Spectres de référence NAI Uranium et Thorium

Bonsoir à tous,

Toujours dans l'idée d'effectuer un étalonnage en énergie, je sollicite l'aide des experts du forum pour identifier les pics de mes spectres de Bétafite et de Monazite. N'ayant pas la possibilité d'utiliser de sources classiques (Eu152, Cs137, Co60...), cette identification me permettrait ensuite d'effectuer l'étalonnage de mon détecteur NAI.

Voici le dispositif de mesure que j'ai utilisé:

Les échantillons de Bétafite et de Monazite que j'utilise ont un volume de 1cm3 environ. Pour les manipuler avec le moins de risque possible, je les ai "scellés" chacun dans une boite plastique de 3cmx3cmx2cm. Pour obtenir les spectres ci-dessous, je place la boite de l'échantillon au fond du porte-échantillon lui-même collé contre le détecteur. La boite échantillon se trouve donc à 2.7cm du détecteur. Le porte-échantillon étant collé contre le détecteur, le bruit de fond est bien atténué.
Sur les spectres que je présente ci-dessous, la valeur indiquée sur les pics est le canal correspondant au centroïde.

Pour la bétafite (minéral contenant de l'Uranium), spectre obtenu en 2000s:
Échelle linéaire:


Avec une échelle log:


Pour la Monazite (minéral contenant du Thorium), spectre obtenu en 16000s:
Échelle linéaire:


Avec un échelle log:


La question à résoudre est: quelles sont les énergies correspondant aus différents pics de ces spectres?

Merci d'avance pour vos réponses!

Khepry,

Bonjour
Tu peux avoir accès à une bibliothèque de spectres gamma avec laraweb.
http://laraweb.free.fr/
Et tu devrais trouver avec uranium et thorium (et leurs descendants) les pics.
KLOUG

Bonsoir Kloug,

Merci pour ta réponse.

J'avais déjà consulté le laraweb ainsi que les catalogues du site: Idaho National Laboratory - Gamma-ray Spectrometry Center - Online Catalogs. Mais n'étant pas un grand spécialiste de la spectrométrie gamma, je m'y perds un peu.

Pour la monazite, ça va encore. Le spectre que j'obtiens correspond assez bien à celui du Th232:
le Pic A correspondrait au Pb212 à 239 keV
le Pic C correspondrait au Ti208 à 583 keV
Est-ce que ces valeurs sont correctes? De plus, je ne sais pas bien positionner le picB...

Pour la Bétafite, je n'ai pas su identifier le spectre que j'ai obtenu. Il ressemble beaucoup à celui de mes aiguilles de montre peintes au radium. Est-ce normal pour de l'Uranium?
Je n'ai trouvé aucun spectre du Ra226 obtenu avec un détecteur NAI. J'ai tenté une identification avec le spectre du Ra226 obtenu avec un détecteur au germanium:



Ce qui donnerait pour les pics de mon spectre:
PicA: 186keV
PicB: 241keV
PicC: 295keV
PicD: 351keV
PicE: 609keV
PicF: 768keV
PicH: 1120keV

Si je trace la courbe énergie en fonction du canal, et que j'essaie de l'approximer par une droite, certains points s'écartent de plus d'une dizaine de keV de cette approximation. Ce qui veut dire que certaines énergies ci-dessus sont fausses, mais lesquelles?

Si certains d'entre vous ont dans leurs archives des spectres de Thorium ou d'Uranium obtenus avec un détecteur NAI et correctement calés en énergie, je suis preneur!

Merci d'avance pour vos prochaines remarques,

Khepry

Bonsoir
Dans les catalogues du site: Idaho National Laboratory - Gamma-ray Spectrometry Center - Online Catalogs. 
Il y a ceux avec un NaI.
De mémoire
Malheureusement le fichier fait 23 Mo ! Difficile a envoyer par courriel.
Sinon je tente de les mettre en images:



KLOUG

Rebonsoir Kloug,

Merci pour ta réponse rapide!

