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1 f tivv*i& CEA-N-2566 Note CEA-N-2566 Centre d'etudes Nucléaires de Saclay Institut de Recherche Technologique et de Développement Industriel Division d'electronique, de Technologie et d'instrumentation Département d'electronique et d'instrumentation Nucléaire Service d'instrumentation pour la Recherche ORGANISATION D'UN ANALYSEUR MULTICANAL POUR LA SPECTROMETRIE GAMMA par Geneviève ROBINET Juin 1988-

2 Note CEA-N-2566 Cote-matière de cette note :E41 MOTS CLEFS (extraitsdu thesaurus INIS) en français SPECTROMETRES GAMMA SYSTEMES DE SAISIE DES DONNEES TRAITEMENT DE L'INFORMATION SYSTEMES EN LIAISON DIRECTE SPECIFICATIONS ANALYSEURS MULTICANAUX en anglais GAMMA SPECTROMETERS DATA ACQUISITION SYSTEMS DATA PROCESSING ON-LINE SYSTEMS SPECIFICATIONS MULTI-CHANNEL ANALYZERS

3 NOTE CEA-N-2S66 - Geneviève ROBINET ORGANISATION D'UN ANALYSEUR MULTICANAL POUR LA SPECTROMETRIE GAMMA. Sommaire : Ce mémoire présente l'organisation logicielle d'un analyseur multicanal milieu de gamme, assurant la mesure qualitative et quantitative des rayonnements gamma émis par des sources radioactives. Dans une première partie, nous expliquons le phénomène de la radioactivité, le mécanisme de la détection des rayonnements gamma, et les traitements utilisés pour dépouiller un spectre. Au cours de la deuxième partie, nous décrivons tout d'abord l'ensemble du logiciel en insistant sur l'interactivité, l'acquisition simultanée sur 4 voies indépendantes, l'intégration d'algorithmes de traitements complexes ; puis nous abordons les problèmes rencontrés au cours de l'étude ainsi que les solutions adoptées pour les résoudre. Nous présentons enfin quelques idées de base pour développer un système expert permettant d'améliorer l'interprétation des résultats Cet analyseur a été industrialisé sous le nom de "POLYGAM NU416". Commissariat à l'energie Atomique - France. 120 p. NOTE CEA-N-25S6 - Geneviève ROBINET ORGANIZATION OF A MULTICHANNEL ANALYZER FOR GAMMA RAY SPECTROMETRY. Summary : This report describes the software organization of a medium scale multichannel analyzer for qualitative and quantitative measurements of the gamma rays emitted by radioactive samples The first part reminds basis of radioactivity, principle of gamma ray detection, and data processing used for interpretation of a nuclear spectrum. The second part describes first the general organization of the software and then gives some details on interactivity, multidetector capabilities, and integration of complex algorithms for peak search and nuclide identification ; problems encountered during the design phase are mentionned and solutions are given. Basic ideas are presented for further developments, such as expert system which should improve interpretation of the results. This present software has been integrated in a manufactured multichannel analyzer named "POLYGAM NU416". Commissariat a l'energie Atomique - France.

4 THESE PRESENTEE A L'UNIVERSITE PIERRE ET MARIE CURIE PARIS 6 POUR L'OBTENTION DU DIPLOME D'ETUDES DOCTORALES (mention Sciences) par Geneviève ROBINET ORGANISATION D'UN ANALYSEUR MULTICANAL POLM LA SPECTROMETRY GAMMA Soutenu* l«16 décembre 1887, devant la commiuion composée de : MM. G. NOGUEZ Président R. DUPUY B. GROSSETETE E x i m j n i t e u r f J.F. MOUGEL P. GALLICE

5 - NoteCTA-N-? décentre d'etudes Nucléaires de Saclay Institut de Rechercha technologique et de Développa 'ent industriel Division d'elev.uonique, de Technologie et dimtr indentation Département d'electronique et dlnstrumentat. it Nucléaire Service d'instrumentation pour la Recherche ORGANISATION D'UN ANALYSEUR MUi.TlCAN\L POUR LA <?ECTROMETRIE GAJ MA par Genf vkgbimûl

6 REMERCIEMENTS Je tiens à remercier Monsieur le Professeur Gérard Noguez, responsable du D.E.A. "Micro-Electronique et Micro-Inf orraatique" (MEMI) à l'institut de Programmation de l'université Pierre et Marie Curie (Paris VI), qui a accepté de suivre mon travail et qui m'a fait l'honneur de présider le jury de cette thèse. Je tiens à remercier Monsieur Roger Dupuy, Professeur d'informatique Appliquée à l'institut de Programmation de l'université Pierre et Marie Curie (Paris VI), et Monsieur Grossetête, Professeur de Physique Nuclé*i».e au LPNHE à Paris VII, de me faire l'honneur de participer a ce jury. Je remercie Monsieur Philippe Garderet, Chef du Département d'electronique et d'instrumentation Nucléaire (DEIN) au Commissariat à l'energie Atomique de Saclay, pour m'avoir autorisée à préparer cette thèse. Je remercie vivement Monsieur Yves Amram, Adjoint au Chef du Département d'electronique et d'instrumentation Nucléaire (DEIN) du CEA de Saclay, et Monsieur Bertrand de Cosnac, chef du Service d'instrumentation pour la Recherche (SIR) au CEA de Saclay, qui m'ont autorisée à entreprendre ce travail. Je remercie tout particulièrement Monsieur Jean-François Mougel, adjoint au chef de Service d'instrumentation pour la Recherche (SIR) du CEA de Saclay, qui m'a aidée de ses conseils ut qui a bien voulu accepter de faire partie de ce jury. J'exprime ma profonde reconnaissance à Monsieur Pierre Gallice, chef du Groupe Electronique Instrumentale, qui a assumé la responsabilité de ce projet et qui m'a fixé le cadre de cette étude, pour l'aide qu'il m'a apportée au cours de la rédaction de ce mémoire et pour avoir bien voulu participer à ce jury. Je remercie Monsieur Jean-Pierre Guérin, Ingénieur dans le Groupe Electronique Instrumentale, pour sa participation à la réalisation du projet et pour l'aide qu'il m'a apportée. L'étude présentée ici a été faite au Centre d'etudes Nucléaires de Saclay, elle décrit un travail effectué dans le cadre d'un contrat de collaboration (SAV 9714) entre le CEA/DEIN et la Société NUMELEC, travail qui a abouti à la réalisation d'un appareil de spectrométrie assurant la mesure quantitative et qualitative des rayonnements gamma et alpha.

7 3 SOMMAIRE Introduction 4 I- Spectrométrie Gamma ' Généralités Mesure Matériel de spectrométrie Problèmes liés à l'instrumentation Suite de la chaîne de spectrométrie 15 II- Traitements Etalonnages Energie Efficacité Localisation Historique Localisation statistique Localisation par reconnaissance de formes Identification et dosage des nucléides 27 III- Objet de l'analyseur ; Présentation générale de l'appareil Structure matérielle Configuration logicielle RMX L'application sous RMX L'application spectrométrie détaillée (Menus) - 40 a) Acquisition 41 b) Visualisation 44 c) Intégration 48 d) Manipulation de spectres 48 e) Localisations 48 f) Calibrations 49 g) Bibliothèques 52 h) Traitement de spectres 53 i) Archivages et impressions 54 IV- Problèmes rencontrés et solutions 59 IV.1- Gestion des bibliothèques 59 IV.1.1- Exposé du problème 59 IV.1.2- Solution adoptée 59 : IV.2- Gestion de l'espace mémoire 67 IV.2.1- Exposé du problème 67 IV.2.2- Solution adoptée 68 IV.3- Gestion du partage des ressources 74 IV.3.1- Exposé du problème 74 IV.3.2- Solution adoptée 77 V- Résultats obtenus (qualité, vitesses) 84 VI-Perspectives d'évolution (introduction à l'ia) 36 Conclusion 92 Bibliographie 93 Annexes?4

8 4 INTRODUCTION Depuis le début de siècle, la découverte de la radioactivité et la connaissance de plus en plus fine de l'atome ont considérablement élargi les champs d'utilisation de la technique nucléaire. Les mesures de radioactivité sont utilisées dans de nombreux domaines scientifiques, tels que la datation d'échantillons géologiques par le Carbone 14 ou le Potassium 40, ou les recherches médicales sur le métabolisme par diffusion de "traceurs" dans le corps (Technetium 99m). Une autre application très importante est celle de la production d'énergie dans les centrales nucléaires, dont il faut savoir mesurer les dangers, d'où la nécessité d'un contrôle très sérieux de la contamination de l'environnement. La spectrométrie gamma, qui bénéficie des progrès réalisés ces dernières années en matière d'électronique et de méthodes de calcul de la radioactivité, est une technique très sollicitée pour les analyses qualitatives et quantitatives des sources radioactives, par l'intermédiaire d'un appareil appelé "analyseur". La France a été l'un des premiers pays, vers les années 1950, à fabriquer des analyseurs qui correspondaient à un progrès énorme dans la détection automatique du signal; ils réalisaient la détection des rayonnements, l'acquisition des données, les réglages de la chaîne de mesure et quelques calculs élémentaires, mais les laboratoires n'obtenaient que tardivement les résultats, soit parce-que les dépouillements étaient effectués exclusivement "à la main", soit parce-qu'ils étaient exécutés en différé sur de gros ordinateurs. Depuis l'apparition des micro-ordinateurs, ces analyseurs ont été avantageusement remplacés par des appareils "milieu de gamme" produits essentiellement aux Etats-Unis (Canberra, Tracor, Nuclear Data,..)- La mémoire des micro-ordinateurs reliés à l'instrumentation sert à stocker les données acquises et à les exploiter directement, ce qui permet non seulement d'avoir des renseignements prèsou*immédiats sur la composition des sources radioactives, mais également d'élaborer des outils interactifs pour l'expérimentateur. Vers 1983, il fut donc décidé de reconquérir le marché français en fabriquant un analyseur milieu de gamme évolutif au coût compétitif. Ainsi, l'analyseur de spectres multicanal que nous allons étudier met à profit les techniques les plus récentes (détecteur semiconducteur au Germanium, codeur de type Wilkinson, microordinateur 16 ï-'.ts d'intel), ainsi que le savoir-faire du CEA en matière de traitement numérique des mesures, pour réaliser une expérience complète de spectrométrie gamma qui va de la détection des particules émises par l'échantillon radioactif, aux traitements mis en jeu pour identifier et doser les corps composant cet échantillon.

9 Après avoir présenté la jpectrométrie gamma, nous verrons comment résoudre les difficultés provenant des imperfections..le l'appareillage (étalonnages, conséquences pour lea programmes le tr ai tements). Nouf aborderons ensuite l'aspect informatique de l'analyseur: nous verrons comment organiser un logiciel pour qu'il offre 1 «maximum de possibilités sans devenir trop lourd (acquisitions^simultanées sur quatre voies, simulation de quatre opérateurs supplémentaires, introduction de programmes de calculs complexes). Nous verrons que l'opérateur peut intervenir à tout moment sur le déroulement des opérations grâce à un dialogue présenté sous forme de "menus" et à un suivi graphique des étapes de 1'expérience. Nous décrirons la façon dont nous avons réalisé l'application sur un microprocesseur 8086 d*intel, et nous détaillerons les points délicats qui ont nécessité un travail particulier: -la gestion des gros fichiers de données nucléaires, -la gestion de la mémoire centrale, -la gestion des ressources. Nous analyserons enfin les performances et les limitations d'un tel système, ainsi que les perspectives d'avenir que nous pouvons faire sur son évolution. Ha participation à ce travail d'équipe a commencé environ un an après le démarrage du projet et s'est terminée à la réception du produit final; bien qu'étant intervenue sur les différentes étapes de la réalisation, je me suis toutefois plus particulièrement consacrée aux problèmes de la gestion de la mémoire et de 'a gestion des gros fichiers. 5

10 6 I - LA SPECTROMETRIE GAMMA Généralités aur les processus radioactifs On désigne sous le nom de radioactivité la modification spontané <* Je l'état énergétique d'un noyau atomique par a't.i intégrât ion (désintégration Alpha, Beta*, Beta", capture él eetroni que), et par radiations électromagnétiques (photons gamma et rayons X) provenant de la désexcitation d'un noyau placé à un niveau énergétique donné (voir Annexe I). Chaque noyau possède des états excités caractérisés par des niveaux d'énergie; le niveau d'énergie le plus bas est le niveau fondamental, les autres sont les niveaux excités. Un atome dans un état excité, tend toujours à retourner vers son état fondamental. Une transition d'un état d'énergie vers un état d'énergie E p plus basse est suivie de l'émission d'un photon gamma d'énergie E = E -E,. La spectrométrie Gamma se base sur le fait que lea photons Gamma sont émis avec des énergies bien caractéristiques qui permettent d'identifier l'atome (ou radionucléide) qui -leur a donné naissance. La liste des transitions possibles d'un radionucléide, et la probabilité pour chacune d'elles de se produire, est appelée son "schéma de désintégration". Exemple: transitions Gamma du 1,, Cs. (Les énergies sont exprimées en électron-volt; 1 ev est l'énergie cinétique acquise par un électron accéléré dans un champ électrique par une différence de potentiel de 1 Volt). 383,851 kev X«160,613 kev v ,998 kev \ r v 0.7*. 0 kev v v 0.083'i v 99.91'. Ca (stable) La désintégration est un phénomène aléatoire: à chaque instant, il y a une certaine probabilité pour qu'un noyau se désintègre entre les deux dates voisines t et t+dt. Le nombre d'atomes radioactifs dans le même état énergétique *::- cité décroit exponentiellement avec le temps (N * N u * e~ " * ). La durée T pour qu'vn échantillon contenant M noyaux radioactifs identiques, n'en contiennent plus que N/2 porte le nom de période radioactive. Le nombre de désintégrations dn qui se produisent dans un échantillon pendant un intervalle de temps dt a l'instant t s'appelle l'activité. L'unité utilisée eat le Becquerel noté 3q -rorr espondant à 1 désintégration par seconde (1 Curie - 2,7 10" 3q). L'intensité d'une transition est la probabilité pour qu'un noyau atomique dans un état énergétique donné, ae transforme.-;eljn la transition considérée. Les intensités.'ont en général r.xpporté-;.-; A 100 transformations nucléaire;; du nu-.-1 é ide [1].

11 1.2 - Mesure 7 La mesure des rayonnements nucléaires consiste à faire le comptage des particules émises au cours de la désintégration des noyaux, et à mesurer l'énergie des photons émis. La courbe qui donne le nombre de particules émises pour chaque classe d'énergie est appelée le spectre. Pour effectuer de telles mesures, on utilise la propriété des rayonnements gamma à interagir de façon spécifique avec la matière d un détecte^ en cristal semi-conducteur: les rayons gamma perdent leur énergie par ionisation des électrons liés d'un réseau cristallin dans lequel règne un champ électrique de collection. C'est de l'étude de l'énergie de ces électrons qu'on peut déduire l'énergie du rayonnement initial. Au cours de leur passage dans la matière, les photons gamma peuvent être soit absorbés par effet photoélectrique ou par effet de création de paires, soit diffusés par effet Compton [4] échappe 1 absorption effet photoélectrique rayons-x électron échoppe r^ quantum avec énergie réduite effet Compton électron formation d'une paire électron positon 1 annihilation 2 quantums y énergie cinétique W du positon J 1 DETECTION uï ÎÎL*S«î! i q U #!, 1 # P h 0 t n ftawb,a c e d e t o u t e a o n énergie à ïïnîiî«?ïj "V* p u l " é d e l'atome avec une certaine énergie cinétique qu'il perd entièrement dans le mil i ô u du détecteur. Cet llllv!ïï 0ttt T l * 1 ï U f n t f e 6 t 1 5 k e V U d o n n e aux pics d'absorption totale des spectres ' d'énergie. usance Représentation scnématique d'absorption de rayonnement gamma par l'effet photoélectrique. )

12 -Effet Compton: 1 photon gamma ne cède qu'une partie de son énergie à un électron d'une couche externe d'un atome puis il est diffusé suivant un certain angle; l'énergie reportée à l'électron dépend de cet angle de déviation, et ce phénomène appelé "effet Corapton'' est responsable de la distribution continue observée sur le spectre. L'effet Corapton se manifeste surtout entre 0 kev et 1 MeV. -e 3 -Effet de matérialisation ou de création de paires: un photon d'énergie suffisante (E>1022 kev), passant au voisinage du noyau d'un atone, peut se mater ialiser sous la f orne d'un électron e~ et d'un positon e*. Le pos iton, après avoi r perdu son énergie cinétique, s'annihile avec un électron, en d onnant, dans la majorite des cas, 2 photons d e 511 kev émis à 180* l'un de l'autre, Si les 2 photons sortent du détecteur sans r éagir, l'énergie céseul photon s'évade, dée correspond alors à E kev; si un l'énergie cédée est E-511 k ev; si ces 2 pho tons sont absorbés, l'énergie cédée est E. Cet effet donne naiss ance aux pics de simpie ou double échappement. Représentatîon schématique d'absorption de rayonnement gamma. pour émission d'une paire. Le spectre d'énergie résultant est caractérisé par ces 3 effets:» HJTIUUTION «OM»TON i \A KAlC WOTo tktri<3ue E«tj V0LT5 Spectre théorique d'une.-aie gamma monoénergétique.

13 ? Matériel de apectrométrie Gamma: Il regroupe la détection des rayonnements, l'acquisition des 'onnées, 1A constitution et le traitement des spectres «t l'archivage des résultats. S D li t ï> /VN P, Sp«ctromttri«v : principe du systima d* mesura. =4 S Source D Détecteur A Amplificateur C Codeur d'amplitude T Traitement de l'information V Visualisation de spectre R Edition des résultats Informations numériques Détection SCHEMA DE LENSEMBLE DE SPECTROMETRY

14 Ley détecteurs utilisés à l'heure actuelle 3 ont de:; crivstau:: Jemi conjucteui'-î au Germanium-Lithium, ou au Germanium Hyper-Pur. Le détecteur est protégé des radiations parasites externes pat un-.* enceinte de plomb et refroidi A uri'.- température de -1 0*C par '. ; l'azote liquide; l'échantillon radioactif e:;t pô:-;é dur 1 - dé t. :- teur et ce dernier est polarisé pour être sensible aux ;,tyo;i;!-- teints iamma; associé avec un préamplificateur, il délivre un ilgnal électrique dont l'amplitude est proportionnelle à 1 ' éner»! - cédée par la particule ionisante. L'amplitude le ce signal, après être passée par un amplificateur, est converti'.' par un codeur en une valeur numérique interprétée comme adresse de classement en mémoire, ou numéro de canal (voir Annexe I). Un analyseur multicanal permet de classer immédiatement toutes les impulsions d'après leur amplitude. Ces impulsions sont d'autant plus finement classées que la pente du codeur (nombre de canaux pour la tension maximale) est grande: dans ce cas, les impulsions qui arrivent sont beaucoup mieux sélectionnées puisque la 'largeur' des canaux est plus petite. Exemple : Canal Pente de 2000 canaux pour une tension de 10V: chaque canal contiendra toutes les impulsions comprises entre N mv et (N+5)mV. Canal Pente de 8000 canaux pour une tension de 10V: chaque canal contiendra toutes les impulsions comprises entre N mv et (N+l,2)roV; la précision est meilleure. Les impulsions qui arrivent dans un même canal sont additionnées dans la mémoire correspondant au canal (il y a autant de mémoires que de canaux: pour notre analyseur), donnant ainsi au furet à mesure que le temps d'acquisition se déroule, un histogramme ou spectre. Cet incrément du contenu mémoire à l'adresse délivrée par le codeur eat effectué automatiquement par une carte ''«> DMI, qui calcule en outre le temps réel (temps d'acquisi ti-:... écoulé) et le temps actif (temps réel diminué du temps mort pendant lequel le codeur est "aveugle" aux impulsions) relatifs à chaque codeur.

15 1 Echelle logarithmique X 9 -Spectre étalon Europium-152 -Gamme d'analyse: I.OkeV/canal p. (V 0)» n rt» S^-Ute. <jl~ [*ic m c 1 o o C s in

16 Problèmes liés à l'instrumentation Le spectre gamma théorique devrait être constitué d'une succession de raies caractéristiques du (ou des) nucléide composant la source; nous voyons qu'en fait, il n'a pas du tout la même allure puisqu'il est formé d'un fond continu (effet Compton, bruit de fond) sur lequel se superposent des pics d'absorption totale de l'énergie des rayonnements émis. Théoriquement, si l'appareillage était parfait, les centroïdes de ces pics devraient avoir comme abscisse l'énergie du rayonnement, et la hauteur des pics devrait être proportionnelle à l'activité du nucléide dans l'échantillon. Or l'instrumentation apporte quelques fluctuations autour des valeurs mesurées. Ces problèmes [2],[3]: sont dûs à l'intervention de différents facteurs -La linéarité de la réponse du spectromètre: l'abscisse des pics d'absorption totale doit être strictement proportionnelle a l'énergie du rayonnement incident; la réponse idéale devrait donc être une droite passant par l'origine; en fait, les imperfections de la chaîne de apectrométrie entraînent une non-linéaiité de la réponse, et une certaine dérive peut introduire un décalage de seuil. «itrft (imfvifmii.friaryt) c wrlit > < M'î'.l -Le nombre de photons détectés ne correspond jamais au nombre de photons émis par la source: le volume du détecteur et de la source, leur géométrie, la distance qui sépare la source du détecteur, sont des facteurs qui modifient la probabilité de détection d'un photon selon son énergie, ou l'efficacité de la réponse du détecteur-, les taux d'émission photonique mesurés ne pourront donc pas être directement exploités. t nu M ^V \ M ^ ;> MI " M»»10mm% tmêm* atarrewm W^V \ M» J 1 i L, bmff».«

17 -Le bruit de fond: le courant électronique, en l'absence de rayonnements, doit être le plus faible possible pour que le bruit de fond soit minimal et que l'impulsion s'en distingue parfaitement; cela nécessite une haute résistivité du détecteur. De plus, des rayonnements naturels extérieurs peuvent traverser l'enceinte de plomb et interagir avec le détecteur, rajoutant un "mouvement propre" au spectre obtenu. -La résolution nucléaire: le spectre théorique d'un rayonnement d'énergie E, c'est-à-dire la courbe indiquant le nombre de photons dont l'énergie est comprise entre E et E+dE, est représentée par une raie d'énergie E, fournie par les processus conduisant à l'absorption totale de l'énergie E. En fait, si l'on trace le spectre de ce rayonnement à l'aide d'un détecteur semiconducteur, la raie théorique s'élargit et p.-end la forme d'un pic dont le maximum a pour abscisse E et dont la largeur à mi-hauteur est DE. En effet, des phénomènes aléatoires d'émissions venant de l'appareillage introduisent des fluctuations autour de la valeur moyenne (bruits apportés par le détecteur et le pré-amplificateur, fluctuations engendrées par des défauts dans la collection des porteurs de charge). La valeur DE (exprimée en kev sur une énergie donnée), largeur du pic d'absorption totale à mi-hauteur, s'appelle la résolution de la chaîne de détection et il caractérise la qualité de l'appareillage. 13 Ce phénomène d'élargissement du pic limite la finesse d'analyse lorsque plusieurs raies sont proches, car elles risquent de se masquer mutuellement ou de donner naissance & un "multiplet" ou pic à plusieurs maxima dont l'analyse est très délicate puisque dans cette zone les pics ne sont pas bien distincts les uns des autres. -La nature du détecteur: Msieus oc TMifCMtxr

18 -En cours d'acquisition, le codeur est paralysa pendant une dur»?* ' gale au temps Je conversion de l'impulsion, auquel s'ajoute un temps mort fixe, ce qui entraine des pertes de comptage, surtout aux fortes activités. Le temps mort de conversion du codeur Uilkinson, dont la fréquence d'horloge est de 400 MHz, est calculé en fonction di li pente choisie et de la période de l'oscillateur (2,5 nanosecondes), ce qui donne pour une pente de 4000 canaux: Temps mort = (2,5.10"* * 4000) / 2 = 5 jxsecondes environ. Le temps mort fixe correspond au temps nécessaire pour inspecter le signal (3 MS) et stocker 1 ' inf o :.aation (1 MS). Ces pertes ayant une bonne répartition statistique, elles peuvent être évaluées et déduites automatiquement du temps réel pour obtenir un "temps actif d'acquisition. Tous ces problèmes, s'ils sont résolus par une meilleure technologie, ne sont cependant pas éliminés totalement. Il est nécessaire d'apporter certaines corrections aux spectres obtenus en faisant des étalonnages en énergie et en efficacité qui doivent être aussi précis que possible, et d'accompagner toutes les mesures des erreurs dont elles sont entachées. L'intervention d'un grand nombre de paramètres entraîne nécessairement une accumulation d'incertitudes qui contribuent à l'erreur totale. 14

19 22 Quant au calcul de la surface nette, il nécessite d'extraire la surface du bruit de fond situé sous le pic; mais ne connaissant pas la forme du fond sous le pic, on est amené à l'extrapoler, ce qui entraine forcément des erreurs dans les calculs de surface, erreurs qu'il faudra évaluer au mieux. Différentes formes du pic et du bruit de fond: Forme b Forme d De nombreuses été élaborées; [11]. A «JL ki méthodes de localisation et d'analyse de pics ont on n'en présentera brièvement que quelques-unes a) localisation des pics (énergies) -recherche des maxima (par changement de signe de la différence des contenus de canaux consécutifs), -dérivée première (dérivée d'une courbe de Gauss qui est positive avant le sommet du pic, nulle au sommet et négative après), -dérivée seconde, -filtre digital qui par lissage du spectre, ramène le bruit de fond a un niveau proche de 0 et conserve les pics. b) analyse des pics (surfaces) -intégration du contenu des canaux après déduction du fond par une fonction droite ou parabole, -ajustement d'une gaussienne par la méthode des moindres carrés t intégration de la gaussienne, -ajustement d'une gaussienne affectée de termes d'asymétrie parla méthode des moindres carrés. La multiplicité et la diversité des méthodes proposées ont conduit un groupe de travail du CEA, le GTR5, à se pencher sur le problème et A définir un certain nombre de critères de qualité permettant d'évaluer une méthode d'analyse. En fait, les méthodes e révèlent bonnes mauvaises selon que le pic soit situé audessus d'un fond con * "it ou au-dessus d'un front Compton; il faut donc retenir les méthodes qui minimisent l'erreur faite aur les calculs de surface, choisir une méthode et l'appliquer à tous les pics du spectre, les méthodes les plus simples «'avérant les plus reproductibles.

