Metrological study of the shape of beta spectra and experimental validation of theoretical models
Étude métrologique de la forme des spectres bêta et validation expérimentale des modèles théoriques
Résumé
Since the 1970s, the study of the ß shape has been limitedly investigated and there is a growing interest from several users such as ionising radiation metrology, nuclear medicine, nuclear energy, and from fundamental physics. The existing databases are incomplete and lack of accuracy to meet their requirements. In this thesis, a precise ß spectrometer in a quasi-4π geometry is developed based on two silicon detectors in sandwich with a radioactive source. Different source preparation techniques and their influence on the shape ß of the spectrum are studied. The device is characterised using the conversion electron of 109Cd and 207Bi decays, and the ß spectra from 14C, 36Cl, 99Tc and 204Tl decays are studied. An unfolding method is developed to correct the minimised distortions based on PENELOPE Monte Carlo simulations. The response function of the system is built from mono-energetic simulations and the measured spectra are unfolded by applying the matrix inversion method. Finally, the resulting spectra are compared with some high precision measurements performed with Metallic Magnetic Calorimeters, showing excellent agreement in the common energy range.
Depuis les années 1970, la forme des spectres ß a été peu étudiée bien qu’il y a un intérêt croissant en métrologie des rayonnements ionisants, médecine nucléaire, énergie nucléaire, et physique fondamentale,... Les bases de données existantes sont incomplètes et manquent de précision. Dans cette thèse, un spectromètre ß dans une géométrie quasi- 4 π est développé sur la base de deux détecteurs en Si en sandwich avec une source radioactive. Différentes techniques de préparation de la source et leur influence sur la forme des spectres ß sont étudiées. Le dispositif est caractérisé en utilisant les pics des électrons de conversion de 109Cd et 207Bi, et les spectres ß de 14C, 36Cl, 99Tc et 204Tl sont étudiés. Une méthode déconvolution est mise au point pour corriger les minimes distorsions sur la base de simulations Monte Carlo PENELOPE. La fonction de réponse du système est construite à partir de simulations mono-énergétiques et les spectres mesurés sont déconvolués en appliquant la méthode d'inversion de la matrice. Les spectres résultants sont comparés à des mesures de haute précision à l’aide des calorimètres magnétiques métalliques, présentant un excellent accord.
Origine : Version validée par le jury (STAR)