Spectrométrie gamma

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Spectre Gamma d'un minerai d'Uranium : permet d'identifier la présence des radionucléides 226Ra, 214Pb, 214Bi de la chaîne de désintégration de l'Uranium.

La spectrométrie gamma est une technique de mesure nucléaire très utilisée pour identifier des éléments radioactifs par la mesure de l'énergie des rayonnements gamma émis, à l'opposé de la technique utilisant un compteur Geiger qui lui ne détecte que la présence de rayonnement gamma sans pouvoir fournir une information sur la nature de la source détectée.

Les mesures par spectrométrie gamma permettent de construire des spectres : histogrammes donnant la population de photons détectés en fonction de leur énergie.

Principes[modifier | modifier le code]

Les noyaux atomiques ont une structure en niveaux d'énergie analogue à celle des niveaux d'énergie des atomes, de sorte qu'ils peuvent émettre (ou absorber) des photons d'énergie particulière. Comme les atomes, les niveaux d'énergie particuliers des noyaux sont caractéristiques de chaque espèce d'atome, de sorte que l'énergie des photons gamma émis, qui correspondent aux différences d'énergie des noyaux, peuvent être utilisés pour identifier les éléments particuliers et des isotopes. La distinction entre les rayons gamma d'énergie légèrement différente est très importante dans l'analyse de spectres qui peuvent être complexes, et la qualité d'un spectromètre est notamment caractérisée par sa résolution en énergie (exactitude avec laquelle l'énergie de chaque photon est mesurée).

La détection de particules comme les photons gamma est obtenue à l'aide de matériaux sensibles au dépôt d'énergie des interactions de gamma. Trois effets physiques sont à l'origine de dépôt d'énergie dans la matière par les photons gamma :

Instrumentation[modifier | modifier le code]

Les instruments, détecteurs et systèmes associés, permettant de produire des données spectrométriques font partie de la famille de l'instrumentation nucléaire.

Les trois grandes familles de spectromètres gamma sont :