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Modélisation de détecteurs de radiation à base de photodiodes à avalanche monophotonique

Au cours des dernières années, de nouveaux photodétecteurs appelés photodiodes à avalanche monophotonique (PAMP) ont révolutionné le développement de détecteurs de radiation, particulièrement en tomographie d’émission par positrons (TEP). La TEP est une modalité d’imagerie nucléaire très répandue en oncologie pour étudier et diagnostiquer les cancers et nécessite des détecteurs ayant une excellente résolution temporelle. Les détecteurs avec PAMP pourraient théoriquement permettre des résolutions en temps inégalées, de l’ordre de la dizaine de picosecondes, ce qui se traduit par un meilleur contraste dans l’image TEP.

Afin de faciliter la conception des détecteurs de radiation avec PAMP, nous avons élaboré un simulateur modélisant le comportement des matrices de PAMP. Ce simulateur non-linéaire et non stationnaire permet d’évaluer les performances du détecteur (résolution en temps, résolution en énergie, consommation) en variant ses différents paramètres de configuration. De plus, il s’agit d’un outil incomparable pour le développement de différentes stratégies de lecture pouvant extraire le maximum d’information à chaque détection. Ce simulateur, publié sur github, a été développé dans le but d’être utilisé pour des applications variées, incluant la physique haute énergie et la physique des particules.