Développement de la méthode compton-tdcr pour la métrologie des scintillateurs

Description du sujet de thèse

Domaine

Défis technologiques

Sujets de thèse

Développement de la méthode Compton-TDCR pour la métrologie des scintillateurs

Contrat

Thèse

Description de l'offre

Les objectifs de cette thèse se situent en amont du côté applicatif, dans le domaine de la métrologie des radionucléides. Ils visent à obtenir des informations essentielles pour la compréhension des mécanismes de scintillation. Ce sujet constitue une nouvelle discipline pour le laboratoire national de métrologie, inexistante dans les autres laboratoires, et porte spécifiquement sur la métrologie des scintillateurs. Les travaux seront axés sur l'instrumentation et l'analyse des résultats, permettant une meilleure compréhension des phénomènes physiques sous-jacents. Il en résulte la co-direction de thèse entre Benoit Sabot (expert en métrologie de la radioactivité) et Christophe Dujardin (expert en scintillation).
L'un des objectifs expérimentaux majeurs de la thèse sera la mise en place de la nouvelle installation Compton-TDCR [7], permettant la mesure absolue du rendement de scintillation en fonction de l'énergie des électrons. Ce dispositif sera conçu par impression 3D et intègrera des détecteurs germanium haute pureté (GeHP) afin d'augmenter la précision des mesures. Après la caractérisation en énergie et en rendement de ces détecteurs, ils seront intégrés dans le montage final. L'étudiant sera en charge du traitement des signaux à l'aide d'un module numérique générant des fichiers List-Mode. Ces données seront ensuite analysées par un logiciel existant développé en Rust, doté d'une interface Python, actuellement limité à quatre voies. Le nouveau dispositif intégrant jusqu'à trois détecteurs GeHP en plus des trois voies de photomultiplicateurs, il sera nécessaire d'adapter le logiciel pour assurer un traitement optimisé des informations obtenues. Après un réglage précis de l'électronique et une série de tests expérimentaux, les modifications logicielles devront être mises en œuvre afin de garantir l'exploitation complète des données fournies par la plateforme.
Une fois cette première étape achevée et la plateforme fonctionnelle, l'étudiant travaillera sur la compréhension des phénomènes de scintillation. Dans un premier temps, les études porteront sur des matériaux standards tels que les scintillateurs organiques (liquides ou plastiques) et inorganiques. Par la suite, l'investigation s'étendra à des matériaux encore peu explorés, comme les scintillateurs poreux. Cette phase nécessitera une collaboration étroite avec l'Université de Lyon, en particulier avec l'Institut Lumière Matière, où seront réalisées des mesures complémentaires permettant d'affiner l'analyse des phénomènes de scintillation, de compléter les résultats obtenus au laboratoire d'effecteur des simulations permettant de coupler les différents types d'expériences.
L'objectif final de cette installation est d'établir une méthodologie de métrologie des scintillateurs, permettant d'accéder à la courbe de réponse de ces matériaux en fonction des énergies des électrons interagissant dans le milieu, ainsi qu'à leurs propriétés temporelles. Ce travail ouvrira la voie à de nouvelles méthodes de mesure des rayonnements ionisants et apportera une contribution significative à la communauté scientifique dans ce domaine.

Université / école doctorale

Physique et Astrophysique de Lyon (PHAST)
Université de Lyon

Localisation du sujet de thèse

Site

Saclay

Critères candidat

Formation recommandée

M2, Physique (ou équivalent)

Demandeur

Disponibilité du poste

01/09/2025

Personne à contacter par le candidat

SABOT Benoit benoit.sabot@cea.fr
CEA
DRT/DIN
CEA Saclay, Bat 602, Pe 107A, PC111
91191 Gif-sur-Yvette Cedex
0169084652

Tuteur / Responsable de thèse

DUJARDIN Christophe chritophe.dujardin@univ-lyon1.fr
Université Lyon 1
Institut Lumière Matière
Bâtiment Alfred Kastler - 4ème Etage Domaine Scientifique de La Doua
10 Rue Ada Byron
69622 Villeurbanne Cedex
0472448336

En savoir plus

http://www.lnhb.fr #J-18808-Ljbffr