20 16 II - TRAITEHENTS Etalonnages Etalonnage en énergie Nous avons vu que le détecteur et l'électronique associée n'avaient pas une réponse parfaitement linéaire, qui ferait toujours correspondre l'abscisse du pic d'absorption totale à son énergie; Cette non-linéarité est généralement représentée par une courbe ayant la forme suivante: hv< J réponse idéale réponse réelle Tous les défauts qui provoquent cette non-linéarité ont été bien mis en évidence, et on relie généralement des énergies de référence U aux abscisses des pics X par la fonction: U * PX 0 RX«, P.Q.R étant les coefficients a trouver pour étalonner l'axe des X. Généralement, on établit les couples de valeurs (X,U) à partir du spectre étalon d'un radionucléide connu et placé dans les mêmes conditions de mesure que les échantillons inconnus. Saisis en nombre suffisant, ces points vont permettre de calculer par une méthode de moindres carrés, les coefficients P,Q F R caractéristiques de la courbe en énergie et qui pourront être appliqués à tous les autres spectres.

21 Avant ajustement 17 0H E EH 67/06/16 0Q-.Z7 Z0:ï&00 UEH 0Y. ESS # = LOGÉ WSJ 0 = 0 0 Curseur 043 Aprèa ajustement 00 0 Cfl4 SV/06/16 03: îiâ 0% nia 0s LOGC3 U&J 0s 0 _1_L A A + YTSfZ 6E3k e"v 0 ^^W^THi*"^*»» 0 Qjj_r_s_s_ux_; -.0 «4 ;=;

22 Etalonnage en efficacité L'efficacité d'un détecteur est le rapport du nombre d'impulsions enregistrées dans un pic d'absorption totale au -nombre de photons émis par la source à une certaine énergie. L'étalonnage en efficacité va donc servir à réévaluer les taux d'émission photonique, opération d'autant plus importante que ces taux constituent la base des calculs d'activité des nucléides [5]. La réponse en efficacité d'un détecteur Ge-Li l'énergie a la forme suivante: en fonction de Efficacité d'absorption totale , ,05 0, Energie (kev) J I

23 19 Différents procédés ont été utilisés pour calculer la courbe d'absorption totale en fonction de l'énergie; ces méthodes théoriques ont échoué car elles n'étaient pour la plupart qu'une approche des effets réellement causés, et elles se sont avérées peu précises. La méthode retenue par le Laboratoire de Métrologie des Rayonnements Ionisants du Commissariat à l'energie Atomique (LÏÏRI) consiste à faire correspondre un modèle mathématique à la courbe théorique ci-dessus (méthode "APOCOPE", ou "Approximation POlynomiale d'une COurbe de Points Expérimentaux") [10]. Le principe en est le suivant: dans une source d'activité A (nombre de désintégrations par seconde), le nombre de photons émis pour une raie d'intensité I (probabilité de désintégration à l'énergie de la raie) pendant le temps T, est A*(1/100)*T. Le nombre de photons réellement vus par l'installation est: A*(I/100)*T*EFF*K, EFF étant l'efficacité du détecteur pour cette énergie, et K le coefficient de correctioa de décroissance radioactive. Or la surface S du pic d'absorption totale d'énergie U est le nombre d'impulsions enregistrées pendant un temps T dans ce pic, d'où: S = A * 1/100 * T * EFF * K On en déduit qu'à une énergie donnée, détecteur est: la valeur d'efficacité du EFF = S / (A * 1/100 * T * K) En plaçant certains nucléides de référence (tel que 1'Europium 152, qui présente l'avantage d'avoir des raies bien réparties sur toute la gamme d'énergie) dans des conditions géométriques très précises, connaissant parfaitement le schéma de désintégration de ces nucléides et ayant mesuré l'activité de la source, on peut établir des valeurs d'efficacité EFF à certaines énergies U en pondérant chaque mesure des erreurs correspondantes (l'erreur principale étant celle qui est faite sur le calcul de la surface du pic). Il s'agit maintenant d'ajuster par les moindres carrés les couples (U,EFF) à la courbe théorique en définissant cette dernière comme un polynôme de degré n; le modèle utilisé pour décrire la réponse en efficacité a tout d'abord été le suivant: log EFF ^a» / (1000/U) 1 Ce polynôme donne une réponse très précise lorsque le nombre de points de mesure est élevé et bien dispersé, mais si ce nombre est restreint, la courbe obtenue a tendance à "s'envoler" aux limites des points expérimentaux. Or les expérimentateurs ne sont pas toujours en mesure de donner une palette assez large de couples de valeurs; aussi avons-nous arrêté notre choix sur ce second modèle qui apporte une réponse plus souple: Log EFF «^ a, * (Log U) 4 Cet ajustement est d'autant plus correct que les valeurs sont pondérées par l'inverse des carrés des erreurs, qu'un test est effectué pour déterminer l'ordre du polynôme (test du Chi*), et que les valeurs aberrantes sont éliminées.

24 Il va fournir les coefficients a t de la courbe d'efficacité et les coefficients e t de la courbe des écarts, qui seront appliqués a tous les spectres provenant de la même installation. Cette méthode donne des résultats corrects mais les seules références précises connues a l'heure actuelle ne couvrent pas la plage d'énergie allant en-deçà de 25 kev ni celle qui va au-delà de 2,5 riev. Il est de ce fait impossible de connaître n a réponse des détecteurs dans ces domaines, et donc difficile d'interpréter les spectres dans les très basses ou les très hautes énergies; ce n'est toutefois pas très gênant car la grande majorité des nucléides ont leurs principales raies dans une plage située entre 50 et 2000 kev. 20

25 21 II.2 - Localisations II Historique: Comme nous l'avons vu, l'observation physique de3 photons se fait à travers des appareillages imparfaits qui transforment le spectre d'énergie initialement simple en un spectre bien plus compliqué, d'autant que plusieurs énergies sont en présence. Les détecteurs à scintillation à l'iodure de Sodium (Nal) avaient une mauvaise résolution (30 kev) et les pics obtenus étaient tellement étalés qu'ils avaient tendance à se masquer les uns les autres. Il fallait alors des traitements de déconvolution de pics puissants qui soient capables d'isoler chacun des pics de ses voisins. Les calculs se faisaient alors en différé sur de gros ordinateurs éloignés du lieu de mesure. Puis sont apparus les détecteurs semiconducteurs au Germanium dont la résolution était devenue très bonne (2 kev); on obtint alors des pics plus fins, et surtout qui se distinguaient bien entre eux. Rappelons qu'un spectre se compose d'un fond continu (dû aux diffusions Compton), auquel se superposent des pics d'absorption totale. La localisation consiste à explorer le spectre pour en extraire les pics et récupérer ainsi les informations essentielles aux traitements: l'énergie du pic, et sa surface nette qui est représentative du nombre d'impulsions émises dans le pic. Il faut donc tout d'abord "reconnaître" le pic; la reconnaissance d'un pic n'est pas toujours évidente: des petits pics peuvent être noyés dans le bruit de fond; certains pics (appelés multiplets) peuvent comprendre plusieurs sommets lorsque les énergies des raies sont très rapprochées, et il est parfois délicat d'isoler un pic de chacun des sommets. Le spectre ci-dessous est une illustration typique de ces difficultés:, '.. u_4 u 1.1* ^ A * * ^ I»* 1 * Itl»»l«.» IM. i»l. 100J.

26 22 Quant au calcul de la surface nette, il nécessite d'extraire la surface du bruit de fond situé sous le pic; mais ne connaissant pas la forme du fond sous le pic, on est amené à l'extrapoler, ce qui entraine forcément des erreurs dans les calculs de surface, erreurs qu'il faudra évaluer au mieux. Différentes formes du pic et du bruit de fond: Forme a Forme b ÏL méthodes de localisation et d'analyse de pics ont on n'en présentera brièvement que quelques-unes a) localisation des pics (énergies) -recherche des maxima (par changement de signe de la différence des contenus de canaux consécutifs), -dérivée première (dérivée d'une courbe de Gauss qui est positive avant le sommet du pic, nulle au sommet et négative après), -dérivée seconde, -filtre digital qui par lissage du spectre, ramène le bruit de fond à un niveau proche de 0 et conserve les pics. De nombreuses été élaborées; [11]- b) analyse des pics (surfaces) -intégration du contenu des canaux après déduction du fond par une fonction droite ou parabole, -ajustement d'une gaussienne par la méthode des moindres carrés et intégration de la gaussienne, -ajustement d'une gaussienne affectée de termes d'asymétrie par la méthode des moindres carrés. La multiplicité et la diversité dua méthodes proposées ont conduit un groupe de travail du CEA, le GTR5, à se pencher sur le problème et A définir un certain nombre de critères de qualité permettant d'évaluer une méthode d'analyse. En fait, les méthodes se révèlent bonnes mauvaises selon que le pic soit situé audessus d'un fond con <it ou au-dessus d'un front Compton; 11 faut donc retenir les méthodes qui minimisent l'erreur faite sur les calculs de surface, choisir une méthode et l'appliquer à tous les pics du spectre, les méthodes les plus «impies «'avérant les plus reproductibles.

27 C'est ainsi qu'il a semblé intéressant d'intégrer à notre analyseur (NU416) deux procédés de localisation de pics, qui présentent l'avantage de se baser sur 2 philosophies différentes: -la méthode dite statistique consiste à reconnaître d'abord un bruit de fond continu, tout accident de ce fond pouvant correspondre à un pic. -l'autre néthode appelée "RAPIDO" consiste au contraire à reconnaître les pics, ceux-ci étant détectés par reconnaissance de forme. II La néthode statistique: Elle est itérative, basée sut une recherche statistique [9]. On déplace du premier au dernier canal du spectre, une fenêtre de dimension n proportionnelle à la résolution (la résolution varie en fonction de la racine carrée de l'énergie U selon la formule R» = RO«+ K*U); si sur cette fenêtre les n canaux correspondent à une distribution uniforme, on dit qu'ils appartiennent à la ligne de base. Sinon, on considère qu'on n'est plus dans une zone 'calme' et on déclare un pic. Par cette méthode, on ne peut trouver un pic que s'il est précédé d'une zone stationnaire. Pour chaque pic trouvé, on range dans la table des pics ses caractéristiques (canal centroide, énergie, résolution,...). A la fin de la recherche, on calcule de nouveaux coefficients RO et K par la méthode des moindres carrés à partir des valeurs d'énergies et de résolutions trouvées dans la table des pics trouvés. Ces nouveaux coefficients sont proposés à l'utilisateur qui peut alors les valiaer et relancer la localisation statistique, et ainsi de suite jusqu'à ce qu'il obtienne une convergence des coefficients. Cette méthode de localisation statistique semble très satisfaisante dans la précision de ses résultats, et notamment dans sa détection de multiplets (elle traite séparément chaque pic d'un multiplet); elle présente cependant deux inconvénients: si les coefficients RO et K de départ sont mal choisis, ils divergeront assez rapidement; d'autre part, les pics dûs aux nucléides tels l'am, dont les énergies sont situées près des pics parasites du début du spectre (vers SOkeV), ne seront pas trouvés car non entourés de zones 'calmes'. 23 ai* /"tys

28 24 II La méthode de reconnaissance de formes (RAPIDO): Elle part du principe que l'élargissement de la raie photoélectrique est d'origine statistiaue et donc que le pic d ' «ibsorption totale peut être représenté par une courbe de Gauss G(") et le fond situé au-dessous décrit par une droite ax+b. Le contenu du canal X de la région du pic s'écrit: Y(X) = G(X) ax + b La dérivée de cette fonction (?'(X)=G*(X)+a), change de signe au sommet du pic, elle est positive avant le maximum et négative après [7]. DcnWft premier* s Y (*)s & (») *

29 25 La dérivée seconde s'écrit Y"(X) = G"(X); elle est indépendante du bruit de fond, donc différente de 0 chaque fois qu'il y a un pic et nulle ailleurs. Ri'ûien du pic A Y», S» Du fait des nombreuses fluctuations statistiques qui interviennent dans la formation d'un pic, la dérivée seconde est lissée à partir de 8 coefficients de dérivée seconde d'une gaussienne. Comme on le voit sur le dessin ci-dessus, la dérivée seconde lissée d'une gaussienne est toujours formée d'un pic positif, suivi d'un pic négatif, suivi d'un pic rosltif; la reconnaissance de forme consiste donc a vérifier si la dérivée seconde lissée de chacun des "accidents" du spectre présente ces caractéristiques. Si les formes coïncident, on en déduit la présence d'un pic et on place dans la table des pics trouvés ses caractéristiques (canal du centroîde, énergie, résolution,...) Quand tous les pics du spectre sont analysés, on va calculer pour chacun d'eux sa ligne de base: on cherche les zones 'calmes' avant et après le pic en calculant les tangentes gauche et droite du pic, puis on fait passer une droite entre la moyenne sur 3 points de la zone calme à gauche LG et la moyenne sur 3 points de la zone calme à droite LD. Cette droite est la ligne de base, d'où on déduit les surfaces nettes des pics. Puis on aborde le problème des multiplets (un multiplet est un pic qui possède plusieurs maxima). Pour étudier les différents cas de figure qui peuvent se produire, nous prendrons l'exemple d'un doublet qui est un pic à 2 maxima: a) On trouve un minimum entre 2 pics PI et P2 du doublet; on calcule alors la ligne de base sous le doublet et on examine si le minimum entre les 2 pics atteint ou non cette ligne de base-,

30 -s'il ne l'atteint pas (figure 1), on attribue les mômes mites LG et LD aux 2 pics et on calcule la surface de chacun: SP1 = (ST*H1)/(H1+H2) SP2 = (ST»H2)/(H1+H2) ST étant la surface totale du doublet, Hl la hauteur du pic PI au-dessus de la ligne de base, H2 la hauteur du pic P2 *"*. 26 li- {Figure 1) 'S'il l'atteint ou passe au-dessous (figure 2), on considère alors 2 pics séparés. (Figure 2) b) On ne trouve pas de minimum entre PI et P2 par la méthode de la dérivée seconde (figure 3); on considère alors un seul pic (une seule surface), mais on le déclare multiplet. (Par une déconvolution, il serait possible de séparer cej deux pics). (Figure 3) Cette méthode présent* l'avantage de ne pas être itérative, donc plus rapide, et de trouver les pics de basse énergie. Elle reste cependant insuffisante dans son traitement des doublets.

31 Identification et dosage des radionuclides Pour identifier les nucléides composant un aytctv* complexe, il faut avoir localisé les pics du spectre (position du sommet, surface), et avoir choisi une bibliothèque de référence qui contienne les données nucléaires utiles, c'est-à-dire soit toutes les émissions gamma connues des radionuclides si la source est totalement inconnue, soit quelques corps sélectionnés si l'on ne recherche qu'eux. Il s'agit alors de comparer les pics du spectre aux raies du fichier bibliothèque. Une méthode pour détecter la présence de raies d'un même nucléide consiste A poser "qu'un radionucléide est possible si les raies gamma les plus significatives sont vues dans le spectre", c'est-a-dire les raies dor.t les intensités d'émission gamma sont les plus importantes. Haie cette méthode ne tient pas compte de la variation d'efficacité ou détecteur, ni du fond continu important dans les faibles énergies; la raie la plus significative d'un nucléide peut être masquée par le front Compton, alors qu'une raie peu intense de ce même nucléide sera bien mise en évidence dans les hautes énergies: dans ce cas, on ne détectera pas la présence de ce nucléide. Ce critère de décision n'a donc pas été retenu. La méthode choisie par le groupe de travail GTR5, après avoir interrogé les utilisateurs de spectrométrie, part du principe "qu'un radionucléide est possible si au moins un pic peut lui être attribué et s'il est démontré que les raies gamma non vues ne sont effectivement pas décelables" [7]. Il s'agit de la méthode dite "RAPIDO", qui se charge donc de la localisation des pics du spectre et de l'identification des nucléides. L'organigramme ci-dessous résume les fonctions du code RAPIDO. RAPIDO Traitement initial des données I Recherche automatique des pics 1 Identification.e dosage des Radionuclides Localisation.des pics Traitement des pics Fichier dt.références Analyse des radionuclides Récapitulatif par pics des radionucléide retenus Critère de possibilité de présence Impression des activités

32 "> O Lorsqu'une raie quelconque d'un nucléide a été identifiée dans un des pics du spectre, on cherche dans l-> spectre l--*s autr-.-s raies du nucléide en regardant ai d'uz pics leur correspondent : ;:i on ne les détecte pas, cela peut être expliqué soit par le fait qu'elles sont "noyées" dans le bruit de fond, soit parce-qu ' el11.-:.; n'existent pas. Le nucléide ne s>:ra éliminé que si la surf.-: _ qu'aurait du avoir une raie non vue est supérieure à la :.;u: <to<.' du bruit da fond à ce niveau. L'analyse détaillée de cette méthode est faite ci-dessous: Le logiciel d'identification lit nucléide par nucléide, toute la bibliothèque source qui lui est proposée; pour chaque nucléide, il déroule les 3 étapes suivantes: -Une 1ère analyse consiste à repérer toutes les raies du nucléide vues dans le spectre. -Une 2ème analyse consiste à rechercher toutes les zones du spectre où une raie aurait dû être vue. -Une 3ème analyse consiste à établir pourquoi ces raies n'ont pas été vues. 1ère étape: Un nucléide dont la période est trop courte (environ 20 fois inférieure à la durée écoulée entre le prélèvement de l'échantillon et le début de la mesure) est immédiatement éliminé et on étudiele nucléide suivant. Le spectre n'est étudié qu'entre une valeur d'énergie minimale EÏÏIN et une valeur d'énergie maximale EMAX. Il s'agit dans un premier temps de reconnaître le nucléide dans le spectre par comparaison des énergies des raies avec les énergies des pics; si l'énergie d'une raie du nucléide est comprise entre l'énergie gauche et l'énergie droite d'un pic, le pic est retenu. Lorsque toutes les raies sont analysées et qu'aucun pic n'a été attribué, le nucléide est rejeté et on étudie le nucléide suivant. Par contre, dans le cas où toutes les raies ont été détectées, la présence du nucléide est sûre. Plais plus souvent toutes les raies ne sont pas vues; l'examen des énergies se révèle alors insuffisant pour les détecter, et le calcul de l'activité du nucléide devient indispensable pour démontrer qu'elles sont, ou ne sont pas décelables; cette opération est délicate car si, au théorie, toutes les raies d'un nucléide devrait avoir la même valeur d'activité, en pratique la complexité de la composition des sources radioactives introduit des interférences sur lea pica du spectre (plusieurs raies très rapprochées se confondent dans un seul pic) et les raies d'un même nucléide ne présentent pas une activité équivalente. Pour avoir 1* meilleure approche de l'activité vraie du nucléide, la méthode se base sur l'activité de la raie la mieux définie, celle qui est la moins interfèrent* et la moins masquée par le bruit de fond. On note quel 63t le pic le moins interfèrent, c'est-à-dire celui, parmi tous les pics attribués au nucléidu, qui a l'activité A0 la plus faible: A0 - S / (I*PvEND*TAA) (3: surface nette du pic, I: intensité de la raie correspondante REND: rendement a c«tte énergie TAA: temps actif d'acquisition) ', ' 'rr^'ir êst'fn^** "'if A rt ".'' * :v. i -'.< :' <<)?.

33 On note également quel est le pic le moins masqué, c'est-à-dire celui sous lequel l'activité Al du bruit de fond eat la plus faible: Al = (2*tf2*BdF) / I*REND*TAA (BdP: surface du bruit de fond sous le pic) L'erreur sur Al est notée dans R3. Si AO est inférieure à 5*A1, le nucléide est déclaré à l'état de trace. 29 Si toutes les raies sont reconnues, on saute les étapes 2 et 3. le nucléide est possible et 2ème étape: Cn va maintenant réexaminer toutes les raies du nucléide qui n'ont pas été vues, et balayer toutes les zones du spectre où ces raies auraient dû être vues. Pour chaque zone, on calcule la surface SO du bruit de fond entre les canaux gauche et droit trouvés à partir de la 1/2 largeur à la base des pics (fonction de la résolution): SO * 3 * (l+v2*bdf) On en déduit son activité, et on note quel est le pic non vu le moins masqué, c'est-à-dire celui dont l'activité A2 est minimale. A2 * SO / (I*REND*TAA) 3ème étape: Elle se déroule exclusivement sur les raies non vues. On évalue la surface théorique que devrait avoir chacune d'elles, en se basant sur l'activité AO du pic le moins interfèrent trouvée dans la 1ère étape. Si la surface SO de la zone correspondant à la raie dans le spectre est supérieure ou égale à la surface théorique f(a0) de la raie non vue, celle-ci est possible. Tant que les raies non vues sont possibles, le nucléide est possible. Sinon, 3 cas possibles: -si le nucléide a été déclaré à l'état de trace, le nucléide est éliminé; -si la surface théorique est supérieure à 5 fois la surface SO, on évalue une nouvelle surface théorique à partir de l'activité Al du pic le moins masqué, et on regarde si la surface SO est supérieure ou égale à la surface théorique f(al); si oui, la raie est possible à l'état de trace. Sinon, le nucléide est éliminé. Tant que les raies non vues sont à l'état de trace, est à l'état de trace. le nucléide Un dernier contrôle est effectué pour vérifier si la surface f(a2) de la raie non vue la moins masquée est inférieure ou égale à l'erreur R2 sur la surface du pic le moins interfèrent; si oui, le nucléic'e est éliminé car il est en quantité négligeable. A ce niveau, le nucléide a été retenu; on calcule sa décroissance radioactive entre la date de prélèvement et la date de mesure, et on la note dans EX.

