisation du matériel n'est pas forcèment plus lourde, excepté que le semi-conducteur doit être refroidi (azote ou électricité).
C'est plus l'exploitation des données et l'utilisation des logiciels qui vont avec qui nécessitent de bonnes connaissances via une formation adéquate.
Après reste le coût de l'appareil (plusisurs dizaines de milliers d'euros pour des diodes germanium si je ne me trompe pas).

Bonjour
OK je comprends mieux cette réserve que nous respectons.
Il n'y a effectivement qu'une spectro semi-conducteur qui pourrait faire le distingo.
Quand tu parles de "faibles énergie" on peut également envisager de faire de la spectro X (énergie inférieure à 100 keV).
Je rejoins Nico sur les éléments qu'il t'a donnés.
KLOUG

Hélas, la spectro X n'est pas envisageable car les deux isotopes proviennent du même élément chimique c'est pourquoi la seule solution que j'ai trouvée pour les détecter est par le biais des gammas.

Si le seul moyen pour détecter ces gammas est par le biais d'un semi-conducteur type Germanium j'ai bien peur que le prix soit bien trop élevé. Les scintillateurs ont-il vraiment une trop faible résolution en énergie pour être utiliser dans mon cas?

En reprenant mes recherches sur la chambre d'ionisation, j'ai découvert qu'en fonction du mélange gazeux utilisé on pouvait avoir des pics de réponse relativement étroit en fonction de l'énergie du gamma incident. Pensez-vous qu'on pourrait ainsi avoir un gradient sur l'amplitude de la réponse suffisant pour distinguer l'énergie de mes deux gammas?

LPX.

Bonjour,

la technologie des scintillateur solides s'approche énormement de la résolution des scintillateur liquide, notamment le brillance 380 (LaBr3) fabriqué par st gobain cristal

le lien du site:

http://www.detectors.saint-gobain.com/MaterialsGasTubes.aspx

reste à adapter l'électronique de measure en aval.

Pour la chambre de ionisation, tu ne pourras pas en même temps définir l'activité et descriminer l'isotope emetteur, ou alors il te faut 2 tubes alimentés avec des tensions différentes. et pour mesurer une activité précise, le temps mort est trés important avec le geiger muller (environ 40ms contre 40us pour un scintillateur NAI)

+

pour finir le brilliance à une résolution < à 1kev, ca peut te convenir je crois...

Bonjour,

Merci beaucoup pour ces nouvelles informations!

Ce scintillateur à l'air très interessant et tout à fait adapté à mon utilisation. Auriez-vous par hazard une idée du prix du brillance 380?

Je n'ai pas bien compris votre remarque sur l'utilisation des chambres d'ionisations. Pourquoi utiliser deux tubes à différentes tensions pour déterminer l'activité et l'isotopes?

LPX.

Bonjour,

Aucune idée pour le prix (mais quand on aime on ne compte pas )

Pour l'utilisation des chambres j'écrirai en mp.

Slt

Bonjour,
As tu pensé a la spectro CdZnTe?
Jette un œil sur le site : http://www.rpcirkus.org/documentation/generale/fiches-materiels/95-divers-appareils-de-mesures

Le pb a peut être été résolu depuis mais je ne vois pas de LaBr3 ou CZT pouvant convenir,leur résolution étant trop mauvaise (respectivement, si on prend comme référence l'énergie du Cs-137) 2,8% et 4%. Le LaBr3 est par ailleurs très cher (7 à 15 k€ suivant les tailles).
Le mieux n'est il pas de louer les services de quelqu'un pouvant faire une acquisition avec HP-Ge et une modélisation ?

Bonjour à tous,

La solution de la spectrométrie (LaBr3 ou CZT ) ne possède pas une résolution suffisante pour discriminer mes deux raies et surtout, ces solutions sont beaucoup trop cher

J'ai en revanche une autre possibilité pour discriminer mes deux isotopes. En effet, l'un des deux isotopes est émetteurs bétâ+. Il est donc envisageable d'utiliser un scintillateur plastique (qui a une bonne affinité pour les particules chargées si je ne me trompe pas) couplé à un photomultiplicateur afin d'effectuer la détection de ces bétâ et de rejeter les autres gamma. Le signal créé par ce scintillateur permettra de remonter à l'activité de notre premier isotope à l'aide d'un facteur que l'on pourra déterminer (Par calibration avec des activités connues ?). Ensuite on utilise une chambre d'ionisation qui mesure l'activité des deux isotopes en même temps et par soustraction de l'activité mesurée par le scintillateur on détermine l'activité du deuxième isotope.

Pensez-vous que mon raisonnement est correct? Avez-vous une idée du prix d'un tel scintillateur, du PM et de son électronique associée?

LPX.

Le problème des scintillateurs plastiques c'est qu'il sont aussi sensibles aux gamma, plus ou moins.
Donc je ne suis pas sûr que cette technique marchera facilement.

Ce genre d'idée a déjà été utilisée plusieurs fois pour certaines mesures de bêta plus :
- un détecteur sensible aux bêtas et aux gammas,
- un second détecteurs sensibles aux gammas seulement.
La soustraction des deux donne effectivement la valeur bêta, la quantification annoncée dans les articles n'étaient pas si mauvaises.

Bonjour,
Même si le principe peut éventuellement s'appliquer (c'est utilisé dans certains portiques), ca me semble un peu acrobatique et entaché de pas mal d'incertitudes. Il faudrait un scintillateur plastique fin pour limiter la sensibilité aux gammas (et au 511keV) . La mise au point peut être ne pas être si facile, surtout si c'est une quantification précise qu'il faut faire en final.
Bon courage
PS quel est la gamme d'énergie envisagée ?