Étude de la réponse temporelle de la signature d'une particule ionisante sur un moniteur de radiation en environnement spatial : méthode d'identification des particules mises en jeu - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2023

Study of temporal response signature of an ionizing particle on a radiation monitor in the space environment as a method of identification of particle nature

Étude de la réponse temporelle de la signature d'une particule ionisante sur un moniteur de radiation en environnement spatial : méthode d'identification des particules mises en jeu

Résumé

Cette étude porte sur la mesure de l'environnement radiatif spatial de la Terre. Les moniteurs de radiations développés actuellement repose sur une technique d'acquisition permettant de récolté l'énergie totale déposée par la particule incidente. La mesure des flux dans les ceintures de radiations par cette méthode se révèle être imparfaite dans certaines gammes d'énergies de protons et d'électrons. En effet, une telle chaîne d'acquisition ne permet pas de distinguer sans ambiguïté la nature de la particule mise en jeu avec la seule connaissance de son énergie déposée.Cette étude se focalise sur une méthode d'acquisition utilisant des amplificateurs de courant à large bande passante, ce qui permet d'étudier l'évolution temporelle de la formation du signal dans le détecteur. Cette technique permet de récupérer davantage d'informations sur la particule incidente.Dans un premier temps l'étude porte sur la modélisation du comportement électrique des détecteurs à semi-conducteur, où l'on détaille une implémentation 1D et 2D du courant dit "transitoire" générée par une particule incidente.Dans un second temps, la mise au point d'un banc d'essai permettant de mesurer les courants transitoires dans ces détecteurs est étudiée et nous permet de valider nos modèles précédemment développés.Enfin, armé des modèles validés contre des mesures expérimentales (ainsi que celles de la littérature), une étude de la performance de la capacité de cette méthode à discriminer la nature de la particule est faite. Pour cela une base de données de courants transitoires a été élaborée en prenant en compte l'ensemble des énergies mises en jeu dans les ceintures de radiations. Des algorithmes basiques d'intelligence artificielle permettent enfin de quantifier les performances d'une telle classification.
Cette étude porte sur la mesure de l'environnement radiatif spatial de la Terre. Les moniteurs de radiations développés actuellement repose sur une technique d'acquisition permettant de récolté l'énergie totale déposée par la particule incidente. La mesure des flux dans les ceintures de radiations par cette méthode se révèle être imparfaite dans certaines gammes d'énergies de protons et d'électrons. En effet, une telle chaîne d'acquisition ne permet pas de distinguer sans ambiguïté la nature de la particule mise en jeu avec la seule connaissance de son énergie déposée.Cette étude se focalise sur une méthode d'acquisition utilisant des amplificateurs de courant à large bande passante, ce qui permet d'étudier l'évolution temporelle de la formation du signal dans le détecteur. Cette technique permet de récupérer davantage d'informations sur la particule incidente.Dans un premier temps l'étude porte sur la modélisation du comportement électrique des détecteurs à semi-conducteur, où l'on détaille une implémentation 1D et 2D du courant dit "transitoire" générée par une particule incidente.Dans un second temps, la mise au point d'un banc d'essai permettant de mesurer les courants transitoires dans ces détecteurs est étudiée et nous permet de valider nos modèles précédemment développés.Enfin, armé des modèles validés contre des mesures expérimentales (ainsi que celles de la littérature), une étude de la performance de la capacité de cette méthode à discriminer la nature de la particule est faite. Pour cela une base de données de courants transitoires a été élaborée en prenant en compte l'ensemble des énergies mises en jeu dans les ceintures de radiations. Des algorithmes basiques d'intelligence artificielle permettent enfin de quantifier les performances d'une telle classification.
Fichier principal
Vignette du fichier
2023_Pinson_Maxime.pdf (18.69 Mo) Télécharger le fichier
Origine Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

tel-04661423 , version 1 (24-07-2024)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04661423 , version 1

Citer

Maxime Pinson. Étude de la réponse temporelle de la signature d'une particule ionisante sur un moniteur de radiation en environnement spatial : méthode d'identification des particules mises en jeu. Physique [physics]. ISAE - Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace, 2023. Français. ⟨NNT : 2023ESAE0059⟩. ⟨tel-04661423⟩

Collections

ONERA DPHY_ONERA
18 Consultations
1 Téléchargements

Partager

Gmail Mastodon Facebook X LinkedIn More