34 Le nucléide est enregistré dans le fichier, ainsi que ses raies vues et ses raies non vues en calculant leur intensité, leur rendement, leur activité ACTV et les erreurs sur chaque valeur. ACTV = (S*EX*100) / (I*REND*TAA) Lorsque tous les nucléides ont été analysés, on étudie la table des pics trouvés pour chercher les éventuels pics de simple échappement (E-511 kev), ou de double échappement (E-1022 kev). Tous les pics situés entre EHAX-1022 kev et EHAX peuvent être considérés comme des pics d'échappement de raies "extérieures". Cas particulier: le Multiplet. C'est le cas de plusieurs raies d'un nucléide affectées à un même pic; on n'attribue l'activité qu'à la dernière raie. Pour les premières raies du multiplet, on n'imprime que l'énergie, l'intensité et le rendement; pour la dernière raie, on imprime en outre l'activité et l'erreur sur l'activité. Impression des résultats: Lorsque le nucléide est possible ou à l'état de trace, on imprime toutes les raies vues et toutes les raies non vues, à condition pour ces dernières que leur taux d'émission soit supérieur à une valeur comprise entre 0% et 10% de l'activité de la raie la plus intense. Pour toutes les raies retenues, on imprime l'énergie et l'intensité trouvées dans la bibliothèque de référence. Selon le type de la raie à imprimer, on retiendra plus ou moins d'informations: -Type 1, raie reconnue: rendement, énergie pic, activité, erreur activité; -Type 2, raie non vue dans un nuclide possible: rendement,, activité, erreur activité; -Type 3, 1ères raies d'un multiplet: énergie pic -Type 4, dernière raie d'un multiplet: rendement, énergie pic, activité, erreur activité; -Type 5, raie vue avec rendement nul: rendement, énergie pic -Type 6, raie non vue la moins masquée (trace): rendement,, activité, erreur activité; -Type 7, raie vue la moins interférente (trace): rendement, énergie pic, activité, erreur activité; -Type 8, raie vue la moins masquée (trace): rendement, énergie pic, activité, erreur activité. 30

35 31 Descripteur du type de raie: 0 raie normale 1 raie coïncidente 0 raie non vue 1 raie vue 0 raie unique 1 1ère raie : ai plusieurs 2 raie suivante: raies dans 3 dernière raie: un pic 0 raie non vue normale 1 raie non vue la - masquée 0 raie vue normale 1 raie vue la - masquée 2 raie vue la - Lnterférente 0 raie possible 1 raie à l'état de trace Table des interférences: Pour chaque pic reconnu, on a la liste des nucléides dont l'une des raies correspond à l'énergie du pic. De plus, on y note la possibilité d'échappement.

36 32 RAIES DU NUCLEIDE DANS LA BlBLIOTHEaUE RAIE VUE RAIE NON VUE SURFACE THEORiaUE / \ Energie. BdF I I I «I i I I I SURFACE REELLE I I ::1 Energie PICS DU NUCLEIDE DANS LE SPECTRE

37 33 III - OBJET DE L'ANALYSEUR MULTICANAL L'analyseur multicanal permet d'effectu'er "en ligne", dans un laboratoire, une expérience complète de spectrométrie gamma, avec possibilité d'intervention d'un opérateur à tout moment pour lancer une opération, l'arrêter, modifier des paramètres... Il s'agit donc d'un instrument interactif dont l'utilisation doit être souple et dont l'exécution des traitements doit être suffisamment rapide pour qu'un opérateur en "dialogue" permanent avec la machine n'ait pas le temps de s'impatienter. III.1 - Présentation générale de l'appareil Une expérience de spectrométrie gamma comporte différentes phases: -une phase temps réel, qui est l'acquisition des spectres pouvant venir, dans notre réalisation, de 4 codeurs à. la fois, -une phase de traitement, consistant à exploiter les résultats des acquisitions; cette phase comporte généralement l'étalonnage du spectre en énergie et en efficacité, la localisation des pics, et enfin la recherche des nucléides composant la source radioactive, -une phase d'archivage permettant de sauvegarder et d'imprimer toutes les données acquises et calculées. Chacune des phases peut être paramétrée et lancée par un opérateur à partir du clavier, et visualisée sur l'écran pour d'une part suivre l'acquisition en cours (la "montée" du spectre avec changement d'échelle automatique), et d'autre part afficher les résultats intermédiaires et définitifs des différents traitements. Pour que l'opérateur puisse lancer, suivre et intervenir dans les différentes étapes, il faudra réaliser un affichage qui donne une bonne vue d'ensemble de l'évolution des paramètres et des données à tout instant. L'analyseur est un outil de travail interactif: il faut donc en simplifier la manipulation par différents moyens: -la présentation des fonctions et de leurs paramètres en pages ou "menus", -l'affichage d'une page principale des menus disponibles, -la facilité de variation des paramètres sélectionnés à partir du clavier ou de la boule roulante, avec un contrôle des valeurs déclarées, -la possibilité d'écrire, de modifier, d'exécuter et d'interrompre des séquences de fonctions et d'introduction de paramètres: nous avons vu qu'il existait 4 codeurs indépendants reliés A l'appareil, permettant de réaliser 4 acquisitions simultanément; il serait de ce fait pénalisant de laisser à l'opérateur seul la charge de lancer ces 4 acquisitions et d'attendre que chacune d'elles soit terminée pour traiter les spectres obtenus. Nous avons donc introduit la notion de "séquence" qui est un opérateur simulé: l'opérateur va préparer sur des fichiers une succession de commandes pour chacune des 4 voies afin d'enchaîner automatiquement l'acquisition, les traitements et la sortie des résultats; ces 4 séquences se dérouleront en parallèle tandis que l'opérateur lui-même pourra pendant ce temps exécuter d'autres commandes.

38 D'une façon plus détaillée, le logiciel de base permet de cho i s i r: -la configuration de la mémoire d'acquisition, aoit la partition en 1 à S groupes d'histogrammes égaux, -les paramètres de visualisation graphique: -la sélection des mémoires visualisées, -le choix des échelles horizontales et verticales, -le choix des origines des axes, -la sélection d'une échelle logarithmique, linéaire ou racine carrée -la sélection et la déclaration des paramètres des codeurs d'amplitude, -les présélections de temps et/ou de nombre de coups pour l'arrêt d'acquisition sur chacune des voies, -la manipulation de spectres (opérations logiques et arithmétiques sur les spectres), -l'intégration de zones de spectres, -la calibration en énergie, -la calibration en efficacité, -la recherche automatique de pics, -l'identification des pics, travaillant sur une bibliothèque de radionucléides contenue en mémoire de masse et modifiable par l'utilisateur, -l'horodateur permettant de dater les acquisitions, -la séquence automatique enchaînant la sélection des paramètres, les commandes d'acquisition, de manipulation et de traitement de spectres, -l'édition des résultats tels qu'ils apparaissent sur l'écran ou sous forme de tableaux. Les différentes phases vont avoir besoin de ressources pour travailler: les zones mémoires contenant les spectres, les tables liées aux spectres, les périphériques tels que l'imprimante ou le disque, certaines procédures, sont autant d'éléments communs à tout le système que l'opérateur et les 4 séquences devront se partager. 34 >: Acquisition :< uperar. eur Séquence 1 Séquence 2 Séquence 3 Séquence 4 >: Traitements :< >: Ressources : v >: Archivages :'< Impressions : De plus, compte-tenu des possibilités supplémentaires offertes par la présence d'un micro-ordinateur, l'utilisateur n'est pas limité au logiciel de base de spectrométrie car il peut écrire aêa propres programmes de mesure et de traitement de données à l'aide d'un interpréteur BASIC. Le bon déroulement de ces différentes phases nécessite une gestion correcte du temps réel, une exécution rapide et précise des calculs en mémoire, et la possibilité de partager des programmes et des objets entre les S "utilisateurs": le logiciel d'exploitation devait être adapté à tous ces besoins. Le système RKX86 d'intel, multitâche et temps réel, semblait convenir à une telle instrumentation.

39 35 III.2 - Configuration matérielle: Le logiciel à lîtiî installa sur nu ma ':év l el qui. 3 _ présent > :-:u't.; l.i forme d'une console et q-.il a la.'uiif i^urdtiun suivante: -une unit»? centrale (carte INTEL SBC 88/25) comprenant.: un processeur 16 bits INTEL 8086 travaillant à 5 HHz, un coprocesseur mathématique 8037, 64K Octets de mémoire REPROïï, 8K Octets de mémoire RAfï, une horloge temps réel (unité de temps: 1 ms), les circuits de gestion des interruptions du système, -2 cartes d'extension mémoire RAM, cartes INTERSIL configurables jusqu'à 512 K Octets, -un bus normalisé MULTIBUS I, -une carte de visualisation graphique et d'extension liée à un moniteur TV noir et blanc, comportant dont : 24K0 pour la mémoire image, 64K0 de mémoire d'acquisition codeur, 40K0 d'extension mémoire programme, mémoire, re- 128 K Octets -une carte rangement mémoire (DMI) assurant: la fonction d'incrément direct mémoire (histogramme), 4 bases de temps réel et actif indépendantes, un couplage avec la boule roulante permettant le déplacement du curseur, un couplage avec le passeur d'échantillons, -4 cartes codeurs d'amplitude Wilkinson canaux/400 MHz, -une carte coupleur SBC 215 reliée à un disque dur 5"1/4 type Winchester de 20 HOctets; une carte fille SBX 218 connectée à une unité de disque souple 5" 1/4 de 1 HOctets, -un clavier alphanumérique associé à une boule roulante, -une imprimante alphanumérique et graphique.

40 36 CLAVIER: IMPRIMANTE: MICRO-PROCESSEUR 8086 COPROCESSEUR ARITHMETIQUE PROM 6 4KO RAM 8K0 DISQUES SOUPLE &DUR 5"l/4 : COUPLEUR: :TV N&B: VIDEO ET MEMOIRES CHRONOLOGIE VIDEO MEM. ECRAN 24KO HISTOGRAMME 64KO MEM. TRAVAIL 40KO MULTIBUS EXTENSION MEMOIRE: ; 2 RAM (2*512Ko) : DMI PASSEUR D'ECHANTILLONS BOULE RS232 GESTION TEMPS REEL ET ACTIF INCREMENT DIRECT EN MEMOIRE :CODEUR: CODEUR: CODEUR: CODEUR: 1 : 2 : 3 : 4 III.3 - Configuration logicielle: III RMX86 Ce système est organisé en couches dont chacune n'utilise que les ressources des couches inférieures ou égales. [17]

41 NUCLEUS: gère le temps r4el, le multi-tâches, les interruptions, les erreurs. BIOS (ou Basic 10 System): gère l*accè3 aux fichiers, l'interface des contrôleurs, les entrées/sorties asynchrones. EIOS (ou Extended 10 System): gère les entrées/sorties synchrones, l'enregistrement temporaire des entrées/sorties, donne des noms logiques aux fichiers. APPLICATION LOADER: charge du code absolu et relogeable, contient les utilitaires disques de base. HI (ou Human Interface): interface homme-machine, interpréteur de commandes, utilitaires. Il est possible de ne sélectionner qu'une partie des couches du système selon le type d'application à réaliser; chaque couche offre des services supplémentaires au programmeur (par exemple l'accès aux ressources physiques du système) mais traite les problèmes de façon générale, ce qui multiplie les contrôles et peut ralentir la vitesse d'exécution. Il s'agit de trouver un compromis entre la rapidité d'exécution et la facilité de programmation. Peur cette application où la partie véritablement "temps réel" (prise en compte immédiate des interruptions) est infime par rapport à la partie dialogue, traitement et accès aux fichiers, nous avons choisi de garder toutes les couches de RMX86. Ces couches sont regroupées dans un "job"* appelé le "Root Job", sous lequel sont créés 2 jobs fils: le "HI Job" et le "10 Job"; 1*10 Job contient l'application spectrométrie, et le HI Job, qui gère l'écran et le clavier au travers du "Command Line Interpreter", les prête au 10 Job. Un protocole a été établi pour faire bénéficier 110 Job des possibilités offertes par le HI Job telles que l'exécution des commandes (DIR, COPY,..) et l'accès à un langage de programmation (BASIC) que l'opérateur utilisera pour créer sea propres programmes de traitement; ces programmes BASIC, regroupés dans un Job, pourront s'exécuter en liaison avec l'application et en exploiter les données par l'intermédiaire d'une interface entre le 10 Job et le Job BASIC. 37 ROOT JOB (SOUS-SYSTEMES RMX86) NUCLEUS BIOS EIOS APPLICATION LOADER HUMAN INTERFACE HT JOB <--Proto; le (Console)--> 10 JOB JOB BASIC < -i.-cfi.ice - SPECTROMETRIE COMMANDES : ( faute de tei^e français équivalent, minologie anglo-saxonne). noua conserverons la ter

42 L'application sous RHX86: L'application est un job qui met en oeuvre tout ce qui est nécessaire pour réaliser la spectrométrie gamma, en faisant appel aux services offerts par le logiciel de baae (noyau RMX). Le logiciel d'application consiste en un ensemble de processus appelés taches, plus ou moins prioritaires selon l'urgence de l'événement qu'elles ont à traiter, pouvant communiquer entre elles et pouvant être synchronisées. Le principe de communication et de synchronisation du système RMX eat basé sur le fait qu'une tâche est en attente d'un événement, qui peut être: -une interruption extérieure, -un délai d'horloge écoulé, -une réception de message dans la boite à lettres, -une réception d'unité dans le sémaphore. Les boites à lettres et sémaphores sont des objets RMX que l'on pourrait comparer à des portes donnant accès aux tâches: devant ces portes se forment des listes d'attente soit de messages (ou segments) pour une boite à lettres, soit d'unités pour un sémaphore. L'entrée et la sortie de ces files d'attente se font grâce à des primitives de RMX, soit dans un ordre d'arrivée, soit dans un ordre de priorité. L'idée prédominante de l'analyseur multicanal étant de favoriser le dialogue et de faciliter le contrôle de l'homme sur la machine, les fonctions disponibles et les paramètres utiles au bon déroulement de ces fonctions ont été classés en menus. Un menu permet de préparer et d'exécuter un ensemble d'actions regroupées entre elles par leur fonctionnalité dans l'application; il a l'avantage de présenter à l'opérateur toutes les possibilités de l'installation en lui rappelant brièvement la signification des fonctions proposées. 1) Le rapport qui existe entre un menu et une tâche RMX semble être très étroit: aussi associe-t-on à chaque menu une tâche particulière; les menus ont besoin des commandes et des paramètres communiqués par l'opérateur qui les déclenche: on y accède par un message transmis dans une boite à lettres. L'ensemble des menus ainsi définis est géré par une tâche privilégiée, appelée distributeur, réalisant l'aiguillage des commandes reçues vers tel ou tel menu concerné. 2) Outre le besoin d'avoir en permanence sous les yeux les spectres d'acquisition, il est nécessaire de faire figurer sur l'écran les principaux paramètres et résultats de calculs, soit sous forme de nombres, soit en représentation graphique. Les tâches réalisant ces visualisations sont lancées d'une tâche périodique afin de rafraîchir régulièrement l'écran, et de certains menus dont lea calculs sont susceptibles de modifier les éléments visualisés. L'exécution de ces tâches ne nécessite pas l'emploi de paramètres de fonctionnement, elles sont réveillées par envoi d'unités dans leurj sémaphores. 3) Les interruptions externes (débordement d'adresse, débordement de contenu, atteinte de prétemps ou de précompte, déplacements de la boule roulante et du passeur d'échantillons) sont quant â elles prises en compte par des serveurs d'interruption dont le rôle se limite à recevoir l'interruption et A la signaler à une tâche d'interruption qui pourra faire des traitements plus longs.

43 IWHWWWWWPywiBwriiP! fpwwy^wjws vst$*mvmmmm*?mi^i* *< & H^--'.*- DMI CODEUR 1 CODEUR 2 CODEUR 3 CODEUR 4 PASSEUR D'ECHANTILLONS MEMOIRE 0" ACQUISITION V )) TACHES VISUALISATION A * ^ TACHE IT DEBORDEMENT TACHE IT DEBORDEMENT TACHE IT TACHE IT TACHE IT ADRESSE CONTENU PRETEMPS PRECOMPTE PASSEUR tf^ MENU PARAMETRES D'ACaUlS. e > c ^ c^> c > <3^> Z> MENUS CALIBRATION I V> MENUS TRAITEMENT l T MENUS IMPRESSION RETOURS DISTRIBUTEUR IMPRIMANTE

44 La plupart des tâches sont programmées en PLM86, langage évolué qui est généralement utilisé sous RMX36; cependant, pour certaines tâches de visualisation dont la complexité ralentissait l'affichage, nous avons utilisé l'assembleur 8086, ce qui nous a permis de gagner un facteur 2 sur la rapidité d'exécution. Les procédures de traitement (localisation de pics, identification des nucléides,...). Qui ont été écrites par des spécialistes de physique nucléaire et que nous avons adaptés à l'analyseur, sont programmées en Fortran. 40 II La spectrométrie gamma vue à travers l'application A la mise sous tension, l'amorce (bootstrap) en mémoire PROW assure le chargement complet du logiciel à partir du disque. Le système chargé s'initialise en créant les tâches de l'application et active le distributeur qui se met en attente d'un caractère de commande de l'opérateur. :ÏIise sous tension: : Chargement du logiciel Initialisations :Création de toutes les tâches: Distributeur : : Clavier:-->:Attente d'une commande et :< -.aiguillage vers les tâches: Séquenceurs 1:2:3:4 Tâche: :Tâche: Menu : :Menu : 2 : : 3 : Tâche: Menu : 4 Nous allons maintenant parcourir les étapes principales qui composent la spectrométrie gamma au niveau du micro-ordinateur, et examiner pour chaque menu les tables qui ont été définies pour contenir les Informations liées aux spectres. Précisons dès maintenant que ce système offre la possibilité <Je stocker en mémoire de 1 Â 8 spectres avec pour chacun d'eux les données qui lui sont associées.

45 41 Quelques menus proposés: P: Définition des paramètres d'acquisition V: Visualisation (choix des zones mémoire, des échelles,..) I: Définition de zones marquées et calculs sur ces zones H: Manipulations de spectres (calculatrice) E: Calibration en énergie F: Calibration en efficacité T: Traitement de spectre Gamma (identification de nucléides) H: Horodateur et tests S: Séquences 1: Impressions des données 2: Archivages des données 4: Langages et commandes RÏÏX 6: Création de bibliothèques de radionuclides 7: Options (pour adjonction de nouveaux menus) a) Acquisition ORDINATEUR Sourct uniqu» MÉMOIRE AcausnnN Situ! & DETECTEUR? CODEUR 7 ^ COMMANDES OPERATEUR Circulation dt* donntts (rayonninunt.iiçiul.jdrtfj») GrtuUtion dt* CMMMft4«s CHAINE D'ACQUISITION Lea 4 codeurs sont affectés A des zonea mémoires d'acquisition selon le schéma suivant: -Si la mémoire est partitionnée en 1 zone 'A' de 16K canaux, un seul des 4 codeurs peut avoir accès à 'A'. -Si elle comporte 2 zones 'A' et 'B' de 8K canaux chacune, les codeurs 1 ou 3 ont accès A 'A*, le.i codeurs 2 ou 4 ont accès A 'B'. -Si elle est divisée en 4 zones *A','B','C','D*, de 4K chacune, ou en -8 zones 'A','B','C,'D','E*,?,'G',«H*, de 2K chacune, le codeur 1 accède A 'A', le codeur 2 accède A 'B', le codeur 3 accède A 'C, le codeur 4 accède A 'D*. Les zones 'E',* F','G','H', ne sont pas accessibles par les codeurs mais servent aux traitements.

46 La mémoire d'acquisition contient 16K canaux définis chacun sur 4 octet3 pour y recevoir un maximum de 4 milliards d'impulsions; selon la partition choisie, les spectres obtenus seront stockés dans différentes zones selon leur provenance: 42 B 2K 2K 2K 4K 4K 8K B 2K 2K 2K 2K 2K 16K 4K 8K 4K Un spectre est caractérisé par les contenus de aea canaux, et il est identifié par la chaîne ETIQUETTE qui contient entre autres sa date de prélèvement et le volume de l'échantillon. La partition mémoire (1,2,4,8), l'assignation des voies aux mémoires, l'assignation des mémoires aux voies, l'état des voies (active ou non active), la taille de chaque zone spectre, sont des informations regroupées dans la table ASSTAB. L'utilisateur définit les conditions d'acquisition (pente du codeur, prétemps, précompte,..), qui sont stockées dans une table de l'opérateur puis recopiées dès le lancement de l'acquisition dans le tableau ANASFECTRE lié au spectre; pendant tout le temps de l'acquisition, les paramètres courants en provenance du codeur sont enregistrés dans un tableau appartenant à ce codeur. Les informations indispensables au traitement du spectre, telles que le temps actif et le temps réel d'acquisition, sont transférées en fin d'acquisition dans ANASPECTRE. OPERATEUR (4) CODEUR (4) ANASPECTRE (8) valeurs demandées par l'utilisa -teur DATE > début acquis valeurs courantes codeur DUREE > fin acquis. valeurs réel les en cours d'acquis: Début d'acquisition

47 Il est possible de relier au détecteur un passeur d'éc ar.tillons qui permet de présenter automatiquement un nouvel échantillon lorsque l'acquisition du précédent s'est terminée. Ce passeur est rommandé par l'opérateur à travers la carte DMI, qui transmet îes ordres de positionnement au passeur et renvoie à l'opérateur l'acquittement quand l'ordre est exécuté. 4 3 DMI ordre repositionnement acquittement ordre avance acquittement à CI- PASSEUR

48 44 b) Visualisation A chaque étape du traitement, de nouvelles informations doivent apparaître à l'écran, sous forme symbolique ou sous forme numérique, pour que l'opérateur puisse se rendre compte visuellement des résultats obtenus. L'image écran a été divisée en 3 parties: -Sur la partie droite de l'écran, une zone menu qui supporte 32 lignes de 13 caractères chacune. -Au centre, une zone graphique où sont visualisés les spectres stockés dans les mémoires d'acquisition; on peut y afficher un ou deux spectres superposés dans un plein écran, ou séparés dans deux demi-écrans; le mode d'affichage (logarithmique, linéaire, racine c«--rée) et les valeurs d'échelle horizontale et verticale sont déterminés par l'opérateur. Une "boule roulante" reliée à la console est programmée pour que l'opérateur puisse commander le déplacement d'un curseur sur le spectre, permettant ainsi de désigner un canal, de réaliser un zoom de l'image, et de faire des affichages panoramiques après réduction de l'échelle. -Autour de la zone graphique, une zone de contrôle où sont. affichés les résultats numériques des traitements du spectre visualisé. ecnwfem. //////// >/Y/V////vV////J/V/yS///////////\ V///////// *»«. *«': /S//S/ ne n u E?,r m -.-v.'jl * tu fmùji yulr» _-.-IIU..M1 W-T fr F**^ «* <aj.* ^>~ UNO ZTTi Ht

49 45 Après avoir brièvement exposé le mécanisme d'affichage, nous donnerons un aperçu des tâches chargées de la visualisation et des tables qu'elles exploitent. L'affichage sur l'écran se fait par positionnement du 'pixels' qui sont représentés en mémoire par des bits mis à 1. Pour ce faire, on a défini une mémoire à l'adresse E000:0h (ECRAN$ADR) décomposée en mots (48 mots sur 256 rangées, autrement dit 768 pixels sur 256 rangées), qui est l'image de l'écran à tout instant. Un générateur de signaux TV exploite cette mémoire et la transfère sur l'écran à raison de 50 images par seconde. Si l'affichage des spectres se fait directement par positionnement de pixels au niveau du contenu maximal de chaque canal, l'affichage des caractères passe par des procédures spécialisées où sont recensés 128 caractères, définis chacun sur 8 mots (16 bits horizontaux sur 8 rangées). Pour les caractères, le positionnement se fera en donnant la ligne (nombre compris entre 1 et 256/8, c'est-à-dire 32), et la colonne (nombre compris entre 1 et 48). Cette visualisation est réalisée en utilisant le même principe que celui du contrôleur commandant la sortie sur la console ADM3A défini par INTEL. Chaque ligne de texte est affichée sur l'écran logique qui est géré par un "Terminal Driver Handler" particulier: -il permet la définition de la largeur de l'écran logique (64 ou 80) et du nombre de lignes, -à chaque fois qu'un caractère est transmis au contrôleur, il est analysé et si nécessaire af *ché sur l'écran logique en remplissant la mémoire de pixels. Remarque: la sortie vers l'adm2a est conservée. --> Contrôleur INTEL --> ADM3A Ligne de texte --> OUT -->: --> Contrôleur SPECIAL --> Ecran NU416

50 Li.'S informations visual ii>'-e.s A l'écran sonv.!!::<: t:-»:; virt^::;; ce sont lui; command 4 3 et lés paramètres de fonc t ionneinen t, I^s spectres Acquis ou en cours i ' acqui s i t i un, les Joua^j 114.;^ aux specti'ris. Certaines informations telles que 1-i Montée lu spec ':; ;, la date et 1'heur-, ont besoin d'*-tr- affichées p.'w io.! i.jueni^a t car leur «volution eat continue; d'autres ne sont :w;<! 1 ' 1 -~s p-i'à la suite d'un traitement ou d'un* opération ponctuelle. Toutes ces visualisations sont effectuées par des tâches spécial Lsées : Une première tâche réveille toutes les 3 second-;.-, les tâches qu i sont chargées des affichages périodiques. Une autre tâche va transformer les contenus de canaux de3 spectres en 512 pixels sur l'écran graphique. Le mode de représentation va dépendre de l'échelle horizontale: si elle est inférieure ou égale à 512 canaux, tous les points du spectre seront représentés â partir de l'origine et même complétés par des pixels factices si l'échelle est inférieure à 512 (dilatation). Si l'échelle X est supérieure à 512 canaux, ur. pixel représentera X/512 canaux du spectre (compression). M Les procédures qui font ces conversions profitent du balayage de tous les canaux à visualiser pour récupérer la valeur maximale des contenus afin de modifier automatiquem«nt l'échelle vurtféal>: en cours d'acquisition. Une tâche s'occupe de l'affichage des caractères (lettres et chiffres) sur l'écran de contrôle: -partition mémoire, voies et zones assignées (ASSTAB). -l'échelle Y, manuelle ou automatique, le mode d'affichage. -les temps réel, actif, et mort (ANASPECTRE). -la date et l'heure. -les noms des séquences en cours d'exécution. -les informations concernant l'échelle X et le curseur horizontal. Une tâche curseur dessine un trait vertical dans l'écran graphique, ayant pour abscisse le n* de canal où le curseur est positionné; elle dessine un petit trait horizontal sur l'échelle verticale, ayant pour ordonnée la valeur du contenu du canal poi.té par le curseur horizontal. Une tâche affiche les zones d'intérêt du spectre (ou marqueurs) en inversion vidéo; elle trouve les zones à marquer dans une table de bits où chaque bit à 1 correspond â un canal marqué. Une tâche affiche les raies dans le demi-écran supérieur; l'abscisse des raies est calculée à partir de leurs énergies. La hauteur de la raie est calculée à partir de son intensité, sachant qu'une intensité de 100% est représentée sur un trait: de 60 pixels de J-.aut. Un* tâche affiche dei; curseurs de raies qui permettent à l'opérateur de les désigner. Une tâche met en évidence les pi CM trouvés >n affichant 1-m traits verticaux de 10 pixels du haut au-dessus du contenu du canal centroïde de chaque pic.

