CPS

Les coups par seconde (CPS) mesurent le taux auquel un détecteur de rayonnement ou un compteur de particules génère des impulsions de sortie. Un détecteur exposé à une source radioactive ou à un faisceau de particules produit des signaux électriques, et les CPS sont simplement le nombre de ces signaux enregistrés en une seconde. Un compteur à scintillation typique peut enregistrer de quelques centaines à plusieurs millions de CPS, selon l'intensité du rayonnement et la sensibilité du détecteur.

Les CPS sont importants car ils indiquent si votre mesure est fiable. À des taux de comptage très élevés, les détecteurs commencent à manquer des événements qui arrivent trop rapprochés ; c'est ce qu'on appelle la perte de temps mort, et cela provoque un plafonnement ou même une baisse du taux de comptage affiché à mesure que l'intensité de la source augmente. Inversement, à des taux de comptage très faibles (inférieurs à environ 5 CPS), le bruit statistique devient significatif par rapport au signal, et vous avez besoin de temps de mesure plus longs pour atteindre une précision significative. Les moniteurs de rayonnement industriels, les spectromètres de laboratoire et les portiques de détection signalent tous les CPS comme leur unité standard.

Temps mort et saturation

Après chaque impulsion, un détecteur a besoin d'une brève période de récupération (de microsecondes à nanosecondes, selon le type) avant de pouvoir enregistrer un autre événement. Pendant ce temps mort, tout rayonnement entrant n'est pas compté. À des taux de CPS élevés, les pertes s'accumulent : un détecteur évalué pour 100 000 CPS peut commencer à montrer un comportement non linéaire à 50 000 CPS. Les détecteurs paralysables montrent des pertes plus importantes que les détecteurs non paralysables, car de nouveaux événements entrants relancent l'horloge du temps mort, poussant le système à la saturation.

Le rayonnement de fond contribue toujours au taux de comptage. Un détecteur non blindé dans un environnement de laboratoire typique enregistre environ 50 à 200 CPS provenant des rayons cosmiques, du potassium-40 naturel et des produits de désintégration du radon. Ce fond doit être soustrait des comptages bruts pour trouver la contribution nette de votre échantillon ou processus. Un mauvais blindage ou une contamination dans la zone de mesure peut augmenter considérablement le fond et faire perdre du temps avec des données inutilisables.

Les CPS sont la métrique brute ; d'autres unités dérivées s'y basent. La sensibilité du taux de comptage (CPS par unité de dose de rayonnement) varie selon le type de détecteur, la géométrie et l'énergie. Un tube Geiger-Müller affiche généralement 10 à 100 CPS par µSv/h selon sa conception. Les cristaux d'iodure de sodium associés à des tubes photomultiplicateurs sont beaucoup plus sensibles aux rayons gamma, mais nécessitent un étalonnage minutieux. Le choix du détecteur détermine la plage de CPS pertinente pour votre application.