L'étalonnage des détecteurs est classiquement réalisé avec des sources radioactives étalonnées en activité.

Détermination expérimentale : Avec une source de référence (ponctuelle) constituée du dépôt d'un radionucléide, situé à une distance d du cristal de détection, on enregistre un spectre pendant une durée d'acquisition t.

Pour chaque énergie E émise par la source, on observe dans le spectre un pic dont la surface N(E) est proportionnelle au nombre de photons émis par la source et au rendement du détecteur pour l'énergie considérée.

Le rendement d'absorption totale, RP(E) est déterminé selon :

RP(E) = N(E) / ( A · I(E) · t )

N(E) : nombre de coups enregistrés dans le pic d’absorption totale
A : activité de la source au moment de la mesure (Bq)
I(E) : intensité d’émission de la raie d’énergie E
t : durée de la mesure (temps actif)
RP(E) : rendement pour l’énergie E et les conditions géométriques source-détecteur de la mesure

Selon les cas, le nombre de coups dans le pic d’absorption totale doit être corrigé de différents facteurs :
- décroissance pendant la durée de l’acquisition (périodes courtes),
- empilements (taux de comptage élevés)
- coïncidences (schémas de désintégration complexes)
- ...

Le rendement doit être déterminé avec une géométrie d'étalonnage similaire à la géométrie de mesure. Dans le cas où l'on ne dispose pas d'étalons correspondant à la géométrie de mesure, il faut effectuer un transfert de rendement.

En utilisant différents radionucléides, on obtient, pour une géométrie donnée, des points d'étalonnage donnant le rendement d'absorption totale de l'installation en fonction de l'énergie de chaque raie gamma (ou X) considérée. Une courbe générale est obtenue par l'ajustement d'une expression polynomiale (par exemple) aux valeurs expérimentales obtenues au moyen des étalons.


Définitions

1. Rendement d’absorption totale

Le rendement d’absorption totale, RP(E), est le rapport du nombre d'événements enregistrés dans le pic d’absorption totale au nombre de photons émis par la source. RP(E) dépend de la géométrie de détection et de l'énergie.

2. Rendement total

Le rendement total, RT(E), est défini pour un radionucléide émetteur monoénergétique (E) : c’est le rapport du nombre d’événements enregistrés dans l’ensemble du spectre au nombre de photons émis par la source.

Le rendement dépend de la géométrie de détection et de l'énergie du rayonnement.

RP(E) est utilisé pour l’analyse quantitative, RT(E) est nécessaire pour le calcul des corrections de coïncidences.

RP(E) = N(E) / F(E)
F(E) = nombre de photons d'énergie E émis par la source
RP(E) = NT(E) / F(E)
F(E) = nombre de photons d'énergie E émis par la source

3. Rendement géométrique et rendement intrinsèque

Le rendement d'absorption totale est composé d'un facteur géométrique (géométrie source-détecteur) et d'une composante intrinsèque dépendant de l'énergie du rayonnement incident : RP(E) = RG · RI(E)

Le rendement géométrique, indépendant de l'énergie, RG est le rapport du nombre de photons émis dans la direction du détecteur, au nombre de photons émis dans 4π :

Ω est l'angle solide sous-tendu par la source et la surface de la zone active du détecteur ; pour une source ponctuelle située à une distance d du détecteur de rayon r :

Le rendement intrinsèque RI(E) dépend de l'énergie : c'est le rapport du nombre d'événements détectés sous le pic d'absorption totale d'énergie E, au nombre de photons arrivant sur la surface du détecteur.


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