51 * gmsiwwwiii' 1 "! 'MUM 'MW^HJUWmm J.«gfflW»»«g^: HH 0 El4 1 0 ; 0 4 : & G E 3: s L o00= L 3 : El M 0% LOGIS -TTJR "TA V I S U R L I S R T I Û N DEL R 6 C D PLEIN T J : D EM SENSIBILITE *X = 4 0 9Ghar * Y = v e r * L : L I N. ftuto *K : L O G R R I T h M E * R : R R C I N E C R R. C U R S E U R.. Z O O M. PANORAMIQUE *e:horïz. ËMÏ * A :VERT. _ Bgg m X 9 O it». O 0 ORIGINE: * U = 0 * V = 0 h ver o r 0 U u + 4 *"> 0 0 E0 C o n t c n ui r=eur: 10S E 1 -l : tri 1 * CTRL R CTRL F h*" CTRL E 40 96*s.047E3keV*! ï dps* ACQUIS. FIN acq EFFACE A SAUV : r : R A P P I N I T : M E N U

52 48 Traitements c) Intégration Des zones d'intérêt sont désignées dans le spectre à l'aide de la boule roulante, et les canaux correspondants sont "marqués" à l'écran; sur ces zones marquées sera effectuée la sommation des contenus des canaux entiers et des contenus diminués du bruit de fond (ce dernier est assimilé à un trapèze sous le pic). La table HARQUEUR contient 16K bits (2048 octets) découpés de la même manière que la zone histogramme selon la partition mémoire. Les bits sont disposés de la même façon que les canaux, un bit à 1 signifie que le canal correspondant est marqué. d) Ifanipulation de spectres Grace à ce menu, il est possible d'appliquer des opérations mathématiques ou logiques aux spectres, et de stocker les résultats dans les zones d'acquisition afin de les visualiser. On pourra par exemple additionner ou soustraire 2 spectres l'un à l'autre, faire la sommation du contenu des canaux, calculer la courbe intégrale d'un spectre, etc.. e) Localisation dea pica Quelle que aoit la méthode de localisation choisie, les résultats qui en sortent sont stockés dans le tableau des pics trouvés PICSTROUV qui peut contenir 200 pics pour un spectre donné. Ces résultats sont très importants, car ils vont être exploités par d'autres menus (étalonnages, traitement de spectres). Les pics trouvés sont visualisés à l'écran par un petit trait vertical dessiné au-dessus du spectre, au niveau du centroide du pic. De plus, chaque pic est automatiquement marqué, c'est-à-dire visualisé en inversion vidéo entre ses bornes gauche et droite. La localisation fournit également un autre renseignement qui, s'il n'a pas d'intérêt pour les étalonnages, est très important pour la recherche de nucléides: c'est la ligne de base du spectre, autrement dit la forme du fond continu sous le spectre, qui permettra de calculer les surfaces des raies non vues et déterminer les limites de détection. Afin de pouvoir la visualiser sur l'écran graphique et la comparer au spectre, cette ligne de base est stockée dans une zone mémoire d'acquisition; lorsqu'elle est utilisée par le traitement de spectres, il faut donc la protéger des autres utilisateurs jusqu'à fin du traitement. Tables des Pics Trouvés CANALPIC INTEGER canal du centroide CANALDEB INTEGER canal gauche du pic CANALFIN INTEGER canal droit du pic DUHHYINT INTEGER infos fournies par la localisation ENERGPIC REAL énergie du centroide ENERGDEB REAL énergie du canal gauche du pic ENERGFIN REAL énergie du canal droit, du pic SURFCORRIG REAL surface du pic corrigée du bruit BRUITDEFOND REAL surface du bruit de fond sous le pic RESOLUTION REAL résolution PTR$NUC POINTER infos fournies par l'identification

53 49 f) Calibrations Les menus calibration en énergie et calibration en efficacité consistent à définir des couples correspondant aux points de mesure pris sur le spectre étalon (couples pic/énergie pour étalonner en énergie, couples énergie/rendement pour étalonner en efficacité), et à ajuster une fonction qui passe au mieux par ces points pour en déduire les coefficients de la fonction. C'est dans la table CALBIBLI que sont stockés les couples au fur et à mesure de leur définition; elle contient 40 couples maximum. La définition des couples est réalisée selon 3 méthodes au choix: -1-Les points de mesure peuvent être entrés au clavier par des valeurs numériques, -2-Après localisation des pics du spectre, on sélectionne certains d'entre eux a l'aide de la boule roulante et on introduit au clavier la valeur correspondante,. -3-Après localisation des pics et lecture d'une bibliothèque de nucléides étalons, on fait correspondre à un pic une valeur de la bibliothèque de calibration. Les valeurs correspondant aux pics sont visualisées dans le demiécran supérieur sous la forme de raies verticales ayant pour abscisse 1'énergie du pic et pour hauteur le rapport de branchement qui prend différentes valeurs selon le mode de calibration: Energie Calibration:Modes 1,2: Mode 3 Efficacité Tous les modes Rapport 100 :INTENSITE*100 INTENSITE MAX RENDEMENT*100 RENDEMENT MAX Pour le mode 3, la bibliothèque de calibration est lue dans la table N0MNUCL qui peut contenir 8 nucléides maximum, et les raies sont lues dans la table CALBIBLI. Calibration en énergie Les coefficients P,Q,R utilisés pour calibrer un spectre en énergie suivant la formule: Energie = P*Canal + Q + R*(Canal) e, ont stockés dans un tableau appelé CALIBIENERG avec l'unité d'énergie utilisée (kev.mev). Calibration en efficacité Les coefficients Ai à A 1 0 utilisés pour calibrer le spectre en efficacité selon la formule: Log(Effic)=S[A t *(Log(Energie)) ], sont stockés dans le tableau CALIB$EFFIC, avec l'unité choisie (Bq) et les coefficients Ei à E 4 de la fonction d'erreur.

54 5 e d'ensemble des tableaux de l'application et de la façon dont s sont visualisés à l'écran: KiicS fcsv>s'tlo«ttcifrw*t>ons MUCL<' Dc-Ï rnut'.h, «K - T«M«, ce<»ti... 1 t c > F e. CfitIB.ENERGIE -* QBCDEFGH U= kev units M:MODE ENTREE 3 : PIC-BI6L I. LOCAL IS. PIC BI ELI iurop i u m T : Tft B*ZO0Mî < > : COUPLES} ÏÉ2L W = 1. Z17SE2 0tfE2i 0i Xs JET EI Jl:flTTACHE «rdetache ^V. : SEL. P IC *~:P*X+Q+R*. 0#0# X A 2 E0 0 a S H U V r : R H P P i t»nki «^)M#«I A. - **. i ;. - > ff F i - a C 3> e P c A.» H 5«CT«SS ir<<vïttts HMfytv'S. ceeff'i tlturi CNrth'c

55 51 Tableaux définis dans l'application: PARTITIONS 1 PARTITION* 2 PARTITIONS I, PARTITION» 3 CfcXPIC ANA- SPECJRE (paramètres iprès acquis! É> MAXNUC ASSTAB (partition mémoire voit» assignees, voit* tn acquis. NOMNUCl Nuclides Calibration 3 0 S 32 I * I I I 3» 3 < Ko CAL9I3U MAXBifl 3» Noms Bibli Résultats Raits Calibration

56 52 g) Les bibliothèques Pour identifier les corps qui composent une source, il fallait disposer d'un maximum d'informations sur les tiucléides connus à l'heure actuelle: ces éléments sont regroupés en format ASCII sous la forme d'une bibliothèque appelé* LARA, validée et mise A jour par le Laboratoire de Métrologie des Rayonnements Ionisants du CEA. Par des menus spécialisés, l'utilisateur peut créer des sous-bibliothèques réduites soit à partir de LARA, soit "ex nihilo"; il en aura besoin pour accélérer les traitements s'il n'est intéressé que par quelques nucléides du spectre, ou pour fabriquer des bibliothèques de calibration; il a également la possibilité de fusionner des sous-bibliothèques entre elles. La gestion de ces bibliothèques est très particulière du fait de la masse importante d'informations qu'elles contiennent; elle a fait l'objet d'un travail que nous aborderons plus en détail dans le chapitre suivant.

57 53 h) Identification des nucléides Elle constitue la dernière étape des traitements dans la w-isur* où elle exploite les résultats des menus précédents (localisation, étalonnage en efficacité). Elle utilise les primitives de gestion de bibliothèque pour lire une bibliothèque de nucléides de référence (LARA ou bibliothèque réduite) dont elle compare les raies aux pics du spectre. Les résultats de l'identification et du dosage des nucléides peuvent être visualisés à l'écran sous forme d'une liste, sauvegardés sur des fichiers bibliothèque et Imprimés. Organisation globale de la procédure d'identification: :Spectre: : inconnu: Etiquette Pics Trouvés : Ligne de base: ibibliothèque; Source.Spectre:. étalon : Courbe :d'efficacité: :Primitives d'accès: aux bibliothèques : Primitives d'accès: aux bibliothèques : Bibliothèque : Destination contenant :les nucléides : candidats Fichier des : Interférences : -> Visualisations : <- : Editions :

58 54 i) Archivages et impressions Méthode d'archivage Le but de l'archivage étant de sauvegarder lea données pour 1*3 traiter ultérieurement non seulement sur le même appareil, mais aussi sur d'autres installations, il fallait utiliser une représentation standard pour ces données. Nous avons choisi DESTRAN, qui est un mode de description conçu pour représenter des collections de données lors de leurs transports entre processeurs. En effet, lors d'échanges entre ordinateurs, il est difficile d'imposer un ordre dans les flots de données à échanger; d'où l'idée de définir un format d'échanges basé sur l'utilisation de mots clés pour identifier les données organisées en chapitre et en rubriques; ces transferts sont assurés exclusivement en ASCII. Ce type d'échanges est appelé échange GAKÏIATEL. Au niveau du NU416, ce format est utilisé pour tous les transferts sur disque des données contenues dans le CÎÎD (menu sauvegarde/rappel), et des tableaux spectres (menu disque). Gestion des échanges Elle est assurée par: -la tâche Gammatel qui organise les données selon le format DES TRAN à partir des descripteurs mis à sa disposition, et transfère les résultats dans une mémoire tampon de communication. -les tâches appelantes qui définissent le sens du transfert (lecture ou écriture), les données qui doivent être transférées, et les descripteurs qui doivent être utilisés. Par ailleurs, ces tâches se chargent des transferts proprement dits, c'est-à-dire des lectures ou écritures sur disque via la mémoire tampon de communication.

59 55 LECTURE MECANISME DES ECHANGES GAMMATEL Circulation des données format quelconque. = > Circulation des données format DESTRAN.» Circulation des messages.»- Consultation.

60 56 ECRITURE TACHE APPELANTE / 1* MESSAGE MESSAGES SUIVANTS TAMPON DE COMMUNICATION GAM-INIT GAM-SUITE TACHE GAMMATEL DESCRIPTEURS n MECANISME DES ECHANGES GAMMATEL Circulation des données format quelconque. Q ^ Circulation des données format DESIRAN. Circulation des messages. ^ Consultation.

61 57 Archivages dans les fichiers: Il existe 3 types de fichiers: les fichiers sauvegardes qui contiennent les paramètres des différents menus (CÎÎD) en format DESTRAN; les fichiers données qui contiennent les informations générales du système (spectres, pics,..) en format DESTRAN; les fichiers bibliothèques qui contiennent aussi bien les bibliothèques sources de référence que les bibliothèques résultats d'identification, en format interne (nélange d'ascii et d'hexadécimal). Le nom d'un fichier est formé par l'ensemble: Répertoire principal/sous-répertoire/nom. Tous les fichiers (sauvegardes, données, bibliothèques) peuvent être regroupés sous un même répertoire racine nommé par l'utilisateur. Ce répertoire principal est la seule partie variable dans l'ensemble qui définit le nom d'un fichier. Sous ce répertoire principal s'effectue une arborescence qui est fonction de la nature du fichier: /S pour les fichiers sauvegardes, /D pour les fichiers données, /B pour les fichiers bibliothèques. Derrière ce sous-répertoire, on retrouve le nom du fichier, qui est standard. Exemple: "EUROPIUM/D/S" Liste des fichiers: -Fichiers sauvegardes /S: /01 menu visualisation, /02I menu paramètres d'analyse, i = n* de la voie sauvegardée, /03 menu manipulation de spectres, /04 menu intégration, /05 menus calibration en énergie, /Il menus calibration en efficacité, /19 menu impression, /20 menu disque, /36 menus localisation, /40 menu alpha. -Fichiers données /D: /S nombre de canaux + spectre + nombre de zones marquées + zones marquées + canal marqué de référence + étiquette. /Z nombre de zones marquées + zones marquées + canal marqué de référence. /R paramètres du spectre après acquisition. /U drapeau de calibration en énergie + coefficients P,Q,R + coefficients RO.K. /X drapeau de calibration en efficacité + coefficients A + coefficients E + limites EHIN,EHAX courbe efficacité. /G fichier identique à /X, mais contenant les coefficients en REAL. /P nombre de pics trouvés + table des pics trouvés. /I nombre de zones marquées + zones marquées + surfaces bruits de fond * surfaces nettes + rapports bruit de fond rapports nets + canal de référence. /Q nombre de pics trouvés + table des pics trouvés + surfaces nettes corrigées en efficacité. /L bibliothèque de calibration: HAXB1B + CAI.BIBLI + KAXNUC + MOHNUC. /N nom du fichier bibliothèque résultat Identification + table des pics trouvés.

62 58 -Fichiers bibliothèques /B: /DESCRIPTEUR /GNOMNUC /GRÀIES /ANOMNUC /ARAIES descripteur de la bibl.'<-thèque nueléides gamma raies gamma nuclei 'es alpha raies alpha Arborescence: Partie variable irepertoire PRINCIPAL: Partie fixe :01: 40: :S: :L: DESCRIPTEUR: :GN0HNUC:

63 59 IV - PROBLEMES RENCONTRES ET SOLUTIONS IV.1 - Gestion des bibliothèques IV Exposé du problème: Nous avons vu que les renseignements relatifs à tous les nucléides sont regroupés sous forme ASCII dans un fichier appelé LARA, qui contient environ 260 nucléide3 et 8000 raies avec toutes leurs caractéristiques (nom, période du nucléide; énergie, intensité de la raie). Les nucléides y sont triés par n* atomique croissant et chaque nucléide est suivi de la liste détaillée de ses raies triées par énergie croissante. Tous ces renseignements sont utilisés par différents menus: -le menu bibliothèque qui permet de créer des bibliothèques de calibration et des bibliothèques de traitement, -les menus calibration qui consultent les bibliothèques de calibration, -le menu traitement de spectres qui exploite une bibliothèque de référence pour identifier les nucléides du spectre et crée une bibliothèque résultat. Généralement, les accès aux fichiers en lecture ou en écriture prennent un certain temps sur la durée totale d'une manipulation; il ne serait donc pas raisonnable de lire ou écrire une information au coup par coup. On ne peut envisager non plus de regrouper toutes les informations en mémoire pour accélérer les traitements, car non seulement la taille d'une bibliothèque source est importante, mais les résultats d'une création du bibliothèque ou d'une recherche de nucléides sont très nombreux, et il n'est pas concevable de les ranger entièrement dans une mémoire déjà bien occupée par les codes de traitement. D'autre part, les bibliothèques produites par l'un des menus cités ci-dessus contiennent les données écrites au fur et à mesure du traitement dans un ordre quelconque: elles ont besoin d'un remaniement (d'un tri par exemple) qui ne peut être effectué qu'à la fin du traiteme. Enfin, les valeurs qui sont utilisées par les calculs internes (énergie d'une raie, période d'un nucléide, etc..) doivent être préalablement converties du format ASCII au format Réel pour être exploitables. IV Solution adoptée: Suite à ces réflexions, nous avons été amenés à concevoir un programme de gestion de bibliothèques qui se base sur les principes suivants: -diviser chaque bibliothèque (et pour commencer LARA) en 3 fichiers particuliers: un fichier descripteur, un fichier de nucléides et un fichier de raies, dont tous les champs contenant des valeurs numériques sont en format binaire. Chaque élément (nucléide ou raie) fait l'objet d'un enregistrement de taille fixe: ainsi, l'accès à un élément est facilité du fait qu'il ne nécessite plus de recherche séquentielle dans un fichier unique.

64 60 : rîcnier LAXA C?r igmai : îlucléide : Raie 1. 1 Raie 2, Kaie Fichier Descripteur (car.iv: t'îr la t Lques de la b i b 1 L i. h è -: L u e ) : Jlucléide : Raie 1, Rai e Raie u»...., R Fichier riticl-' l'-u Nucléide 1 Nucléide N : Nucléide N : Raie Raie R Fichier raies Raie 1 du nucléide x Raie R du nucléide y -essayer de stocker le plus possible d'enregistrements en mémoire avant ou après chaque accès aux fichiers. -utiliser comme mémoire auxiliaire de stockage des résultats, un ensemble de fichiers que l'on nomme "bibliothèque brouillon" (ou "scratch"). La bibliothèque brouillon a la môme structure qu'une bibliothèque normale, mais elle est temporaire puisqu'il faudra la réorganiser après une création ou une identification avant de la sauvegarder sur une bibliothèque destination. Pour éviter une saturation trop rapide du disque, il n'est prévu qu'une seule bibliothèque brouillon pour l'ensemble de l'application. La procédure qui accède à tous ces fichiers.se présente sous forme de primitives référencées par des numéros; elles permettront aux programmes utilisateurs de travailler.sur les bibliothèques nommées sans avoir à connaître le détail de leur gestion, mais elles seront suffisamment explicites sur les comptes-rendue de chaque opération pour que l'appelant puisse prendre des dispositions rapides en cas d'erreur ou d'incident (saturation de volume par exemple).

65 61 [ROOT JOB] EIOS BIBLIOTHEQUE [10 JOB] : Jeton: Tampon : Descripteur Fichier Descripteur : Primitives : Jeton: Tampon Nucléides Fichier Nucléides : Jeton: Tampon Raies Fichier Raies Menus utilisateurs des bibliothèques Organisation détaillée: Les primitives d 'accès aux bibliothèques utilisent les appels à l'eios de RMX86 pour effectuer les entrées-sorties d'une façon synchrone: l'appe lant attend la fin du transfert RflX pour reprendre le contrôle, L'EIOS offre les services suivants: à la créail fournit une connexion (ou jeton) qui servira tion du fichier, de lien entre le fichier et l'application; il permet le partage de fichier entr e les tâches, il contrôle les droits d'accès; enfin, il accumul le plus grand nombre d'enregistrements dans un tampon (ou buffer ) à chaque entrée-sortie pour limiter le nombre de transferts. Les bibliothèques sont des fichiers à accès direct; on accède à chaque enregistrement par un 'index' qui correspond au numéro d'enregistrement dans le fichier. L'EIOS s'y positionne en calculant le nombre d'octets qui séparent le début du fichier de la première information a prendre en compte. Généralement, les menus qui exploitent les bibliothèques ont besoin d'accéder en même temps à 3 types de bibliothèques: une bibliothèque source de référence, la bibliothèque brouillon des résultats provisoires et une bibliothèque destination des résultats définitifs. Il faut donc prévoir des zones de travail en mémoire pour chacune de ces bibliothèques. Ainsi, il «xiste 9 (3*3) tampons pour contenir les enregistrements des fichiers puisque chaque bibliothèque possède 3 mémoires tampons : -une mémoire tampon descripteur, -une mémoire tampon nucléides, -une mémoire tampon raies. I

66 62 La mémoire tampon descripteur a 256 octets, informations générales d'une bibliothèque: ell* contient les DATE(12) RESULT BIBREF(15) NUCLIDES GAHÏÏANBNUCL GAMMANBRAIE GAKKAUNITE ALPHANBNUCL ALPHANBRAIE ALPHAUNITE BYTE, date de création d«la bibliothèque BYTE, R=résultat, C=cr4ation ex nihilo BYTE, nom de la bibli de référence pour R INTEGER, nombre de nuclides dans la bibliothèque INTEGER, nombre de nuclides Gamma INTEGER, nombre de raies Gamma UORD, 0:keV, l:îîev INTEGER, nombre de nuclides Alpha INTEGER, nombre de raies Alpha UORD, 0:keV, l-.hev La mémoire tampon nucléides a 512 octets, elle peut contenir 16 enregistrements nucléides; la mémoire tampon raies a aussi 512 octets, et peut contenir 12 enregistrements raies. Chaque bibliothèque possède sa table d'accès, structure de nom "ACCES", gérée par les primitives qui y regroupent toutes les inconcernant les fichiers formations purement informatiques (connexions aux fichiers, adresses des mémoires tampons, index courants dans les fichiers, etc.): IDENT NLOGIQ TYPE ADRDES TAID CONND ADRNOflNUC TAIN INDNUC INUC COMPTNUC NUCDEMANDE CONNN NIDISP ENREGNUCL ADRRAIES TAIR INDRAIE IRAIS COMPTRAIE RAIEDEHANDE CONNR RIDISP ENREGRAIE SENS NPRIHITIVE ERREUR UORD, 0:source, 1 : fusion,2 : destination,3:brouilion UORD, assignation du fichier ds table des noms UORD, gamma ou alpha (0 ou 1) POINTER, adresse mémoire tampon descripteur UORD, taille mémoire tampon en octets TOKEN, jeton du fichier descripteur POINTER, adresse mémoire tampon nuclides UORD, taille mémoire tampon en octets INTEGER, index nuclide courant dans fichier nuclides INTEGER, index nuclide courant dans mémoire tampon DUORD, déplact en octets pour atteindre ce nucl. INTEGER, index nuclide demandé dans le fichier TOKEN, jeton du fichier nuclides INTEGER, index disponible dans fich. brouillon nucl. INTEGER, nombre d'enregistrements nuclides POINTER, adresse mémoire tampon raies UORD, taille mémoire tampon en octets INTEGER, index raie courante dans fichier raies INTEGER, index raie courante dans mémoire tampon DUORD, déplact en octets pour atteindre cette raie INTEGER, index raie demandée dans le fichier TOKEN, jeton du fichier raies INTEGER, index disponible dans fich. brouillon raies INTEGER, nombre d'enregistrements raies UORD, 0:lecture, l:écriture UORD, numéro de la primitive appelée UORD code erreur en retour (0: ok) Du fait de la séparation des nucléides et des raies en 2 fichiers distincts, et dp l'organisation d«a raies par énergie croissante, la notion d'appartenance d'une raie à un nucléide disparait. On y remédie en créant un chaînage au sein des enregistrements nucléides et raies. Chaque enregistrement nucl4ide contient l'index dans 1«fichi-jr raies de sa première raie (INDRAIE1), l'index dans le fichier raies de sa raie principale (celle qui a la plus forte intensité) (INDRAIPR), l'index dans le fichier nucléides du nucléide pèr > (s'il en a un) (INDNUCPERE).

