Résumé de la thèse
La détermination des intensités d’émission photoniques est réalisée aujourd’hui à l’aide de détecteurs conventionnels qui présentent plusieurs limitations, liées à leur principe de fonctionnement : résolution en énergie, niveau de fond Compton et difficulté à caractériser le rendement de détection. L’objectif de cette thèse était donc de développer un bolomètre magnétique, basé sur un principe physique permettant de contourner ces difficultés et donc à terme d’améliorer le niveau d’incertitude des mesures ainsi réalisées. Dans une première étape, les phénomènes de transfert d’énergie participant à la formation du signal ont été étudiées ; puis les paramètres du détecteur ont été simulés et la faisabilité de ces mesures a été validé par un premier prototype. Ce détecteur a ensuite été optimisé pour la mesure des intensités d’émission photoniques X et γ pour des énergies inférieures à 200 keV, avec une largeur à mi-hauteur inférieure à 100 eV et un rendement de détection intrinsèque d’environ 65 % à 100 keV. Le détecteur a pu être caractérisé sur plus de deux ordres de grandeur en énergie, à l’aide d’une source de 133Ba. Les mesures réalisées, avec une incertitude évaluée à 3%, présentent un bon accord avec le résultat obtenu par simulation Monte Carlo. Il apparaît que le niveau du fond Compton du spectre en énergie est plus faible que celui obtenu avec un détecteur en germanium planaire, et ce bien que l’environnement de détection n’ait pas été spécifiquement optimisé sur ce point. Le bolomètre magnétique ainsi développé présente des performances comparables à celles d’un détecteur germanium planaire (résolution en énergie, rendement de détection intrinsèque et linéarité en énergie). Néanmoins, plusieurs axes d’améliorations potentielles sont à encore explorer dont une meilleure définition de l’angle solide de détection ainsi qu’une augmentation du taux de comptage du détecteur. Les performances en terme de résolution en énergie peuvent être améliorées de manière significative et le développement des bolomètres magnétiques est donc une technologie prometteuse pour des applications en métrologie des rayonnements ionisants.