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Sources Compton de rayonnement gamma : Caractérisation et application a la détection de résonances nucléaires

Felicie Albert, Lawrence Livermore National Laboratory (USA)
Jeudi 5 Novembre 2009 à 15h00 - salle des Séminaires

La détection de matériaux par résonance nucléaire produit une signature unique pour chaque isotope, ce qui lui confère de nombreuses applications, notamment dans le domaine de la sécurité aux frontières. Chaque isotope possède ses propres lignes de résonance nucléaire, mais celles-ci sont très étroites (DE/E=0.001) et situées dans le domaine spectral des rayons gamma (MeV). Pour pouvoir les détecter avec fiabilité et efficacité, il faut donc une source de rayonnement gamma qui soit a la fois étroite spectralement et a haut flux. Dans ce contexte, la production de rayonnement X et gamma par diffusion Compton de photons laser par un faisceau d’électrons relativistes permet la réalisation d’une telle source. Ce séminaire présentera la conception, la réalisation, et la caractérisation expérimentale et théorique d’une telle source, T-REX (Thomson-Radiated Extreme X-rays). T-REX est une source de rayonnement gamma produite par l’interaction d’un faisceau laser intense (150 mJ, 10 ps) avec un paquet d’électrons relativistes (120 MeV, 10 ps, 0.5 nC) accélérés par un accélérateur linéaire. Cette source est accordable (0.2 MeV-0.9 MeV) et brillante (1.5x105 photons/mm2/mrad2/s/0.1%BW). Ces propriétés nous ont permis de faire une première expérience d’application lors de laquelle nous avons détecté, par deux méthodes différentes, la ligne de résonance nucléaire du lithium 7 (0.478 MeV) dans un échantillon d’hydrure de lithium (LiH). Les perspectives de ces travaux ainsi que les développements futurs de ce type de source seront également présentés.

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