67 63 Format d'un enregistrement nucléide N0H(12) DESCR1 DESCR2 PERIODE PERRABS INDRAIE1 INDRAIPR INDNUCPERE IWDNUCBRAN BYTE, numéro atomique, nom, masse, isomérie UORD, intensité: O=absolue, l=relative UORD, inutilisé REAL, période en secondes REAL, erreur absolue sur la période en secondes INTEGER, index 1ère raie du nuclide, ou 0 INTEGER, index raie principale du nuclide, ou 0 INTEGER, index du nuclide père dans fichier nucl. INTEGER inutilisé Chaque enregistrement raie contient l'index dans le fichier nucléides de son nucléide (NOMNUC), l'index dans le fichier raies de la raie suivante du nucléide (INDRAIES), l'index dans le fi chier raies de la raies pr.écédente du nucléide (INDRAIEP). Format d'un enregistrement raie ENERGIE REAL, énergie de la raie RAPPORT REAL, rapport de branchement en % pour affichages PRECISION REAL, SURFACE REAL, surface théorique NOMNUC INTEGER, index ds fichier nue. du nue. de cette raie COUPLE INTEGER, indice+1 du pic trouvé pour calib. énerg. COUPLEF INTEGER, indice+1 du pic trouvé pour calib. effic. DESCRIPT UORD, raie: 0=normal% l=coincidente INTENSITE REAL, intensité de la raie UERRABS REAL, erreur absolue sur l'énergie IERRABS REAL, erreur absolue sur l'intensité INDRAIEP INTEGER, index de la raie précédente INDRAIES INTEGER, index de la raie suivante

68 Exemple : FICHIER DESCRIPTEUR NUCLIDES-2 GArîWANBNUCL=:> GAriIîANBRAIE = 3 ALPHANBNUCL=0 ALPHANBRAIE=0 FICHIER NUCLEIDES NUCLEIDE 1 INDRAIE1=2 INDRAIPR=2 NUCLEIDE 2 INDRAIE1=1 INDRAIPR*3 < ACCES. INDNUC=1 < ACCES. NIDISP = 3 FICHIER RAIES RAIE 1 (NUCL.2) ENERGIE=100. N0HNUC=2 INDRAIEP=0 INDRAIES=3 < ACCES.INDRAIE=1 RAIE 2 (NUCL.l) ENERGIE=200. N0MNUC=1 INDRAIEP=0 INDRAIES=0 RAIE 3 (NUCL.2) ENERGIE=300. N0MNUC=2 INDRAIEP=1 INDRAIES-0 < ACCES.RIDISP = 4

69 65 Li3te des primitives: 0: ouverture d'une bibliothèque en lecture 1: lecture du 1er nucléide du fichier et de sa 1ère rai% 2: lecture du nucléide suivant 3: lecture du nucléide précédent 4: lecture ou écriture d'un nucléide quelconque 5: lecture de la 1ère raie du fichier et de son nucl-îide. 6: lecture de la raie suivante 7: lecture de la raie précédente 8: lecture ou écriture d'une raie quelconque 9: lecture de la 1ère raie d'un nucléide 10: lecture de la raie suivante du nucléide 11: lecture de la raie précédente du nucléide 12: lecture de la raie principale du nucléide 13: n'existe pas 14: fermeture d'une bibliothèque 15: suppression d'un nucléide 16: suppression d'une raie 17: rappel d'une bibliothèque dans la bibliothèque brouillon 18: ouverture d'une bibliothèque en création 19: tri de la bibliothèque brouillon et sauvegarde 20: écriture du fichier descripteur 21: modification d'un nucléide 22: modification d'une raie Lectures: L'appelant peut consulter les enregistrements nucléide ou raie soit séquentiellement, soit directement en donnant le n* d'enregistrement à la primitive appelée; dans les deux cas, la primitive va d'abord rechercher l'enregistrement demandé dans le tampon du fichier source au cas où il aurait déjà été transféré lors d'une précédente lecture, puis en cas d'échec dans le fichier concerné au n* indiqué; elle profite de cet accès au fichier pour remplir le tampon avec les enregistrements suivants. Ecritures: Le fonctionnement des écritures est un peu dift'ient dans la mesure o'i les enregistrements à écrire sont placé: dans le tampon du fichier brouillon dans un ordre quelconque; les primitives appelées se contentent donc d'écrire la mémoire tampon quand elle est pleine. Tri et sauvegarde: Le rearrangement des nucléides et des raies contenus dans la bibliothèque brouillon, avant de les recopier dans la bibliothèque destination, consiste à: -Trier les raies en mémoire par énergie croissante: chaque raie du fichier brouillon est lue et aon énergie est transférée dans une table au même index que celui qu'elle a dans le fichier brouillon (ACCES.INDRAIE). Le tri est fait en mémoire à partir de cette table: les énergies sont ordonnées de la plus faible a la plus élevée; l'ordre d'une énergie triée est inscrit dans un fichier (INDEXRAI), 4 l'index ACCES.INDRAIE.

70 Exempl* : FICHIER BROUILLON ACCES.INDRAIE ENERGIE RAIES FICHIER INDEXRAI ORDRE Trier les nucléides par n* atomique croissant et les écrire dans le fichier nucléides destination. -Ecrire les raies triées et mettre à jour les index en se basant sur les données du fichier INDEXRAI. Le travail à ce niveau est fait nucléide par nucléide: lecture de la 1ère raie du nucléide dans le fichier brouillon, mise à jour de l'index INDRAIE1; lecture de chaque raie brouillon du nucléide, mise à jour des index NOÎINUC, INDRAIES, INDRAIEP, transfert de ces raies dans le fichier destination à l'index trié, et recherche simultanée de la raie principale du nucléide pour renseigner INDRAIPR. -Hettre à jour le descripteur destination. Suppressions: La suppression d'un enregistrement nucléide ou raie du fichi er brouillon se traduit non pas par l'élimination physique de 1'en-. registrement.» accompagnée r d'un _.. tassement du fichier,,.'opération l'c étant beaucoup trop longue à exécuter, mais simplement par la réécriture de l'enregistrement dont le premier octet est remplacé par un caractère de suppression. Comptes-rendus: Le programme qui fait appel à une primitive obtient toujours compte?te-rendu en... retour;, c'est - un mot de la table. d'accès dont valeur indiçue le type d'anomalie rencontrée: un la h Tout s'est bien passé Début ou fin de fichier: plus rien à lire Le nucléide A rajouter existe déjà La ri»ir- demandée n'existe pas Plus de raies dans le fichier Saturation du volume Plus de nucléides dans le fichier Le nucléide demandé n'existe pas Tentative d'écriture dan* le fichier LARA Rappel d'une bibliothèque vide Erreur de création ou d'ouverture des fichiers

71 67 IV.2 - Gestion de l'espace mémoire: IV Exposé du problème: Ce système monoprocesseur permet la multiprogrammation: plusieurs programmes résident en mémoire centrale, et dès qu'un programme se met en attente (d'un délai d'horloge, d'une entréesortie, d'une interruption), un autre programme prêt se met en exécution; une tâche plus prioritaire peut également mettre en sommeil une tâche en cours d'exécution; en résumé, une tâche peut être dans les 3 états suivants: >:Prête (ou exécutable): :En attente: : : (mise en sommeil) v : : En cours d'exécution: Au départ, nous voulions faire tenir tous les programmes en mémoire centrale et cela nous paraissait d'autant plus réalisable que la taille mémoire de notre configuration est de 1 Héga octets (dimension maximale autorisée par le processeur INTEL 8086). Malheureusement, les tâches de l'application qui comportent pour la plupart de gros traitements difficiles à comprimer, ajc :ées aux tables de données et à la couche RMX86, représentent un ensemble qui occupe globalement plus de place que ne peut en offrir la configuration. Partant du principe que le système RHX86 et les données communes doivent obligatoirement séjourner en mémoire centrale, il a donc fallu départager les tâches, en essayant de garder résidentes les tâches prioritaires ou à accès fréquents, en transférant sur une mémoire de stockage les menus moins souvent utilisés. Ces quelques chiffres illustrent le problème: -1'ensemble des programmes et tables de l'application occupe 536K octets ; -or, la mémoire centrale disponible pour l'application est limitée à 456K octets; -6 groupes de menus et sous-menus ont été recensés parmi les moins utilisés, ils totalisent 135K octets, et le plus volumineux d'entre eux a une taille de 50K octets; -la place mémoire à réserver sera donc de 536K-135K+50K=451K octets, ce qui tient dans 456K octets. Dans cette zone sont définies 2 régions: -l'espace résident, formé par les =401K octets réservés aux menus présents en permanence constituant la "racine" de l'application, -l'espace de recouvrement, formé par les SOK octets restants réservés aux menus en recouvrement ("overlays").

72 68 i Un ensemble de menus et de sous-menus éliminé de l'espace résident est stocké sur disque sous forme d'un fichier que nous appellerons "module". L'exécution d'un de ces modules née*.s.s ito sou chargement préalable en mémoire; la présence des 5 opérateurs travaillant en parallèle exige une bonne gestion des processus de chargement: un programma qu'un opérateur e^t en train d'exécuter dans l'espace de recouvrement ne doit pas être écrasé par un module qu'un autre séquenceur chargerait dans le même espace: l'autre opérateur doit attendro que le module en cours d'exécution soit entièrement libéré par tous ses utilisateurs. De même, il serait inutile qu'un opérateur charge un module alors qu'i. ^st déjà présent dans l'espace de recouvrement; dans ce cas, 1 aérateurs doivent être capables de se partager le module qu'ils. tilisent en commun. Or le système RHX86 ne gère pas automatiquement l'espace mémoire; il nous a fallu inclure une couche supplémentaire, travail qui a été d'autant plus difficile que RIÎX86 alloue «t désalloue dynamiquement ses mémoires lors de ses créations de segments et de ses chargements de modules en recouvrement: en effet, ce principe d'allocation dynamique provoque assez rapidement une fragmentation de la mémoire en portions utilisées et en "trous" qui finissent par devenir trop petits pour y introduire toute donnée utile. Pour pallier ce défaut, nous avons imposé à RKX86 une adresse fixe de chargement en créant les modules binaires sous forme absolue, et de ce fait nous avons abandonné sa primitive "OVERLAY** au profit des primitives de chargement par le LOA DER (LOAD$IO$JOB). Pour ne pas alourdir ce processus, on établit la convention suivante: un menu transféré en mémoire centrale y restera jusqu'à ce que tous les utilisateurs qui l'ont demandé en soient sortis définitivement; le remplacement d'un menu en recouvrement en cours d'exécution par un autre est interdit, même si certains contiennent des opérations longues. Cette contrainte est acceptable dans la mesure où tous les menus en recouvrement possèdent la même priorité et où ils sont peu souvent sollicités. IV Réalisation de la gestion de mémoire sous RHX86: Le distributeur, qui est bien entendu résident, dispose de la liste indexée des modules de l'application stockés sur disque. Il a également dans ses tables de menus les numéros des modules qui contiennent les menus non résidents, ainsi que l'indication si le module est chargé ou non en mémoire. Lorsqu'un opérateur demande à exécuter un menu en recouvrement, le distributeur vérifie si un autre module occupe la place et s'il est en cours d'exécution; si c'est le cas, il met l'utilisateur en attente. Si l'autre module présent est inactif, il réserve la place, charge le module demandé, mémorise l'information "l'opérateur n utilise le module m", et lance l'exécution. Si le module présent est le même que le module demandé, le distributeur autorise l'utilisateur à l'exécuter et mémorise l'information comme précédemment jusqu'à la fin de l'exécution. Tant que l'un des S opérateurs travaille dans le module, 1'«space de recouvrement est indisponible pour tout autre module. Profitant de cette possibilité d'élargissement virtuel d«la place mémoire, il a été réalisé une extension qui permet de rajouter aisément à l'application de nouveaux menus non prévus au départ: ce sont les menus options.

73 Ces dernier:; sont conçus exactement selon les mêmes principes que les menus résidents ou en recouvrement, mais toutes leurs tables et tous leurs serments situés au niveau de l'espace de recouvrement, ne sont connues du résident que par l'intermédiaire de pointeurs transmis par un segment particulier (RESOVE). Rappelons qu'un message CMD contient tous les paramètres utiles à un opérateur pour travailler sur les menus; il est organisé en différentes parties: -une partie contenant des paramètres généraux à l'opérateur, -des parties spécifiques de chaque menu pour l'opérateur. Chaque CMD est créé au lancement de l'application avec une dimension figée qui tient compte de tous les menus définis: il ne reste plus de place pour y ajouter les paramètres des menus options; nous avons introduit les CîlD Options, qui sont en quelque sorte les suites des CHD résidents. Chaque module option possède ses 5 CMD Options (1 par opérateur), qui sont stockés dans 5 fichiers rappelés au moment du chargement du modale dans 5 segments dimensionnés à 100 octets, et sauvegardés au déchargement. Il faut toutefois préciser que l'appel d'un menu par le distributeur, qu'il soit résident, en recouvrement ou en option, se fait par envoi du CHD RESIDENT dans la boite à lettres du menu. Les CHD Options sont utilisés de façon interne dans le module. Les numéros des tâches définies dans un module option sont supérieurs à 100 pour permettre au distributeur de distinguer un menu option d'un menu prédéfini pour aiguiller ses recherches en table: 69

74 ESPACE RESIDENT 70 TABLES r i BOX AUTO RISA TIONS MEN TAB CMO TAB CMD

75 Gestion de l'espace mémoire par le distributeur 1) Description des tables utilisées: Table des menus: N* du menu Menu Résident/en recouvrement non chargé/en recouvr-.>e N* du module qui contient ce menu (0 = menu résid»., ; (>100 = menu op on) Table du module chargé: N* du module Utilisateur 0 Utilisateur 1 Utilisateur 2 Utilisateur 3 Utilisateur 4 Occupe/N*occupe pas le menu Occupe/N'occupe pas le menu Occupe/N*occupe pas le menu Occupe/N'occupe pas le menu Occupe/N'occupe pas le menu Table des ressources: N* de la ressource (Espace de recouvrement; CHD de l'utilisateur en attente de libération

76 72 2) Organigramme Réception du CÎID : du l'utilisateur U: :U demande le menu M: v Consultation de : la table des menus: OUI < Menu M recouv*? > v OUI < Menu PI déjà chargé? > NON > : Envoi du CÎID: : au menu M : v NON :Consultation de la table: : module N0N < < Un autre menu N est-il chargé? > v OUI 0 U I < Ce menu N est-il occupé? > > v NON : Déchargement de N: :de la table menus: > v v Mise en attente de U sur FI dans la table des ressources : Chargement menu H: > v autorisation de M pour U dans la table module : Envoi du CIID au menu II: < v

77 D'autres systèmes d'exploitation, tels que le VAX/VMS, prévoient une gestion automatique de la mémoire basée sur l'adressage virtuel et l'échange disque-mémoire ("swapping") [14]. Elle consiste à transférer sur la mémoire auxiliaire le contenu de l'espace mémoire affecté a un processus (ou une partie de processus), à utiliser cette 7one pour un autr* processus (ou une partie de processus), puis à re harger le premier quand on veut en reprendre l'exécution. Pour cela, on découpe la mémoire en "pages" d'égale dimension (512 octets) associées à des adresses. Seules les pages référencées pendant l'exécution d'un programme sont amenées en mémoire et donc seules les pages actives y résident, ce qui évite le recouvrement. Si la mémoire est entièrement occupée, le système libère une page pour en charger une nouvelle. Dans ce cas, l'algorithme de remplacement de pages s'effectue «ielon la planification suivante: -soit par priorité (un programme s'exécute jusqu'à ce qu'il soit remplacé par un programme ayant une priorité supérieure), -soit par ordonnancement cyclique (un programme se déroule jusqu'à épuisement du temps attribué). Il est ainsi possible de comprimer de grands programmes dans un espace mémoire réduit. Le programmeur travaille dans un espace d'adressage virtuel symbolique de très grande dimension et c'est le système qui détermine l'emplacement physique que chaque adresse virtuelle est supposée référencer. il met en correspondance l'espace d'adressage virtuel avec les supports physiques de stockage en mémoire centrale ou en mémoire auxiliaire espace d'adressage virtuel 1! 1 i i i i i table de mise en correspondance espace de travail ou working set mémoire i i i i i ','»>' r i i i y mémoire auxiliaire L'espace de travail

78 74 IV.3 - Gestion du partage entre 5 séquenceurs: les ressources. IV Exposé du problème: Outre l'opérateur qui travaille directement dur le clavier, noua avons vu qu'il était possible de définir 4 autres "ut il bàteurs" ; en effet, toutes les commandes et paramètres qu'un opérateur entre au clavier peuvent être regroupées noua form* de chaîne et stockées ainsi sur des fichiers: une chaîne de commandes et paramètres est appelée "séquence". C'est l'opérateur qui lancera 1 à 4 séquences simultanément. Le système RÏÏX86 est multi-tâches, il permet donc de gérer les 5 utilisateurs en parallèle. Dès lors, il va falloir qu'ils se partagent le système sans se nuire les uns aux autres; en effet, Lia pourront faire appel aux mêmes menus, aux mêmes procédures, exploiter les mêmes zones mémoires et accéder aux mêmes périphériques. Le partage d'une procédure étant résolu simplement par la réentrance, nous n'en parlerons pas ici, mais aborderons plutôt le problème des tâches menus, des données en mémoire et des périphériques. Mécanisme des échanges entre les menus D'une façon générale, nous appellerons les S utilisateurs des "séquenceurs". Chacun d'entre eux est relié à un "moteur" et possède un "message" (appelé CMD); le moteur est chargé de prendre en compte les caractères (commandes ou paramètres) que son séquenceur envoie du clavier ou des fichiers, de les déposer dans son message et de les transmettre à la boite à lettres d'un "distributeur". Le distributeur va analyser le contenu des messages qu'il reçoit; pour cela, il dispose de différentes tables qui définissent très précisément chacun des menus et des tâches qui leur sont associées. Une tâche menu possède un numéro dans l'application, numéro qui servira d'indice au distributeur pour référencer un menu dans une table. Les principales tables dont le distributeur a besoin sont: -la table des boites à lettres des tâches menus, -la table des textes menus à afficher, -la table des commandes traitées par les menus, -la table des autorisations pour chacune des commandes. Le distributeur, â la réception du message d'un séquenceur, consulte ses tables et envoie le message â la boite â lettres de la tâche concernée, où le message est mis en attente et pris en compte aussitôt que la tâche est libre. Celle-ci exécute ce qui lui est demandé dans le message, renvoie ce dernier au distributeur avec une nouvelle demande à traiter, et se remet en attente d'un autre message sur sa boite â lettres.

79 TACHE DISTRIBUTEUR TACHE MENU I TACHE SEQUENCE I* j TACHE SEQUENCE 3 \ TACHC SEQUENCE 2 TACHE SEQUENCE 1 TACHE CLAVIER (L) fcarxt* Caracts J cqmnande p^^aàtn SEQUENCEUR CIRCULATION DES 5 MESSAGES Ln

80 Le système précédent permet d'assurer la protection des 5 séquenceurs entre eux au niveau des menus et des tables du distributeur; en effet, tant que le message du 1er séquenceur n'est pas 'sorti* de la tâche, celui du séquenceur suivant reste en attente sur la boite à lettres. Examinons maintenant le partage des données utilisées dans lus tâches; en effet, différents types de données sont accessibles par tout le monde et ont besoin d'une protection pour éviter les conflits d'utilisation. Ces données portent le nom de ressources. Sous RÏ1X86, un objet particulier appelé "région** permet de réaliser l'exclusion mutuelle entre les tâches qui accèdent aux mêmes données, par l'intermédiaire d'appels à des primitives spécialisées: chaque donnée partagée possède une région à travers laquelle la tâche intéressée doit passer pour obtenir l'autorisation d'y accéder; quand elle l'obtient, la tâche voit sa priorité augmenter et elle ne peut plus être suspendue jusqu'à ce qu'elle rende l'accès; la tâche qui n'a plus besoin de l'accès à la donnée prévient le système qui autorise alors la tâche suivante à l'utiliser. Nous voyons que cette méthode est orientée vers la protection des tâches et non vers celle des utilisateurs, et l'inconvénient qui en résulte apparaît rapidement: si un séquenceur entrant dans une tâche demande une donnée qui ne lui est pas accordée, la primitive RHX86 met la tâche en attente de sa libération; tous les autres séquenceurs présents dans la pile de la boite à lettres de cette tâche seront de ce fait bloqués, alors qu'eux-mêmes n'avaient peut-être pas besoin de cette donnée partagée pour travailler dans la tâche. 76 File d'attente des messages des séquenceurs Boite à lettres de la tâche Message entrant du séquenceur X Tâche exécutée pour X Donnée pas libre: Tâche mise en attente sur la donnée partagée flessage sortant du séquenceur X

81 7 7 IV Solution adoptée: Ceci noua a amené à bâtir un système de gestion des ressources qui ne bloque pav.l.i tâche elln-m-me (Jan.": 1s; ':.irf ou une l'issiourcn n'est pas libre, mais bloque le séquenceur demandeur de l.-i ressource. Nous avons tout d'abord défini les objets de l'application qui ont besoin d'une protection, puis affecté un numéro conventionnel à chaque objet associé A une ressource; ce sont: 0 L'imprimante 1 La liaison V24 2 La Bibliothèque Brouillon 3 Le passeur d'échantillons 4 L'espace de recouvrement 5 L'écran graphique 10 La zone Spectre A 11 La zone Spectre B 12 La zone Spectre C 13 La zone Spectre D 14 La zone Spectre E 15 La zone Spectre F 16 La zone Spectre G 17 La zone Spectre H 18 La Ligne de Base 19 L'accès au HI 20 La procédure Gammatel 21 Le sous-menu Bibliothèque 22 La disquette 24 Les tables de Calibration 25 L'écran Texte 26 Le menu Alpha D'une façon générale, le séquenceur qui a besoin d'un de ces objets va demander la réservation de sa ressource au moment de l'utiliser, et en obtenir l'exclusivité jusqu'à ce qu'il \A libère; une exception est faite pour la ressource "espace de recouvrement" qui contient un menu pouvant être partagé entre tous les séquenceurs: seuls les séquenceurs voulant y charger un nouveau menu alors que le menu actuel est occupé, seront interdits d'accès. Nous avons réalisé ces demandes sous la forme d'appels à une procédure spécialisée dans la gestion des ressources (GESRES) dont nous allons décrire le fonctionnement. Cette procédure travaille sur 2 tables: -une première table est indicée sur les numéros de ressources et fournit l'état "Libre/Réservée" de chacune d'elles. -une deuxième table est indicée sur les numéros de séquenceurs (0 à 4) et donne pour chacun d'eux la liste des ressources qu'il attend et leur contexte contenu dans le CÏÏD. Le séquenceur, au moment où il a besoin d'une ou de plusieurs ressources, va envoyer à la procédure GESRES la liste des numéros d* ressources qu'il désire s'approprier, en précisant s'il veut ou non attendre en cas de non-disponibilité. GESRES consulte la première table pour vérifier si la ressource demandée est bien libre: -Si oui, elle renvoie à l'utilisateur un message d'autorisation et change l'état de la ressource (libre -> occupée).

