Performances du détecteur MUNU et Perspectives en vue de la détection des Neutrinos Solaires
Résumé
MUNU detector, designed for the study of neutrino-electron diffusion using antineutrinos from a nuclear reactor, is a time projection chamber (TPC) containing CF4 gas. The purpose of this thesis was to determine whether such a detector could be used to measure the low energy solar neutrinos spectrum. For this study, three aspects were essentials : energy resolution, angular resolution and detector background. The two first ones because the neutrino energy is calculated using the energy and initial direction of the recoil electron, The third one because the number of expected interactions is small and implies a very low level of background. First, a theoretical and experimental review of solar neutrinos physics is carried out. Then, the MUNU detector characteristics and its operating principle are presented. Following, the detector performances are approached one by one : the detector calibration methods and the energy resolution ; the determination of the electron initial direction and the angular resolution related to ; and the different background origins as well as the events rates induced. Finally, the simulation results of the solar neutrinos detection are given. They point out necessary improvements and issues which require further studies.
Le détecteur MUNU, destiné à l'étude de la diffusion neutrino sur électron à l'aide des antineutrinos émis par un réacteur nucléaire, est constitué d'une chambre à projection temporelle (TPC) contenant du gaz CF4. L'objectif de la thèse était de déterminer si un détecteur basé sur le même principe pouvait être envisagé pour mesurer le spectre en énergie des neutrinos solaires de basse énergie. Pour cette étude, trois aspects étaient essentiels : la résolution en énergie, la résolution angulaire et le bruit de fond du détecteur. Les deux premiers car l'énergie du neutrino est reconstituée à partir de l'énergie et de la direction initiale de l'électron de recul. Le troisième car le faible nombre d'interactions attendu impose un niveau de bruit de fond très bas. Dans un premier temps, une revue détaillée de la physique des neutrinos solaires du point de vue théorique mais aussi expérimental est réalisée puis les caractéristiques du détecteur MUNU et son principe de fonctionnement sont exposés. Ensuite, les performances du détecteur sont abordées successivement : les méthodes d'étalonnage en énergie développées et la résolution en énergie qui en découle ; la détermination de la direction initiale des électrons et la résolution angulaire associée ; et enfin les différentes sources de bruit de fond rencontrées ainsi que les taux d'événements induits. Finalement, les résultats de la simulation de la détection des neutrinos solaires sont présentés. Ils mettent en évidence les améliorations nécessaires et les points exigeant des études supplémentaires.
Loading...