NOUVELLES MOLECULES ORGANIQUES SCINTILLANTES A BASE DE LIQUIDES IONIQUES POUR LA DETECTION ET LA DISCRIMINATION DES RAYONNEMENTS NUCLEAIRES

Ce travail porte sur l’etude de nouvelles molecules fluorescentes a base de liquides ioniques, concues pour la detection et la discrimination neutron gamma. Ces molecules ont ete excitees par divers rayonnements, de maniere a mesurer la fluorescence emise a l’echelle de la nanoseconde. D’un point de vue fondamental, nous avons decrit les differents processus conduisant a l’emission de lumiere par un milieu lorsque celui-ci est traverse par un rayonnement. Pour cela, nous avons decompose les causes de l’emission de lumiere en deux familles distinctes impliquant d’une part, les phenomenes d’excitation moleculaire rapides, observables au travers de la composante rapide de la fluorescence et, d’autre part, les phenomenes resultant de l’ionisation, directe ou indirecte, produisant des paires de charges dont la recombinaison peut etre suivie en temps au travers de la composante differee. Nous avons ensuite montre, grâce a un modele adapte a la phase dense, que la recombinaison des paires pouvait suivre plusieurs lois en puissances inverses du temps, caracteristiques des processus gouvernant leur disparition. D’un point de vue experimental, une etude systematique des liquides ioniques scintillants, sur l’influence du cation, de l’anion et de la longueur de la chaine alkyle, a ete realisee afin de determiner le meilleur discriminateur. Nos resultats nous ont permis de presenter un modele simple de recombinaison des charges et impliquent que les recombinaisons observees sont, dans ces materiaux, des phenomenes intramoleculaires ou tres localises. D’autre part, l’influence du cation est predominante et la meilleure discrimination est observee pour le cation imidazolium.