82 -Si la ressource e:;t déjà occupée, GESRES renvoie à l'appelant un message pour le lui signaler et, s'il a demandé d'attendre, elle transfère dans la deuxième table a l'indice du séquenceur, le contexte du CMD et le n* des ressources. Si l'appel'ant est l'opérateur, il n'y a jamais de mise en attente pour ne pas bloquer le clavier et l'opérateur est simplement prévenu de l'indisponibilité de sa ressource par un message à l'écran. Quand le séquenceur a fini d'utiliser la (ou les) ressources qu'il s'est réservées, il appelle la procédure GESRES pour les libérer. Dans le cas particulier de l'espace de recouvrement, il peut libérer une ressource qu'il n'avait pas réservée lui-même s'il est le dernier à l'utiliser. A la réception de la demande de libération, la procédure GESRES va d'abord changer l'état de la ressource dans la première table (occupée -> libre), puis consulter la deuxième table pour vérifier si d'autres séquenceurs étaient en attente sur cette ressource. Si elle y trouve un séquenceur qui avait demandé à être réveillé, elle récupère son contexte CÏÏD et l'envoie à son moteur. Le séquenceur pourra ainsi être à nouveau aiguillé sur son menu, et réitérer sa demande de ressource précédemment refusée. 78

83 Table Etat des ressources Prorédure GESRES RESERVATIONS Û_ I i LIBERATIONS 79 Table Séquenceurs en attente Séq.-e- Séq. 1 Séq. 2 Séq. 3 Sêq. K C^> MENU x Réservation (F)- OK -* I Traitement w \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ i / I r MENU y Réservation (F) v^. SEQUENCEUR 1 SEaUENCEUR 3 L t Circulation ' des CMD

84 30 Table Etat des ressources 1 W " occupée ^ n Procédure GESRES - -RESERVATIONS Il ji LIBERATIONS j i i i ; Table Séquenceurs en atten - CMD3 pour MENU x Réservation (?) OK F> Traitement / / / / a / / MENU y i i l V. -Réservation i - pas OK DISTRIBUTEUR T: SEQUENCEUR 1 SEQUENCEUR 3 J Circulation ' des CMD

85 (D 31 Table Etat àes ressources Procédure GESRES Table Séquenceurs en attente 1 RESERVATIONS (r) Occupée libre.. --LIBERATIONS -- i i MENU x Réservation 0 J3K Traitement Libération (F). ^ DISTRIBUTEUR _ J SEŒUENŒUR 1 SEdUENCEUR 3 Circulation ' des CMD

86 Table Etat des ressources Procédure GESRES 82 Table Séquenceurs en attente RESERVATIONS,! I LIBERATIONS + Séq.* Séq. 1 Séq. 2 Séq. 3 Séq. 4- / / / / / / / / MENU y ^Réservation (7) DISTRIBUTEUR SEOLUENCEUR 1 SEaUENCEUR 3 Circulation ' des CMD

87 Cette gestion aurait pu être évitée si nous avions envisagé autrement l'organisation logicielle: L'unité gérée par la région de RMX86 étant la tâche, et les principaux conflits n'intervenant qu'entre les séquenceuru, nous n'aurions dû utiliser la notion de tâche que pour les séquenceurs. Le distributeur et les différents menus auraient été écrits comme des souo-programmes réentrants dont le message CîtD du séquenceur constituerait le paramètre d'appel. Ainsi, les primitives de régions programmées dans les menus auraient bloqué la tâche séquenceur et non la procédure elle-même. 3 3

88 84 V - RESULTATS OBTENUS 1) ïïiaes au point et testa longue durée avec traces: Les tests effectués au début de notre réalisation étaient rendus aisés par l'introduction dans la configuration RMX d'une couche supplémentaire de DEBUG. Puis, au fur et à mesure que nous écrivions les menus du l'application, la place mémoire disponible devenait plus restreinte et i.ous avons dû éliminer le Débogueur, alors que parallèlement le nombre grandissant de tâches et de procédures rendait leur mise au point plus complexe. A chaque fois qu'on introduisait un menu supplémentaire dans l'application, il fallait le tester d'abord isolément, puis en synchronisation avec les autres tâches, et enfin en fonctionnement avec les 5 utilisateurs. Pour ce faire, nous avons ajouté un sous-menu appelé "Trace" dont la fonction est de réaliser le suivi des exécutions pour piéger d'éventuelles anomalies; chaque caractère de commande et chaque paramètre de fonctionnement est récupéré par ce sous-menu qui l'inscrit dans un fichier précédé du numéro de la séquence (0 à 4). Lorsque le nouveau menu a été testé individuellement à partir du clavier, il est introduit dans 4 séquences comportant déjà l'appel d'un grand nombre de fonctions existantes; les 4 séquences sont alors lancées sur plusieurs centaines de cycles, avec activation du mode Trace. 2) Performances: Les évaluations des temps d'exécution ci-dessous ont été réalisées sur un spectre complexe de 4096 canaux. Lecture du spectre et des coefficients de calibration archivés sur disque: 30 secondes. Localisation des pics par reconnaissance de forme: 30 secondes pour trouver 45 pics. Identification des nucléidee A partir de la bibliothèque LARA: 10 minutes pour trouver 40 nucléides, 315 raies, et 33 interférences. Ecriture des résultats sur une bibliothèque: 4 minutes. Hormis le temps d'acquisition, il faut donc environ 15 minutes pour traiter entièrement un spectre. nu Temps sur un spectre de 2048 canaux ayant 59 pics: Identification A partir de LARA: 32 minutes pour trouver 107 cléides et 903 raies. Temps de chargement des menus: si l'appel d'un menu résident ne dure que quelques millisecondes, le chargement d'un menu en recouvrement dure environ 8 secondes, et ceci quelque soit la taille du fichier module (le plu3 long étant ]a recherche du fichier dans le catalogue). Temps écoulé entre un signal et sa prise en compte par la TACHE d'interruption: 300 us!

89 35 Places occupées: RÎ1X Tables visu Application R-couvt-ement Total Taille de chaque module en recouvrement: Calibration en énergie = Calibration en efficacité = Traitement Alpha = Manipulation de spectres Integration = 7264 Bibliothèques = ) Qualification par le Centre d'evaluation: L'évaluation de l'analyseur a été soumise a un laboratoire d'essais et de métrologie qui a testé les performances du matériel et du logiciel [15J. L'appareil a été soumis à des températures comprises entre 6*C et 40*C, à des perturbations du réseau électrique; les résultats de ces mesures ont été déclarés satisfaisants dans l'ensemble. Le logiciel a été testé et évalué selon les critères de qualité définis par le groupe de travail GTN5; les résultats obtenus ont été suffisamment satisfaisants pour introduire cet appareil dans le catalogue électronique 1987 du CEA. 4) Industrialisation: Cet appareil est industrialisé par la société NUMELEC souii le nom de POLYGAH NU416.

90 3 6 VI - PERSPECTIVES D'EVOLUTION DE L'APPAREIL Après traitement, on obtient pour chaque spectre une liste très exhaustive de nucléides candidats. Les activités sont calculées pour chaque raie de chaque nucléide, et il arrive que des activités différentes soient proposées pour un même nucléide. Il reste donc au physicien à faire un travail de dépouillement considérable pour lever les ambiguités, confirmer certains nucléides ou en éliminer d'autres, sélectionner la bonne activité et l'incertitude associée, en utilisant des critères faisant appel soit à des calculs, soit aux connaissances qu'il a acquises de son expérience propre et des renseignements qu'il possède sur l'origine de l'échantillon. Voyons la démarche de l'expert; son travail se déroule en 3 étapes principales: 1) Examen des informations générales (demande d'analyse). La demande d'analyse d'un échantillon regroupe les informations dont l'expert a besoin pour mettre en jeu l'expérience de routine dont il bénéficie, mais en veillant tout de même à l'apparition de corps nouveaux; il s'agit principalement du lieu et de la date du prélèvement, de l'origine de l'échantillon (environnement, pile,...), du conditionnement de l'échantillon, du traitement éventuel qu'on lui a fait subir (dilution, séparation chimique). 2) Expertise: A ce niveau, l'expert a déjà une idée de ce qu'il risque de trouver dans l'échantillon. A partir du spectre et des résultats fournis par le programme, il va reconnaître les corps par l'étude des énergies, des périodes, des activités, et par l'expérience qu'il a acquise. Deux grandes lignes d'informations se dégagent: -les connaissances de l'expert (exprimées sous forme de règles), -l'expérience de l'expert (que l'on peut stocker en archivant les résultats intéressants) 3) Bilan détaillé: C'est le calcul de l'activité de chaque corps trouvé précédemment.

91 87 VI.1 - Expertise: VI Etude visuelle du spectre. Le spectre est le document d~. baae «n spectrométrie. - But: Noter tous les pics à analyser, qui sont généralement ceux trouvés par le programme, exception faite pour: a) Les petits pics situés au niveau de la limite de détection: Soit: -le programme les élimine si leur surface est inférieure ou égale à la limite de détection; l'expert peut cependant les retenir s'ils correspondent aux raies d'un radionucléide habitue?lenient rencontré dans l'échantillon analysé. -Inversement, des petits pics vus par le programme ne sort pas pris en compte par l'expert s'il les considère comme des faux pics. b) Les pics du mouvement propre pour les faibles activités: Dans le spectre du mouvement propre, on trouve généralement: -Ou K40 dans a jonction à 1462 kev, -Dans l'ai ambiant, -Radiuir. * descendants (Ra 226, Pb 214, Bi 214), -Thotîam + descendants (Ac 228, Tl 208), -Du Cs 137 à 662 kev, -Un pic à 51.1 kev. Méthode: C'est une étude comparative pic par pic du spectre du mouvement propre avec le spectre inconnu. Les pics situés aux mêmes énergies et présentant la même fourchette d'activité que le mouvement propre ne sont pas retenus (leur activité est comprise dans la fluctuation statistique). [Exception: les proportions des descendants du Radon et du Thoron varienv facilement en fonction des conditions atmosphériques: es corps ne sont pris en compte dans l'échantillon que si leur activité est environ 3 fois supérieure à celle du mouvement propre] VI Identification des nucléides: VI La recherche des nucléides ti^-rit compte du connaissances: Les filiations et les familles de nucléides: -Certains corps sont habituellement accompagna:; 1«î*urs descendants. ex: pas de Plomb sans Bismuth. -Si certains nucléides ont ét«trouvas, Inula i:;otopea seront probablement présents. Ex: i on a trouva du Co 5 6 it du Co 60, il y aufd ti'-'.i pi "'.ir-ibl ;- ment ies autres (Co 57, Co 58).

92 Origine de l'échantillon: -Environnement: voir VI. 1.1.'G -Installations : -l'expert connaît lus corps habituellement trouvé.;..'ui;u t»l~ le ou telle installation. -il connaît le type de réaction (activation, fission,...;: ces réactions ne fournissent pats les mêmes rad ionucléidea. Pics non attribués: -Pic somme: il arrive qu'un pic très actif trouvé par- le programme ne soit attribué à aucun radionucléide: il peut s'agir d'un pic somme, qui est le résultat d'une coïncidence fortuite (2 photons de même énergie arrivent en même temps dans le détecteur), ou d'une coincidence vraie (2 photons sont émis «n cascade si le schéma de désintégration le permet). PDUT confirmer un tel pic, on recommence le comptage de l'échantillon en éloignant la source du détecteur; le pic doit alors disparaître du spectre. -Au début du spectre, 2 raies apparaissent fréquemment: c-* sont les raies 74 kev et 82 kev qui sont attribuées au:: raies X du Plomb (produit par l'enceinte du détecteur). VI La recherche. Le travail est effectué par éliminations des pics au fur et a mesure qu'ils sont complètement identifiés; le;; plus grand:; pics (vers les hautes énergies) sont analysés en premier car il.-* comportent moins d'ambiguité. - Les grands pics: a) L'association de plusieurs énergies caractéristiques conduit à détecter de façon sûre la présence de nucléides multigamma. De plus, certains d'entre eux possèdent des énergies de transition bien connues que le» autres radionuclides n'ont pas. (ex: un pic à 1690 kev est généralement attribué au Sb 124). Les nucléides monoénergétiques classiquement rencontrés peuvent aussi être reconnus immédiatement (Cs 137 à 661 kev, lîn 54 à 834 kev). Lorque les pics du spectre ont été attribués aux raies lea plus intenses caractéristiques d'un nucléide particulier, 1'export recherche d'après la table des résultats (ou d'après la bibliothèque de nucléides LARA) toutes les autres raies intenses de ce nucléide et les associe aux pics correspondant». Si toutes les raies principales du corps multigamma sont vue.:, la présence de ce corps est sûre. Si, de plus, les activités de tous les pica du nucléide sont égales aux incertitudes près, on dit qu'il n'y a pas d'interferences possibles, on note le nom du nucléide trouvé»n face.1 -. chacun de ses pics et on élimine ces pics pour la.suite d>-.; recherches. b) Si certains pics d'un nucléide multigamma ont des activité.; supérieures, on prend comme référence l'.ic'.îvi'.i) du ;--ic,'-1. * \ li fois une forte intensité et une forte énergie (;aoin* d'interférences, pas de front Cympton). En face des pics ayant de.-j activités supérieures :>. -".?:> référence, le nom du nuc1»1ld«> est uc'c; juivi ri'un ' ' pou: 1'int «rf érence.

93 89 - Les ambigiii tés. a) S'il y a beaucoup de pics au niveau des faibles «r\ni -^l esî, il faut renouveler l'étude sur un spectre obtenu dans un gain approprié (de nombreuses interférences sont ainsi éliminées). b) S'il y a doute sur certains pic? dont l'énergie peut être attribuée à plusieurs nucléides, on consulte la table d'interférences donnée par le programme en liaison avec la bibliothèque LARA. On élimine de cette table les nucléides: -dont la période est très courte; -dont la raie correspondante a un faible pourcentage d'émission; -dont les autres raies intenses n'ont pas été vues par le programme. -dont le pourcentage d'émission des raies n'est pas proportionnelle à la surface des pics trouvés. -qui ne peuvent être présents dans l'échantillon (ex: gaz rares dans du liquide). A la fuite de ce travail d'élimination, on est en mesure de proposer, soit: -Un seul nucléide; le but est atteint. -Plusieurs nucléides possibles; dans ce cas, on a besoin d'informations supplémentaires: -Si plusieurs nucléides sont candidats pour un même pic, et que l'un d'entre eux a une période assez courte, il est possible de faire le calcul de la période radioactive de ce corps. -On peut aussi demander une séparation chimique d'un corps de l'échantillon et recommencer le comptage. -Aucun nucléide; on peut en déduire que la bibliothèque LARA est incomplète (vérifier alors sur d'autre tables). c) S'il reste des pics non attribués par le programme, l'expert recherche l'énergie de ces pics (plus ou moins la valeur de résolution) dans la bibliothèque LARA triée par énergie. La recherche s'effectue comme précédemment. Lorsqu'un corps semble convenir, il convient de chercher parmi toutes les autres raies de ce corps, la raie qui a l'intensité la plus forte; si un pic du spectre non encore affecté peut lui être attribuée (sa surface étant proportionnelle au pourcentage d'émission), le nucléide est retenu. Dans le cas contraire (aucun pic n'apparaît), on vérifie la limite de détection du pic qu'on aurait dû voir, et si elle est supérieur* ou égale à l'activité du pic qu'on étudie, le nucléide es* retenu. Interférences sur petits pics et impossibilités. L'expertise devient très délicate voire impossible lorsqu'un corps est A l'état de trace et qu* ses raies 1er, plus intenses s o i t : -ont une faible énergie et sortent difficilement du fond Cornpton, -sont toutes en interférence avec d'autres corpa.

94 90 VI.2 - Le bilan Une fois tous los corps trouvés, il s'agit de déterminer 1.;ur activité (le programme délivre une activité pour chacune des raies d'un corps et non pour chaque corps); 5 cas ont été recensés : VI Toutes les activités des raies d'un nucléide multigamma sont identiques: l'activité de ce nucléide est égale à la moyenne pondérée des activités de ses pics: S(AI/1Ai) A = S(l/dAi) (Ai: activité d'un pic, dai : incertitude sur l'activité en 'i ) VI pics ont à peu près la même activité mais l'un d«s deux se trouve sur un front Compton: on choisit l'activité de l'autre pic (le mieux découpé) comme référence. VI Nucléide multigamma dont toutes les raies sont vues mais dont certains pics sont en interférence: on essaie de déterminer son activité sur la raie la plus intense, ayant l'énergie la plus haute et n'ayant pas d'interférence. VI Nucléide multigamma dont to-is les pics sont en interférence: par un calcul manuel, on retire l'activité du (ou des) radionucléide(s) interférent(s) si elle peut être calculée par ailleurs. Par soustractions successives, on doit retrouver la même valeur d'activité sur tous les pics du nucléide. Méthode (on suppose 2 corps en interférence sur un pic): Soit un nucléide A dont on connaît l'activité Aa et un nucléide B dont la raie principale est en interférence avec une raie de A. La surface Sa due à la raie de A est égale à: Aa * B/100 * Eff * t (B: intensité de la raie, Eff: rendement A cette énergie, t: temps d'acquisition); La surface nette du pic étant S, la surface due A la raie de B est Sb = S - Sa; L'activité de B est donc: Ab = Sb / (B/100 * Eff * t) VI Nucléide multigamma dont tous les pics sont en interférence mais impossibilité de calculer les autres activités: cas impossible A résoudre mais signaler quand même les interférences.

95 Toutes ces informations et tous ces cale uls s'avèrent sufflsamuire dans une chaîne,iu- ment complex es pour ne pouvoir les introd tomatique d e traitement de spectres sans 1'alourdir et en ril.mexité dus raisonnements tir 1'exécut ion. Le potentiel de connaissances et la coinpl mis en oeuvr e pour résoudre de tels probl èrnes ne peuvent être réutilise des langages solus par le seul ordinateur qui ésotériques; il faut pouvoir saisir le 1 angage des experts et l'adapter a fin de reproduire leur compo rtement lorsqu'ils chérie mettre à la disposi- chent une so lution à un problème donné et tion de tout utilisateur; c'est ce que p roposent les outils de l'intelligen ce Artificielle appelés Systè mes Experts, et ce vers quoi nous or ientons actuellement nos étud es. Système expert: Le système expert est un système logiciel qui repose sur une base de connaissances contenant le savoir-faire des experts consultés, et sur un programme ou moteur d'inférence qui utilise des règles préalablement énoncées pour interpréter la base de données. Les questions de l'utilisateur sont résolues par le moteur d'inférence dans la base de faits. 31 EXPERT <- Interface >:Base de connaissances Moteur d' inference UTILISATEUR <--- Interface Base de faits:

96 92 CONCLUSION L'écriture du logiciel, l'adaptation des procédure;; d-s tr.ai Lament «et surtout la mise au point des programmes on., r «.'présenté" un effort considérable qui, après une dizaine de versions reflétant les évolutions successives, a abouti a un appareil performant, d'usage simple, pleinement opérationnel et commercialisé. Le code objet généré à partir d'un logiciel source extrêmement volumineux (environ lignes de programme) ne pouvant pas résider dans une mémoire centrale de 1 Méga-octet, le procédé de recouvrement (ou "overlay") a permis de résoudre le problème de saturation de l'espace mémoire; mais il a également permis de réaliser deux extensions, faisant de cette application un système ouvert : -l'utilisateur averti peut écrire ses propres programmes de traitement BASIC fonctionnant en liaison avec l'application ellemême; -il est possible de rajouter des menus options supplémentaires sans avoir à recompiler tout le système. Il est bien évident que l'utilisation maximale de ce processeur 16 bits ralentit quelque peu l'exécution des différentes tâchée; mais 11 est possible de les transposer sur un processeur INTEL- 286 compatible au processeur 8086, pour les rendre 6 fois plus rapides, et étendre l'espace mémoire grâce à l'adressage en mémoire virtuelle. La phase suivante de développement à laquelle nous nous consacrons, et qui fait suite à un besoin exprimé par différents spécialistes de spectrométrie, consiste à tenter d'introduire l'intelligence artificielle en bout de chaîne afin de fiabiliser et de faciliter l'interprétation des résultats complexes de traitements de spectres gamma. Manuscrit reçu le 18 avril 1988

97 93 Références bibliographiques: [I] Table de radionuclides (F. Layout iu«, N. Cour sol,j. Ldgrand) Labor-atuire dit Métrologie dus Rayonnements Ionisants. [2] Instrumentation électronique en physique nucléaire (mesures de temps et d'énergie) (Samueîi, Pigneret, Sarasin) chez Masson. [3] Détecteurs nucléaires (A.Friant, A.Lanaiart). Techniques de l'ingénieur E4810. [4] Spectrométrie gamma en pratique (A.J. Duivenstijn, L.A.J. Venverloo). Ounod [5] Etude de» différents problèmes posés par l'étalonnage précis d'un spectromètre gamma (Jean Morel). Rapport CEA-R [6] Mesure des énergies et des flux d'émission photonique des rayonnements X et gamma par spectrométrie (Jean Morel) [7] Code de traitement sur ordinateur et. miniordinateur des spectres gamma. Programme RAPIOO (JC Panisset). Rapport CEA SESTR R- 43. [8] Méthodes et programmes d'analyse de spectres gamma (J.Morel, JP.Perolat, I.legrand). Rapport CEA-R [9] Low level processing of diode spectrometry results (J.C.Philippot) 1975 International Conference on low radioactivity measurements and applications. [10] Définition de critères de qualité pour l'essai des logiciels utilisés en spectrométrie gamma: Calcul de la réponse en efficacité (GTR5). Rapport CEA-R [II] Groupe de travail spectrométrie gamma: Limite de détection au rayonnement gamma des spectromètres équipés de détecteur semiconducteur. Rapport CEA-R [12] Définition de critères de qualité pour l'essai de logiciels utilisés tn spectrométrie gamma; Recherche et analyse de pics. (GTR5). Rapport CEA-R [13] Définition des critères de qualité pour l'essai des logiciels en spectrométrie Gamma: Identification et dosage des radionuclides présents dans un mélange complexe (G.T.R.5). Rapport CEA-R [14] Structures du VAX 11/780: Présentation du système d'exploitation (cours Digital Equipment Corporation). [15] Procès-verbal d'évaluation n* R-1002 (G.Allard) [16] iîmx86 Operating System (Intel Corporation) [17] National council on radiation protection and meaaurementa: A Handbook of Radioactivity measurements Procedures (N.C.R.P. Report n* ). [18] Principes des système d'exploitation dan ordinateurs (S.Krakoviak). Dunod informatique.

