Etude de stabilité des détecteurs utilisés en spectrométrie gamma, Cas du HPGe et du NaI(Tl)

Abstract

Cet article traite un sujet de spectrométrie gamma. C’est une technique d’analyse nucléaire très précise. Elle permet d’analyser un radionucléide et de faire une identification qualitative et quantitative. Ce travail est axé sur l’étude de la stabilité d’une chaine de spectrométrie vis-à-vis du nombre de coups contenu dans un photopic. Pour ce faire, la position du centroïde est déterminée par la méthode d’approximation parabolique d’une forme gaussienne. Deux détecteurs de types différents ont été utilisés : un HPGe et un NaI(Tl). Les mesures ont nécessitées l’emploie de trois sources ponctuelles : le Am-241, le Cs-137 et le Co-60. Les analyses ont été effectuées à des distances et des temps d’acquisition différents. Les résultats d’analyses montrent que le HPGe est plus insensible à des grandes variations de nombre de coups par rapport au NaI(Tl). Pour ce dernier, l’augmentation de l’aire nette s’accompagne d’une diminution de la valeur du centroïde, ce qui, sur le spectre, se traduit par un déplacement vers la gauche. Le HPGe présente des valeurs plus stables. Par contre, l’efficacité du NaI(Tl) est meilleure que celle du HPGe. Le NaI(Tl) est plus adéquat pour des analyses des échantillons de faible activité.

Mots-clés: radioactivité, spectrométrie gamma, approximation parabolique, centroïde.

Study of the stabilityof gamma spectrometry systems using HPGe and NaI(Tl) detectors

This paper is treating gamma spectrometry which is a very precise nuclear technique for environmental analyses. It offers a possibility to identify the radio nuclides in samples in term of quality and quantity. For that, this work allows us to study the stability of gamma spectrometry system according to the number of count inside a photopeak. In doing, the determination of the peak position is done by considering the method of parabolized Gaussian fit, which is reliable and often used for such purposes. Two detectors were used: HPGe and NaI(Tl). Three point-sources were used for the experiments: Am-241, Cs-137 and Co-60. The measurements have been done with different distances source-detector and different acquisition times. The results were plotted to graphs. The graphs show that the HPGe detector is more stable than the NaI(Tl). For this last, when the net counts increase, the peak position displace to the left. The HPGe present a very negligible variation. Instead of that, the efficiency of the NaI(Tl) is better than the efficiency of the HPGe. The NaI(Tl) detector give then better results for samples analyses with low activities.

Keywords: radioactivity, gamma spectrometry, parabolized gaussian fit, centroïd.