The neutron plays a central role in numerous fields of physics, a fact that entails a need for methods of measuring neutron energy spectra. In this project, a technique for neutron spectrometry through measurements of neutron-induced radioactivity in activation detectors was developed and tested. The developed technique involves irradiating element samples with neutrons, measuring activation products with a gamma spectrometer, and then performing a neutron spectrum unfolding procedure. The elements indium, iron, magnesium, aluminium, zinc, titanium, and copper were used as activation detectors and irradiated with neutrons from an americium-beryllium (AmBe) neutron source. Subsequent gamma spectrometry was performed with the UGGLA high-purity germanium detector setup at Uppsala University. The GRAVEL unfolding algorithm was implemented in MATLAB and used to unfold neutron spectra based on an initial spectrum guess. The unfolded neutron spectrum agrees well with the expected AmBe spectrum, though some difference between the spectra is attributed to neutron scattering in the irradiation environment. A possible ability to find approximate neutron spectra from inaccurate initial guesses is found, but additional work is needed to understand better how the initial guess affects the result for different neutron sources. Because activation detectors do not require electrical power when measuring neutrons, can be made sensitive to a wide range of neutron energies, and do not detect other types of radiation, future applications could find the developed neutron spectrometry method practical.

En dosimétrie, la distribution énergétique des photons émis par une source constitue un paramètre incontournable. Dans la gamme des basses et moyennes énergies (i.e. E<150 keV ici), le LNHB possède 5 tubes à rayons X ainsi que des grains de curiethérapie à l’iode 125, présentant des hauts débits de fluence. La détermination du spectre émis par calcul (déterministe ou Monte-Carlo) est limitée, dans la gamme d’énergie considérée, par les incertitudes élevées sur les bases de données ainsi que par les approximations du modèle. La mesure directe avec un détecteur au germanium ultra-pur a donc été retenue, bien que nécessitant de lourds moyens. De plus, le spectre mesuré est le produit de convolution du spectre émis recherché par la réponse du système. Une fois la réponse du détecteur modélisée, il est possible de « déconvoluer» la mesure, i.e. de remonter au spectre réellement émis en corrigeant (par stripping, model-fitting, inférence bayésienne…) les déformations spectrales induites par le processus de détection. Pour la curiethérapie, le modèle de grain-source a ainsi pu être ajusté. Pour les tubes à rayons X, les résultats obtenus avec différents codes Monte-Carlo et 4 logiciels déterministes ont été comparés à un spectre dit de référence obtenu par mesure et déconvolué. Ainsi l’impact sur certaines grandeurs dosimétriques de la méthode utilisée a pu être quantifié. / In the field of dosimetry, the knowledge of the whole photon fluence spectrum is an essential parameter. In the low-to-medium energy range (i.e. E<150 keV), the LNHB possess 5 X-ray tubes and iodine-125 brachytherapy seeds, both emitting high fluence rates. The performance of calculation (either Monte Carlo codes or deterministic software) is flawed by increasing uncertainties on fundamental parameters at low energies, and modelling issues. Therefore, direct measurement using a high purity germanium is preferred, even though it requires a time-consuming set-up and mathematical methods to infer impinging spectrum from measured ones (such as stripping, model-fitting or Bayesian inference…). Concerning brachytherapy, the knowledge of the seed’s parameters has been improved. Moreover, various calculated X-ray tube fluence spectra have been compared to measured ones, after unfolding. The results of all these methods have then be assessed, as well as their impact on dosimetric parameters.