98 94 ANNEXES ANNEXE 1- QUELQUES DEFINITIONS SUR LES PROCESSUS RADIOACTIFS. -Désintégration Alpha: Un noyau de masse atomique Z et du masse A, su désintègre en émettant une particule alpha (He) et donne naissance un noyau du nombre atomique Z-2 et de Lasse A-4. -Désintégration Beta": Un noyau émet un électron et un neutrino, sa masse reste inchangée mais son nombre atomique est augmenté de 1. -Désintégration Beta*: Un noyau émet un positron et un ieutrino, sa masse reste inchangée mais son nombre atomique diminue de 1. -Capture électronique: Un électron orbital est capturé par le noyau, qui émet un neutrino monoénergétique. -Transition Gamma: C'est le retour de désexcitation d'un noyau placé A un niveau énergétique donné vers un niveau moins énergétique ou vers le niveau fondamental. Elle se manifeste par l'émission d'un photon gamma d'énergie E = (E» - Ef) - E r, (E,: énergie de recul du noyau final), ou par l'émission d'un électron de conversion qui e.t éjecté de l'atome avec une énergie cinétique: E = (E, - E, ) - U, (U: énergie de liaison de l'électron). La capture électronique et la conversion intern* donnent naissance à des vacances dans le cortège électronique; le remplissage d'une vacance s'accompagne de l'émission d'un phcton X.

99 k ANALWSE i'amplitude J ^ PAC V.lh «t V t 4.. A /L.TV sortie Arf PL i CoKVERStohl AliPLÎ TUbE. rents CoNVeRSioAl T HfS- A 2 > u y- ;T j p * R ^'ST«e b'a5r Xie* V < r ' 6 M,» i Ho.*RC k *, : t, -! U A e C*M'ua, visoaflîsatiom

100 95 ANNEXE II TABLEAUX LIES AUX MENUS 1) La table des commandes, CMDTAB. Elle récapitule, pour chaque menu, la liste des commandes disponibles et à côté de chaque commande l'action à mener pour l'exécuter; en effet, une commande peut aussi bien correspondre à un traitement local qu'à un appel à un autre menu (il est ainsi possible d'enchaîner 5 menus successivement; dans ce cas, les appels sont empilés et la sortie d'un menu ramené au menu précédent). L'ordre d'apparition d'une commande dans l'élément sert à attribuer un numéro à cette commande, numéro utilisé par la suite dans la tâche chargée de l'exécution. Remarque: on trouve souvent plus de commandes dans CMDTAB que de lignes dans le menu; ceci est dû au fait que d'une part, on peut faire figurer plusieurs commandes sur une même ligne, et que d'autre part, il existe des commandes "cachées" à l'utilisateur, implantées pour traiter certains événements comme par exemple l'arrêt d'une acquisition. Schéma de CMDTAB: MENU 0 1ère commande nème commande 0 (fin de l'élément) MENU 1 1ère commande nème commande 0 (fin de l'élément) DERNIER MENU 1ère commande nème commande 0 (fin de l'élément) Chaque commande (de la 1ère à la nème) est décrite sur 5 octets, qui sont: CM BYTE code ASCII de la commande A BYTE n* du menu appelé par la commande, ou code particulier ; de 0 à 99: menus résidents ou en recouvrement dont les tables ou les CMD sont résidents de 100 à 107: menus options dont les tables et les CMD sont dans l'espace de recouvrement 255: retour au menu précédent TR BYTE n* du menu où revenir après exécution de la commande, ou code particulier: 254: appel au sous-menu n* CMT.A (JCALL) 255: retour au menu précèdent 0: appel direct du menu CMT.A (#JUMP)

101 so ANALYSEUR MULTICANAL MULTICHANNEL ANALYSER POLYGAM G3 Mémoire : 16 OOO canaux Dialogue opérateur par menus sur écran. 1 à 4 voies d'analyses indépendantes (codeurs Wilkinson Canaux/400 MHz intégrés à l'appareil). Acquisition : analyse d'amplitude, multiéchelle et profil d'activités. Mémoire de masse interne. Etalonnage en énergie et efficacité. Localisation automatique de pics : 2 méthodes statistique, - reconnaissance de formes. Identification et dosage de nucléides depuis bibliothèque. 4 séquences automatiques paramétrables. Langages de programmation Basic-Fortran. Interfaces diverses (imprimantes, réseaux). Memory : channels. Operator dialogue via screen displayed menus. Up to 4 independent analysis inputs ( channels/ 400 MHz built-in Wilkinson ADC). Acquisition : amplitude analysis, multichannel scaling and activity profile. Internal mass memory. Energy and efficiency calibration. Automatic peak search : 2 methods statistical, shape recognition. Nuclides identification from library with qualitative and quantitative ana>ysis. 4 programmable and simultaneous automatic sequences. Programming languages : Basic-Fortran. Various interfaces (printers, networks). IfJDu/nelsc

102 97 Schéma de AUTTAB: -1er mot : poids forts, poids faibles flèches de la ligne 16 a 1 (de* gauche à droite) -2^me mot : flèches de la ligne 32 à 17-3ème mot: inutilisé (32 lignes seulement) -4ème mot: autorisations des commandes 16 à 1-5*-me mot: autorisations des commandes 32 à 17-6ème mot: autorisations des commandes 48 à 33 4) La table des jetons des boites à lettres, B0XTAB. Elle contient tous les jetons des boites à lettres des tâches menus. Chaque jeton est rangé, au moment de la création de la boite à lettres, dans l'élément de la table dont l'index est celui du numéro du menu. C'est cette table que le distributeur consultera pour envoyer un message au menu demandé. Segment RESOVE: échanges entre menus résident et en recouvrement com RESOVE constitue une partie du segment HESSAG créé pour la mande système LOAD$I0$JOB. MODULE INTEGER CMDPTR POINTER CMDPTR0 POINTER CMDPTR1 POINTER CMDPTR2 POINTER CMDPTR3 POINTER CMDPTR4 POINTER MENPNT POINTER COMMAND,PTR POINTER BOXPTR " POINTER TACPTR POINTER N0MBTAC BYTE TKLISTC12) BYTE DRUBPTR POINTER n* du module chargé adresse du CMD appelant adresse du CMD de recouvrement clavier adresse du CMD de recouvrement séquence 1 adresse du CMD de recouvrement séquence 2 adresse du CMD de recouvrement séquence 3 adresse du CMD de recouvrement séquence 4 pointer des adresses MENTAB de recouvrement pointer des adresses CMDTAB de recouvrement adresse des jetons boites à lettre de recouvrement adresse NOMTACHE de recouvrement (sauve/rapp) nombre de menus dans le module liste des n* de mailbox pour UNCATALOG adresse descripteur de rubrique Remarque à propos de TKLIST: Cette table d'octets contient la liste des n* des tâches définies dans un module; le 1er octet contient le nombre de numéros qui suivent. Cette liste sert A cataloguer les boites à lettres des tâches menus avec un nom contenant le n* du menu. Ce nom doit être pour toutes les boites à lettres, 'TASK',i,'BOX'; i représente le n" du menu.

103 m ANALYSEUR MULTICANAL MULTICHANNEL ANALYSER POLYGAM «H Mémoire : canaux Dialogue opérateur par menus sur écran. 1 à 4 voies d'analyses indépendantes (codeurs Wilkinson Canaux/400 MHz intégrés à l'appareil). Acquisition : analyse d'amplitude, multiéchelle et profil d'activités. Mémoire de masse interne. Etalonnage en énergie et efficacité. Localisation automatique de pics : 2 méthodes statistique, - reconnaissance de formes. Identification et dosage de nucléides depuis bibliothèque. 4 séquences automatiques paramétrables. Langages de programmation Basic-Fortran. Interfaces diverses (imprimantes, réseaux). Memory : channels. Operator dialogue via screen displayed menus. Up to 4 independent analysis inputs ( channels/ 400 MHz built-in Wilkinson ADC). Acquisition : amplitude analysis, multichannel scaling and activity profile. Internal mass memory. Energy and efficiency calibration. Automatic peak search : 2 methods statistical, shape recognition. Nuclides identification from library with qualitative and quantitative ana'ysis. 4 programmable and simultaneous automatic sequences. Programming languages : Basic-Fortran. Various interfaces (printers, networks). lifilunielec

104 POLYGAM NU 416 est un analyseur multicanal de milieu de gamme, évolutif, pour l'acquisition, le traitement et l'exploitation de spec'res nucléaires (Gamma. X, Alpha). Il est conçu comme un outil de travail interactif adapté aux processus d'acquisition, de traitement et d'exploitation des spec- \ res. Ceux-ci peuvent être acquis de façon complètement autonome par l'analyseur équipé d'un à quatre codeurs d'amplitude qui numérisent le signal fourni par des détecteurs de rayonnement nucléaire, ou bien être acquis par un ou plusieurs analyseurs milieu, ou bas de gamme, avant d'être transférés vers POLYGAM pour le traitement et l'exploitation des résultats. POLYGAM NU 416 is a medium range, evolutive and expandable multichannel analyser, for acquisition, processing and manipulation of nuclear spectra (gamma, X. alpha). Simple, convenient and friendly operation with exclusive menudriven set-up and built-in user manual for acquisition, processing and exploitation procedures : the spectra can be acquired completely independently by the analyser, supplied with up to four amplitude converters which digitize the signals from the radiation detectors, or may be acquired by one or more MCAs, prior to transfer to the POLYGAM for processing. MANIPULATION DE L'APPAREIL Particulièrement simple grâce à : l'affichage d'un menu clés fonctions disponibles, la présentation des paramètres en pages regroupant lesparamètres utiles à l'exéctjtion des fonctions choisies, la facilité de variation des paramètres sélectionnés (déclaration au clavier numérique et/ou variation continue au moyen de la boule roulante), la possibilité d'écrire des séquences de fonctions et de modftaattons de paramètres ou de les exécuter, de modifier et d'interrompre ces séquences de façon programmée pour in roduire une donnée au clavier, ou attendre un événement particulier, la possibilité offerte à l'utilisateur d'écrire ses propres programmes de mesure et de traitement à l'aide d'un langage évolué pouvant faire appel à toutes les fonctions du menu. HANDLING Ease-of-use is particularly simple thanks to : built-in user manual display, presentation of parameters in pages combining paremeters useful for the execution of the functions selected, selected parameter variation facility (declaration on digital keyboard and/or continuous variation by means of track-ball), possibility of writing or running sequences including functions and parameter modification, with program modifications and interruptions of the sequences to enter data via the keyboard, or awaiting a given event, user possibility of writing his own measurement and processing programs using a high level language, which can call upon all the menu fonctions. ACQUISITION Elle est réalisée de façon simultanée sur quatre voies entièrement indépendantes, par Incrément Direct en Mémoire (DMI) et via une mémoire tampon de 64 mesures. Les codeurs, au nombre de 1 à 4, sont entièrement programmables depuis le clavier alphanumérique et par les séquences automatiques. Utilisant les technologies les plus récentes ils permettent la numérisation rapide (horloge à 400 MHz) et précise ( points et circuit prédiffusé à grande stabilité en température) des informations analogiques. ACQUISITION Acquisition is made simultaneously by up to four fully independent inputs by means of direct memory increments interface (DMI) via a 64 measurement buffer memory (FIFO). The converters, of which there are up to 4, are fully programmable from the alphanumeric keyboard and by the automatic sequences. Using the most recent technologies, these provide high speed (400 MHz clock) and accurate ( points and gate array high stability temperature circuits) digitizing of analog signals. LOGICIEL Il est configuré autour d'un système d'exploitation multitâche. S'y raccorde un iogiciei specialise pour analyseur multicanal réalisant le dialogue entre l'opérateur et la machine par présentation, en môme temps que la visualisation graphique, d'un menu des fonctions disponibles ainsi que l'affichage des résultats des calculs. En option, le système d'exploitation supporte un langage évolué (Basic, Fortran ou Pascal, etc..) permettant à l'utilisateur d'écrire des programmes de traitement adap. Js à ses applications particulières. SOFTWARE The software is configured around a multitask operating system. Special software for the multichannel analyser is connected to this and provides the dialogue between the operator and the machine by displaying a function menu and the calculation results simultaneously with the graphic display. The optional operating system supports a high level language (Basic, Fortran or Pascal, etc..) enabling the user to write processing programs for special applications.

105 - ^.: c 0- :. ;.VEAL'S % J!» ê VISUAUSAT10N j j Eile présente simultanément sur un graficf écran de 38 cm : le spectre sous forme graphique av^c Jndication des échelles et la graduation des axes, les paramètres principaux d'analysej ; les menus des paramètres et lonctkjnîfdisponibles pour la gestion de l'acquisition, des maniiuljtions. traitements et exploration des spectres. f % i VUE DÉ LCCRAN SCREW tcbv DISPLAY On the wide screen (38 cm) simultaneously provides 9 ê a the spectrum ifi graphic form with indications of sçjsjes and axes graduations, the main anal/jsis parameters, \ J the parameter.and function mei, JS. available for mjaijagement of spectijjm acquisition, handling processing êpa manipulation. -Qraphtqte» Mmiv-QnpMctmin?

106 EXPLOITATION DES MESURES traitements et manipulations de spectres sont effectuas par microprocesseur performant de 16 bits associé à un copror arithmétique conférant à l'appareil une grande rapidité exécution. Outre, les traitements classiques tels que : intégralissage correction de décroissance, transfert avec opérairs arithmétiques, étalonnage en énergie et en efficacité, locaition de pics, reconnaissance de nucléides, POLYGAM met la dtaposroon de l'opérateur tout» une série d'outils interacutilisant les possibilités graphiques de la visualisation et permettant la mise en oeuvre aisée de l'exploitation des spectres. constitution des spectres d'étalonnage en utilisant les fonctions de localisation de pics et de reconnaissance - de nucléides, i constitution de bibliothèques adaptées à chaque utilisa- I tion, à part'' d'une bibliothèque plus générale, ' calcul des rapports de pics permettant la comparaison : avec les rapports de branchement contenus en bibliothèque. ''opérateur ainsi libéré des actions fasudkwises peut concen- «r toute son attention i l'interprétation des résultats. MAKING USE OF THE MEASUREMENT Spectrum processing and handling are performed by a high performance, 16-bit microprocessor associated with an arithmetic coprocessor, providing high-speed execution. In addition to conventional processing operations such as : integration, smoothing, decay correction, transfer with arithmetic operators, energy and efficiency calibration, peak localization, nuclide iaentification, POLYGAM provides the operator with a complete series of interactive toots using the graphic display capabilities, and enabling easy implementation of spectrum manipulation : creation of calibration spectra using peak localization and nuclide identification functions, creation of libraries adapted to each application, from a more general library, calculation of peak ratios enabling comparison with percentage yield contained in the librarv. The operator is thus relieved of fastkfous tasks and can devote full attention to result interpreting. MEMOIRE DE MASSE I l'appareil utilise des disques souples et Winchester de 5" 1/4 f worporés dans la console. MASS MEMORY As a mass memory, the equipment uses floppy and Winchester 5 1/4" built-in discs. PERIPHERIQUES FOLYGAM peut être raccordé à des appareils aussi olvers que : itprirnante, table traçante, console, clavier de télécommande, ; îaiculateur, réseau local, passeur d'échantillons, autres analyl<eurs, etc.. I.es sorties imprimables fournissent sur le môme support, la liste lies contenus de la mémoire histogramme, et sa représentalion graphique..'organisation de POLYGAM est basée sur un bus normalisé fit largement diffusé (MULTIBUS)*, ce qui permet le raccorde- I nent d'options et d'extensions diverses et en fait un appareil l'jvolutif. PERIPHERALS POLYGAM can be interfaced with equipment such as : printer, plotter, terminal, remote control keyboard, computer, local network, sample changer, other analysers, etc... A list of the contents of the histogram memory and a graphic representation of same are provided on the printout. The POLYGAM is organized around a widely diffused, standardzed bus (MULTIBUS)*, enabling connection of options and miscellaneous extensions, ensuring expansion capability for the future. MAINTENABILITE M programmes de test automatique, inclus dans POLYGAM, lirai que le mode trace facilitent le diagnostic et accélèrent les opérations de maintenance du matériel sur le site d'exploitation. MAINTENANCE FACILITY The automatic checkout programs included in the POLYGAM. together with the trace modejacilitate hardware maintenance. * Marque dépotée de int* Corp. Trademark of Intel Corp.

107 EXPLOITATION DES III MAKING USE OF THE MEASUREMENT i! T % t T H* * w m m V i OI il h 4 : Spectre et pics trouvés; : Spectrum and found pmki f\ / W la^ok. LOCAUSA"ffi)N DE PICS : l AUTOMATI&KEAK SEARCH r? *? «

108 I VERSION STANDARD PRESENTATION Console à deux volumes clavier alphanumérique associé à; ufce boule roulante. coffre&ecevant le moniteur de télévision N et B de 38 cm, Jes alimentations BT.!e bac à cartfs ej, en option, deux dis- Saies 5? 1/4. STANDARD VERSION '. :: PRESENTATJON j The equipemerft comprises 2 basis units, including alphanumeric; keyboard linked to a track-ball. 38 cm black Jind white TV monitor, the low voltage power supplies, the boards chassis and, optionnally, two \ 1J4" disk drives. jj ie A ÎA

109 ARCHITECTURE Les sous-ensembles prenant place dans le bac à cartes sont : le microprocesseur avec 64 Ko PROM, 8 Ko RAM, Interface clavier (RS232C) et Interface imprimante (type CENTRONICS). la chronologie vidéo et les mémoires : 24 Ko Ecran, 64 Ko Histogramme et '58 Ko de Mémoire programme et de Travail, l'interface DMI pour 1 à 4 codeurs incluant en outre 4 entrées Multiéchelle, et trois interfaces : boule roulante, 8 entrées/8 sorties pour passeur d'échantillons ou autre. V24/RS232C pour Sortie Série et Entrée Télécommande, un tiroir codeur de points/400 MHz. (extensible à 4). ARCHITECTURE The subassemblies located in the boards chassis are : the microprocessor, with 64 KB of PROM, 8 KB of RAM. keyboard interface (RS232C) and printer interface (CENTRONICS). the video timers and memories : 24 KB screen. 64 KB histogram and 768 KB program and working memory, the DMI interface for 1 to 4 ADCs. including 4 muitiscaiing inputs and 3 interfaces : track-ball, 8 inputs/outputs for sample changer, V24/RS232C for output and rei ote control input. a channel/400 MHz ADC (expandable to 4). LOGICIEL Inclut les fonctions suivantes : configuration de la mémoire histogramme, en 1 à 8 mémoires égaies, affectation des 4 voies d'analyses (les codeurs) aux mémoires histogrammes, sélection et déclaration des paramètres d'analyse : paramètres des codeurs d'amplitude et présélections en temps (actif et/ou réel) et/ou en nombre de coups acquisition en analyse d'amplitude, multiéchelle et profil d'activité, étiquetage des spectres contenant tous les paramètres d'analyse et une zone libre de 500 caractères par spectre, visualisation alphanumérique et graphique : menus, paramètres et fonctions disponibles, sélection des mémoires visualisées, choix des échelles, résultats de calcul, manipulation de spectres : remise à zéro, transferts addi- tils et soustractifs avec coefficients, lissage, etc.,, intégration de zones marquées et calcul de rapports de pics, calculs sur pics marqués, calibration en énergie, I horodateur permettant de dater les acquisitions, I séquence automatique enchaînant la sélection des paramè- I très, les commandes d'acquisition, de manipulation et de I traitement de spectres et la synchronisation avec des orga- I nés extérieurs (passeur d'échantillons, etc.), I édition des résultats tels qu'ils apparaissent sur l'écran ou sous forme de tableaux de résultats, tests de bon fonctionnement de l'appareil, télécommande. SOFTWARE The standard software includes the following features : histogram memory configuration, from 1 to 8 equal subgroups, selection of each of the four inputs (ADCs) to histogram subgroups, selection and declaration of analysis parameters : amplitude and time preselection converter parameters (active ana/or real) and/or number of counts, amplitude analysis, muitiscaiing and activity profile analysis acquisition, labelling of spectra containing all analysis parameters and a free area of 500 characters per spectrum, alphanumeric and graphic display : menus, parameters and available functions, selection of displayed memories, scale selection, results of calculation, spectrum processing : reset to zero, additive and substract'rve transfers with coefficients, smoothing, etc. integration of marked ROI, and peak ratio calculation, calculation on marked peaks, energy calibration, time-of-year clock for dating acquisitions, automatic sequence linking parameter selection, acquisition, handling and processing of spectra controls ano sy: ":hrcnizing with external devices (sample changer, etc./ printout of results, as they appear on the screen or as tabies of results, operating checkout, remote control.

110 OPTIONS MATERIEL Î ; Jn à trois codeurs supplémentaires, f Multiplexeur-aiguilleur analogique pour 4 voies d'analyse sur ;e même codeur, JDeux disques 5'"i/4 dont un souple et un Winchester ; internes. Imprimante alphanumérique et graphique, ' Interface 24 entrées/sorties parallèles, ' interface E/S analogiques, Interface IEEE 488. Coupleur réseau local Ethernet, Interface V24/RS232C supplémentaire. HARDWARE Up to three additional ADCs, Analog mixer / router for up to 4 inputs to the same ADC. Two internal 5 1/4" disks, one floppy and one Winchester, with extension memory, Alphanumeric and graphic printer, 2* parallel inputs/outputs interface, Analog I/O interface, IEEE 488 interface, Ethernet local network coupler, Additional V24/RS232C interface. OGlCtEL écessite un disque souple et un disque dur. ', Langage : BASIC, permet à l'utilisateur la programmation en langage évolué de traitements spécifiques sur les spectres acquis, Autres langages : FORTRAN, PASCAL, etc., Courbe d'étalonnage en efficacité, Localisation de pics, Identification et dosage des radionuclides d'après bibliothèque. Protocoles d'échange de spectres : GAMMATEL, Transmission de spectres sur liaison V24/RS232C avec formats paramétrables (interconnexion de plusieurs analyseurs ou liaison calculateur), Gestion des interfaces IEEE 488,24 E/S parallèles, E/S analogiques, réseau local. SOFTWARE Requires a floppy disk and hard disk. Language : BASIC, connected to automatic sequence to enable the user to program specific functions in high level language togethbr with the control of functions and parameters from the menu, Other languages : FORTRAN, PASCAL, etc., Efficiency calibration curve, Peak search, Isotope identification from library and activity calculation, GAMMATEL spectrum transfer protocols, Transmission of spectra over V24/RS232C link with programmable formating (interconnection of several analysers or computers), IEEE 488,24 parallel I/O, analog I/O, local network interface management. CARACTERISTIQUES PHYSIQUES i insole : L 505 x H 420 x P 575 mm f Xavier/boule :L545xH 50xP190mm ivlasse :35 kg alimentation : 220 V/50 Hz ou 110 V/60 Hz - 2 kva I PHYSICAL CHARACTERISTICS Console : L 505 X H 420 x W 575 mm Keyboard/track-ball : L 545 x H 50 x W 190 mm Mass : 35 kg Power supply : 220 V/50 Hz ou 110 V/60 Hz - 2 kva NuueiEC, soucieuse OAMBJOPBI CONSTAMMENT LA QUALITÉ oe ses pro ïiuns. se «SERVE m DROIT o«v Distribué par / Distributed by : KCCIPEP LES CAAACTERISWUES SANS \*FAVI$: NUMBJEC m UNeMHnSPOUCYCf CONTINUOUS PROOUCTS IMPROveMeNT. ' iva me momt ro UC&FY rue SPSCIFICATVNS WITHOUT NOTCE» ichumclec jrs-niui mwr tri

111 98 QUELQUES EXEMPLAIRES D'EDITION DES RESULTATS OBTENUS (IDENTIFICATION ET DOSAGE DES NUCLEIDES, TABLE DES INTERFERENCES, ZONES MARQUEES, LOCALISATION DES PICS, SPECTRE BRUT, MENUS, ETC...)