Kloug a écrit:

Dans les catalogues du site: Idaho National Laboratory - Gamma-ray Spectrometry Center - Online Catalogs. 
Il y a ceux avec un NaI.

C'est bien avec ce catalogue que je travaille.

Pour le Thorium, je trouve un spectre très proche.

Pour l'Uranium, la partie haute de mon spectre pourrait coller (PicE à Pic H) à celle du catalogue, mais je ne vois pas à quoi correspond la partie basse (PicA à PicD). Est-ce que ces derniers pics correspondent bien à ceux que j'ai extrais du spectre du Ra226?

Et ce qui m'embête, c'est que si je fais un étalonnage en énergie avec le spectre du Thorium, cet étalonnage ne colle pas du tout avec celui de l'Uranium: il y a des décalages de plus de 50keV sur certains pics... Du coup, je ne m'en sors pas.

Quelle précision en énergie peut-on espérer avec un détecteur NAI?

Khepry

Bonjour
Pour un NaI la précision n'est pas celle d'un semi conducteur.
10 à 20 keV de mémoire n'était pas extraordinaire en différence.
Possible que les raies du radium interviennent.
Peut-être y a-t-il autre chose avec l'uranium (surprenant mais après tout).
KLOUG

Bonjour,

Dans le cas de minerais d'uranium non traité, la chaine est censée être à l'équilibre. On observe donc le radium 226 et ses descendants.

On devrait également voir le pic à 1001 keV du protactinium 234 métastable. Le pic G dans ton spectre éventuellement.
Le pic I serait le 1764 keV du bismuth 214.


Quant au décalage en énergie entre les 2 spectres, je le trouve vraiment très important.

As-tu regardé le temps mort dans les deux cas pour vérifier si ton échantillon de monazite ne créé pas un temps mort plus important que celui de la bétafite, ce qui pourrait peut-être expliquer le décalage des pics?

Et je rejoins Kloug sur le décalage de 10 à 20 keV. Vu la résoltion d'un NaI, surtout disposant de peu de canaux, c'est malheureusement classique.

On trouve des spectres pour différents matériaux / isotopes sur http://www.gammaspectacular.com dans la rubrique "sample gamma spectra". Une recherche dans Google Image peut aussi donner des résultats (en vérifiant quand même bien qu'on a affaire au bon spectre).

Sinon il existe une liste de discussion amateur en anglais sur la spectrométrie gamma https://groups.yahoo.com/neo/groups/GammaSpectrometry/info

Pour les décalages entre isotopes peut être simplement que le détecteur n'est pas linéaire au niveau des énergies ? Les amateurs conseillent souvent d'étalonner le Cesium 137 d'abord avec ses pics à 662 keV et à 32keV impossible à rater pour ensuite régler les pics du radium.

Bonjour à tous,

honnetehomme a écrit:

On trouve des spectres pour différents matériaux / isotopes sur http://www.gammaspectacular.com

Merci pour cette info, elle va bien me rendre service! Dommage qu'il n'y ait pas dans leur base de données les spectres de l'Uranium. En tous cas, il y a au moins celui du radium qui ressemble bien à ce que j'obtiens.
Je vais regarder en détail comment les pics de leurs spectres sont calés en énergie pour affiner mon étalonnage.

Nico a écrit:

Quant au décalage en énergie entre les 2 spectres, je le trouve vraiment très important.

C'est bien pour ça que je mets en doute les valeurs d'énergie que j'utilisé pour l'étalonnage de mes spectres. Mes spectres étant reproductibles avec une bonne précision, (dans les mêmes conditions de mesure, la position des pics ne dérive jamais de plus de 2 canaux, c'est à dire moins de 5keV en énergie), l'erreur doit forcément provenir de l'étalonnage.
Avec les exemples de spectres d'honnetehomme, je vais peut-être améliorer cet étalonnage. Je vous tiendrai au courant des résultats.

kloug a écrit:

Pour un NaI la précision n'est pas celle d'un semi conducteur.
10 à 20 keV de mémoire n'était pas extraordinaire en différence.

Au delà de 20keV, on peut encore identifier correctement les radionucléides?

Bonne soirée,

Khepry