112 S 7 / 1 y 1 S L5 : 03 : 03 GDI " -- TR 601 S T R 600 = LOGE! NUMELEC POL Y GftM NU4 1 6 ME 'V V I S U ft P ft RfiM M ft N I NT CftL EFF TRft I P EG. E I G I T HORO SEQUE I M P R I D I SQL) NC E M ft N TE E LftN GftG E TRft I T. ftlphft CREftT.BIBLI OPTIONS 0 G u r s E0 Coni en u : u r : E s E3keV+ dps* ET I GUETTE S ft U V r : RftP P n : N O M : M E N U

113 SPECTRE NUMERO :. DATE EDITION : 87/12/18 14:58:59 MEMOIRE : A DATE PRFIEVEMENT: 31/01/01 09:00:00 UNITE D'ACTIVITE: Ba /«3 VOLUME: E-3 «3 LOCALISATION: FORME R»*1.7015E0 Z=+1.683E-3 PICS NETS. CALIBRATION: E-1X E E-8X2 PIC3 'CANAL/ENERGIE? RESOLUT SURFACE NETTE BRUIT DE FOND M c POSITION INFERIEUR SUPERIEUR 188/ E1 103/ E E1 1.55E? E E4 à. 95E0 151/ E1 143/ E E1 1.64E E E4 4, 13E0 175/9.1495BE1 170/ E E1 2.54E E E4 S. 89E1 233/ E2 224/ E E2 1.62E E E E0 312/ E2 305/ E E2 2.01E E E4 14E1 322/ E2 320/ E E2 5.4E-! E E E1 438/ E2 431/ E E2 1.43E E E E1 480/ E2 475/ E E2 1.71E E E4 3 23E0 544/ E2 538/ E E2 1.66E E E E0 583/ E2 573/ E E2 1.02E E E E1 597/ F2 591/ E E2 1.66E E E E0 680/ E2 673/ E E2 1.78E E E E0 704/ E2 693/ E E2 1.72E E E E0 727/ E2 719/ E E2 2.46E E E E1 768/3.B3291E2 754/ E E2 1.71E E E E0 815/ E2 808/4 0723E E2 1.S3E E E E1 881/ E2 875/ E E2 1.77E E E E0 970/ E2 963/4 8454E E2 1.79E E2 9.3B13E3 fr 95E1 1000/ E2 993/ E E2 1.52E E E E2 1121/ E2 1114/5 5985E E2 1.64E E E3 6 94E / E2 1150/5 7780E E2 1.65E E E E1 1213/ E2 1205/6 0523E2 12! E2 1.55E E E3 5 04E1 1317/ E2 1309/6 5710E E2 1.92E E E3 9. 3E / E2 1346/6 7555E E2 1.80E E E E1 1372/ E2 1365/6 8503E E2 2.61E E E3 2 34E1 1552/ E2 1543/7.7380E E2 1.97E E E3 3 15E0 1616/ E2 1605/8 0471E E2 1.59E E E3 88E1 1729/ E2 1724/8 6406E E2 2.07E E E3 8 42E0 1834/ E2 1829/9.1642E E2 2.15E E E3 5 52E1 1848/ E2 1844/9.2390E E2 1.58E E E3 6 28E1 1924/ E2 1916/9.5980E E2 2.04E E E3 3 30E0 2006/ E3 1994/9.9870E E3 2.08E E2 J 00O*>C*> 4.42EI 2168/ E3 2159/1.0810E E3 2.16E E E3 4 47E0 2176/ E3 2159/1.0810E3 218! E3 2.13E E E3 A. 26E1 2221/ E3 2209/1.1059E E3 2.19E E E3 3 50E0 2343/ E3 2333/1.1677E E3 2.23E E E3 1.47E0 2423/ E3 2416/1.2091E E3 1.99E E E3 1.96E1 2596/ E3 2587/1.2944E E3 2.17E E E2 I.24E1 2663/ E3 2644/1.3228E E3 2.31E E E2 1.44E0 2814/ E3 2794/1.3976E E3 2.27E E E2 0.34E3 2892/ E3 2883/1.4420E E3 6.4E E E2.74E1 2914/ E3 2906/1.4534E E3 5.77E E E2 2.73E1 2919/ E3 2906/1.4534E E3 2.33E E E2 1.37E1 3056/ E3 3043/1.5217E E3 3.97E E E E1 3529/ E3 3519/1.7590E E3 1.05E E E1 4.04E1

114 BIBLIOTHEQUE: BI8RE3ULT 87/12/18 14:54 SPECTRE NUMERO :. DATE EDITION : 87/12/19 14:54:50 MEMOIRE DATE PRELEVEMENT: 31/ :00:00 UNITE D'ACTIVITE: ha /«3 VOLUME: 4.B000E-3 PARAMETRES D'ACQUISITION DATE ACQUISITION : 86/02/27 18:03:04 TEMPS REEL'.s) : 601 TEMPS ACTIF(s) : 600 TEMPS MORT Ci) : 1.664E-1 AGE DE L'ECHANTILLON : E0 A LOCALISATION: FORME CALIBRATION EN ENERGIE: E-1 X E E-8 X2 CALIBRATION EN EFFICACITE: E=Loq<W); Loo</> = E E0*E + 7.9B2E-UE E-1*E E-4#E E-4»E E-5*E6 0*E7 0*E8 0*E9 COEFFICIENTS DE LA FONCTION ERREUR: E E E E-4 EMIN= E1. EMAX= E3, /INT.MAX* 10X

115 BIBLIOTHEQUE: 3IBRESULT 87/12/18 14:55:19 BIBLIOTHEQUE DE REFERENCE: :SD:BIB23 î:trace. A:Intensité absolue. -:intensité fils. -:Activite aax raie non vue TYPE RAIE: '.' : Vue. K:La «oins tasquee. I:La Mins interterente. N:Hultipletsilere.2ete.3e«). C:Coincidente NUCLIDE T PERIOOE ENER6IE INTENSITE RENDEHENT ENER6IE ACTIVITE ERREUR(Ï) TYPE-RAIE OBSERVATIONS RAIEIkeV) RAIE PIC Sa,'«3 V H I N C 27 CO 61 T 5.271IE8A E3 9.9B98BE1 A 2.937E E E BE2 V «E3t9.99B3flEl A 1.981E E E B9E2 V 47 A6M118 T 2.49BIE2J E2 8.M8BE-3 A E E2 V ME BE-2 A E E E1S 1.8S873E2 V E E-2 A 5.555E E2 V E2 6.80HE-2 A 5.426E-1B E2 t&.s24elâ BE2 V E2 1.I6ME-! A 1.1B3E B32E2 H.S78E E2 V E2 à.4«me-3 A 7.73IE-U 4.1B723E2 *4.367E B59E2 V E2t9.4378BEl A 1.762E-U E E B52E2 V E2!.«488IE1 A 1.6B6E-U E E E2 V E2 6.44B8BEB A 1.539E-U E E16 5.2BB54E2 V E2 1.6&B88E1 A 1.41IE E BBE1 A 1.187E E2 7.27W8E1 A 7.B38E E BBE1 A 5.876E-12 1.B8543E3 6.7NK-2 A 3.735E-12 1.BB546E E E2 V 1.30M8E3 2.MME-2 A 2.139E E3 M.333E2B 9.3B618E2 V 55 CS 134 T E8A E2 2.1IME-2 A 4.I23E E E E2 V BE2 8.38S00EB A 2.853E E E I1E2 V 5.è9320E EI A 2.739E-U f 2*9.763MEl A 2.2B8E BE E1 A 9.756E E B8EB A 2.978E E3 *9.97SE BE2 V 55*CS B15BE1A 6.M64BE2tB.52S0SEI A 1.738E I89E E E2 V 54 Bfi 133 T 1.85B8E1A IE1 3.41BME1 A E SE E E1 V N E2 4.41BIE-I A 1.51SBE E E E2 V E2 4.53S8E-1 A 5.24BE B3E2 +I.477E E2 V E2 7.17BBBEB A 2.664E-IB E2 ^èsem 2.II594E2 V 3.B2833E IE1 A 1.993E-1B 3.I1991E E E2 V 3.56I17E2*6.2MBBE1 A 1.198E E2»4.387E E2 V 3.83B51E2 8.93BtBEB A 9.454E E E E2 V 58 CE 144 T E2J IE1 1.12SBBEB A E BE E E1 V N E2*1.1B08*1 A E-9 58*CE 144 T 2.8SSBE2J 8.B184K1 1.12NBEB A E K E E1 V N E2M.18880E1 A E BE2 1.34MBEB A 1.473E B78E2 3.3BHE-3 A 9.I95E-12 3.IB28K E E2 V IE2 2.&8S8E-3 A 7.351E IE2 M.83BE2B E2 V 63 EU 152 T 1.333BE1A l.21784e2t2.84b08el A E-9 1.2B427E E13 9.4B98BE1 V N E2 7.54BHEB A 3.924E-1I E E E2 V E2 3.35ME-2 A 2.694E-1Î 2.753S5E2 M.466E I94E2 V 2.9S939E2 4.43ME-1 A 2.146E B08E2 f3.341e E2 V BE2 2.7flffE-2 A 1.379E-II E2 V E NE1 A 1.331E-1I E E14 5.B7916E2 V K2 8.98ME-3 A 1.245MB Ï.35360E2 V K2 4.8BNE-3 A 1.18'ê-ll IE E B25E2 V E A 1.I81E-1I E E E2 V K2 Î.MWE 3 A 9.328E-M I8.324E17 3.I81Î6E2 V U1115E E» A 7.625E E2 +8.S77E E2 V BE2 I.lBBfE-2 A 6.127E E2 V «83E A 5.993E-U E2 V E I8E8 ft 5.993E-U E2 f9.292ei E2 V K K-1 A 4.442E B30E2 M.382E E2 V Ï.I3387E2 J.34tK-l A 4.B49E-I1 3.I2992E2 M.423E E2 V

116 BIBLIOTHEQUE: BIBRESULT BIBLIOTHEQUE DE REFERENCE; ;SD:BIB23 57/12/13 14:56:41 T:Tr»ce. A:Inten5ite.uâciue. -: Intensité fil». -:Acti/ite «* rue non vue TVPE RAIE: V:Vue. H:La soins tasouee. I:La soins interferente. N:ltultiplets(lere.2ese,3e*e>. C:Coincidente MUCLICE T PERIODE ENER6IE INTENSITE RENDEMENT ENER6IE ACTIVITE ERREUR(I! TYPE-RAIE OBSERVATIONS RAIEikeV) RAIE PIC Bo /»3 V «I N C BE2 1.0B8OE-3 A 2.886E-U E2 V B21E E-2 A 2.341E-I E2 V I21E BE-1 A 2.341E-U E2 1.3BAEI E3 V E2 4.58B8E-1 A 2.518E E E E2 V E2 4.&2BBE-1 A 1.599E E2 +I.873E E2 V E E-2 A I.541E-11 â.88518e2 V I E2 8.4A8BE-1 A 1.523E E E E3 V E E1 A 1.B43E E E15 5.A3563E2 V BE2 1.27B8E-2 A 9.398E-I2 8.1B2BBE2 V l 8.1B459E E-1 A 9.221E BE E B33E3 V E BBEB A 7.473E BE2 H.I25EI E2 V 9.194S1E2 4.35B8E-1 A 6.241E E E E2 V E2 2.ù8wJE-l A 6.898E B92E2 *8.947E E2 V E BE1 A 5.388E E2 V E2 1.37B8E-1 A 5.388E E EI E3 V E3 3.9S88E-3 A 4.793E-12 1.IB468E3 V I 1.N528E3 6.4B8BE-1 A 4.735E B468E E A5E3 V 3 1.B8488E3 2.43BBE-1 A 3.73BE-12 1.B8346E3 V E3 1.BB98BE1 A B546E E1Î J.545B1E3 V 3 1.B897BE B8E8 A 3.698E-12 1.I8945E3 *7.553E E2 V E3 1.95BBE-1 A 3.493E-12 1.U189E3 V E BK1 A 3.465E E E E3 V B97E BE-2 A 2.954E E E E2 V E EB A 2.649E E E15 B.77468E2 V E3 1.43BBBEB A 2.143E E E SB8E2 V 95 Ad 241 T E2A 1.238lBE2»1.88BBE-3 A E-9 1.2B427E E17 1.B4393E2 V H E E-5 A E-9 1.M822E E17 2.2A847E2 V BE2 2.28BBE-4 A 1.874E-1B 3.W832E E E2 V E2 3.6BBBE-4 A 1.724E-U E E2B E2 V

117 TriBLE DES INTERFERENCES 37/12/13 14:5: eciechaopeient cessible. ex:echapp. raie est. au pic. -:Intensité raie du fils EHERBIE e e NUCLIDE INTENSITE NUCLIDE INTENSITE NUCLIDE INTENSITE PIC c i RAIE RAIE RAIE NUCLIDE INTENSITE RAIE NUCLIDE INTENSITE RAIE E1 56 BA 133T Af3.41WEl E2 47 A6H118T A+8.8BBE E2 56 8A 133T A+6.418E E2 95 AH 241T A+7.288E E2 47 A6HUBT A+6.288E E2 55 CS 134T AV2.18IE E2» 5e BA 133T A+7.17MEB 2.95B88E2 63 EU 152T A+4.430E-1 3.fli991E2 Si BA 133T A+1.832BE E2 ) > à3 EU I52T A+2.78BE E2 * 56 BA 133T A+6.23BIE E2 < s 47 AGH118T A+1.B6BE E2» 56 BA 133T A+8.93BBE E2 ) t 47 A6HU8T A+6.48K E2 ' 63 EU 152T AM.1B8E BE2 i 63 EU 152T A+4.12BE-1 5.B2992E2 i ( 63 EU 152T A+1.560E E2 i 55 CS 134T A+8.38MEB 5.B6281E2» < i 63 EU 1527 A+4.58BE B89E2» < 47 A6H1J8T A*9.437BE E2 i 47 A6H11BT A+1.B488E E2 <» 47 A6K11BT A+6.44MEB E2 i t 63 EU 152T A+1.294IE IIE2 i 38«CE 144T A+3.SBBE BE2 <» 58*CE 144T A+2.688E BE2 i 63 EU 1Î2T A+4.330E B92E2 f i 63 EU 152T A+2.68IE E2 > 63 EU 152T A+1.446BE1 1.B8468E3 i ( 63 EU 152T A+3.930E S46E3 < t 47 AeiUlIT A+6.7B8E-2 1.M945E3 > 63 EU 152T AM.7378E8 I.11189E3 i 63 EU 152T AM.95IE » 27 CO 68T A E E3 i 63 EU 152T A E E3 * 47 AGflllBT A*2.IIBE E3 > 27 CO 6BT A E1 58 CE 144T A EB 47 AGMI18T A+1.388E-2 47 A6H11BT A+6.88BE-2 63 EU 152T AV7.54MEB 63 EU 132T A+3.33BE-2 63 EU 152T A+2.652IE1 63 EU 152T A+B.9BBE-3 63 EU 152T A+8.42BE-1 63 EU 152T A+5.8BiE-3 63 EU 152T A+2.246BE0 63 EU 152T A+3.2BBE-1 5B*CE 144T A E8 63 EU 152T A+2.34B8E1 95 AH 241T AM.888E-3 56 BA 133T A+4.53BE-1 63 EU 152T A+4.BIBE-3 95 AH 241T A+2.28BE-4 63 EU 152T A EB 63 EU 152T A+1.B80E-3 63 EU 152T A+2.5BBE-2 63 EU 152T A+4.660E-1 55«CS 137 A+B.52B8E1 63 EU 152T A*4.628E-1 63 EU 152T AM.98BE-2 63 EU 152T A+1.27BE-2 63 EU 152T A+4.238BE0 63 EU 152T A+1.37BE-1 63 EU 152T A»6.4«E-1 63 EU 152T A+2.438E-1 63 EU 1S2T A+1.356BE1 55 CS 134T AM.792BEB 63 EU 152T Afl.6388EB 95 AH 241T A+3.688E-4 63 EU 152T A+B.46BE-1 63 EU 152T A+3.168E-1 63 EU 152T A+1.889BE1 63 EU 152T A+3.568E-2

118

119 SPECTRE NUMERO : SPECTR DriTE EDITION : 37/12/13 14:43:18 MEMOIRE : A DATE PRELEVEMENT: 86,.'«1/14 «!?:55:8B UNITE D'ACTIVITE: Bo /CC VOLUME: BEB CC SPECTRE ENTIER : l 18 : l 28 : : : B : t t t t 31871» 32980» t 25572» t * : 29818» 53425» t t 25185» 23239» t t * S f t i t * t * * 25468» : * t 25490» 25051» t t : i 26683» t t * : i » i » i t t i t t * * t * * t i 192B t 1B549 t * 18471» f t * * t i t i 2811? t t t * * t i BB t * i * i t t 9777 t » 9722 * 9553 i 9985 i i * 9501 t 9112» t 9198 * 9262 t * t t i i 9069 t 7341 t 7338 t t 7876 * t t 19770» i 7729 t 6609» 6759 t : i 6889 f 7055 t t « i 7746 t 6427 i 6366 i : t t 6168 t 9588 i i f 7417 f 5717» 5371 t : 5584 i 5592 i 5676 * 6629 * * 28526» 7790 t 5085» 4828 «360 : i 4882 f 4760 t 4917 t 5220 t 4849» : : 4689 t 4869 * 7672» 9158 t 6058 f 4955 t 4822 f 4787 t 5147 t 9350» 390 : i * t 5179 t 4850 * 4052 * t f 3990 t 4031 t 4268 t 410 : 4833 i 4261 t 3999 i 3943 t : t 3841 t 3840» 4336 * 3341 i 3858 * i f

120 SPECTRE NUMERO : SPECTR DATE EDITION : 37/12/13 14:45:10 MEMOIRE : A DATE PRELEVEMENT: 36/01/14 07:55:00 UNITE D'ACTIVITE: Bo /CC VOLUME: E0 CC SPECTRE ENTIER : 33JJ * 3844 * 4535 t 5132 * 4198» 3852 * 3778» B * 3557» 3576 * 4391 * f 3597» * 3621» 3569 * 3752» 3885 t 4159» 5424 t 9173» » 22161» t * * 4571 t 3254» 3117» B t 3420 * t 6838 t 4381» 3474 t 3393 t * 3196 * 3167» 3534 t 8969 ' t * «2823 * * » » 2757 * 2676» 2716 t 2654 * 2817 * 2664 * 2469 # 2456 t 2367» I : : t 1831 * 1840 * 2196 * 3745 * 4209» 2412» t 1693» : : * 1755 # 1790» i 1924» 1886» 2217 t 2592 * 2124 i 1848» 1760 * t 1990 i 1924» * 2271» 5411 t f 21581» 9666» 3175 * * 1777» 848 : 1892 t 1932 t 2885 f 2637 i 7010 * 19387» i # 3285 f 1803 * 858 : 1609 t t t 1668 * 1636 t 1942 * 2376 # 2225 * 1806» 1643 * 878 : 1726»

121 SPECTRE NUMERO : SPECTR DATE EDITION : 87/12/18 14:42:50 MEMOIRE : A DATE PRELEVEMENT: 86/01/14 07:5 S UNITE D'ACTIVITE: BQ /'CC VOLUME: E0 CC PARAMETRES D'ACQUISITION VOIE 0 CODEUR PRETEMPS TEMPS EFFECTIF PRECOMPTE TAILLE FENTE REEL is) REEL(s) DATE ACQUISITION : 86/01/14 : 2048 PARTITION : ABCDEFGH : 2048 SEUIL NUM : 0 SEUIL INF(mV) : 10 : ACTIF(s) : : 1800 ACTIF(s) : 1800 MODE : H SATURATION SEUIL SUP(fflV)

122 SPECTRE NUMERO : DATE PRELEVEMENT SPECTR DATE EDITION! 86/81/14 37:55:00 UNITE : 87/12/18 14:38:21 D'ACTIVITE: Bg /CC MEMOIRE : A,'OLUME: E3 CC ZONES MARQUEES 8 1 -n i ai ne B B * : ?l ! i ! TCTJ i : :

123 SPECTRE NUMERO : SPECTR DATE PRELEVEMENT! 36/81/14 07 DATE EDITION : 37/12/18 14:-, 55:00 UNITE D'ACTIVITE: Ba /CC 41 MEMOIRE : A VOLUME: l.eoqbbeq CC ZGME5 «ARQUEES ? 788 : : : ' B B èl : : ! : ! : ! : : : M :

124 SPECTRE NUMERO : SPECTR DATE PRELEVEMENT: 36/81/14 DATE EDITION : 87/12/18 14:41:41 MEMOIRE : A UMITE D'ACTIVITE: Bo /CC VOLUME: l.bqbbeea CC ZONES MARQUEES 8 1 "> T *) i Mil : ? <? MSI b S U N8 8 8

125 ÏPECTRE NUMERO : SPECTR DATE EDITION : 37/12/18 14:32:87 MEMOIRE : A DATE PRELEVEMENT: 86/01/14 97:55:08 UNITE D'ACTIVITE: Ba ;CC VOLUME: 1.0Q000E0 CC LOCALISATION: FORME R= E0 Z=+2.?71E- PIC3 NETS. CALIBRATION: +Î.0000E3X 0 0X2 PICS (CANAL/ENERGIE) RESOLUT SURFACE NETTE BRUIT DE FOND M POSITION INFERIEUR SUPERIEUR P 74/ E1 67/6.700OE E1 3.56E E E5 5.02E0 82/ E1 67/6.7000E E1 2.25E E E5 1.71E0 102/ E2 88/8.8Q00E E2 9.99E E E5 1.71E1 122/ E2 114/1.1400E E2 1.71E E E5 3.8E-1 136/ E2 130/1.3000E E2 1.91E E E5 1.75E0 155/1.55aaOE2 150/1.5000E E2 2.41E E E5 2.68E1 165/ E2 157/1.5700E E2 2.11E E E5 Ù.2E-1 244/ E2 240/2.4000E E2 1.72E E E4 6.94E0 254/2.5400BE2 250/2.5000E E2 1.95E E E4 1.55E1 278/ E2 271/2.7100E E2 1.97E E E5 5.2E-1 302/ E2 298/2.9880E E2 1.81E E E4 3.02E0 319/ E2 31-5/3.1500E E2 1.64E E E4 2.09E0 343/ E2 339/3.3900E E2 1.90E E E4 2.50E0 355/ E2 350/3.5000E E2 1.78E E E4 1.15E0 367/ E2 363/3.6300E E2 1.48E E E4 5.43EI 383/ E2 379/3.7900E E2 2.04E E E4 7.63E0 391/ E2 379/3.7900E E2 2.10E E E4 1.UE0 410/ E2 406/4.0600E E2 1.61E E E4 2.76E1 427/ E2 424/4.2400E E2 1.34E E E4 1.03E2 443/ E2 439/4.3900E E2 1.82E E E4 1.89E1 496/ E2 492/4.9200E E2 1.61E E E4 1.30E1 513/ E2 501/5.0100E E2 4.11E E E4 7.5E-1 621/ E2 617/6.1700E E2 1.99E E E4 9.52E0 660/ E2 655/6.5500E E2 2.14E E E4 1.25E0 695/ E2 689/6.8900E E2 2.03E E E4 4.35E1 778/ E2 773/7.7300E E2 2.18E E E4 6.62E0 813/ E2 806/8.0600E E2 2.07E E E4 1.62E1 834/ E2 827/3.2700E E2 2.32E E E4 1.24E0 8<, */ E2 838/8.3800E E2 2.42E E E4 1.11E0 866/ E2 862/8.6200E E2 2.29E E E4 2.20E1 897/ E2 890/8.9000E E2 2.23E E E4 1.03E0 963/ E2 959/9.5900E E2 2.24E E E4 6.97E0 977/ E2 972/9.7200E E2 2.17E E E4 5.31E1 1005/ E3 999/9.9900E E3 2.41E E E4 8.31E1 1013/ E3 1008/1.0080E E3 3.01E E E4 7.76E1 1037/ E3 1032/1.0320E E3 2.44E E E4 5.24E0 1050/ E3 1046/1.0460E E3 2.13E E E3 5.42E1 1085/ E3 1081/1.0810E E3 2.24E E E4 1.07E1 1089/ E3 1081/1.0810E E3 6.88E E E4 6.04E1 1111/ E3 1106/1.1060E E3 2.66E E E4 4.36E0 1173/1,17300E3 1163/1.1630E I.1730E3 I.5IE3 4.71S8E E4 1.13E0 1212/ E3 1209/1.2090E E3 2.47E E2 5.03B5E3 5.49E1 1238/ E3 1228/1.22B0E E3 2.67E E E3 1.50E0 1260/ E3 1255/1.255BE E3 7.16E E E3 6.85E1 1274/ E3 1270/1.2700E E3 2.11E E E3 2.35E1

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