Département de Physique des Particules

L'ambition principale de la mission INTEGRAL est l'exploration approfondie des sites célestes émetteurs de rayonnement gamma, dans la bande spectrale de 20 keV à 8 MeV. La mission est basée sur la mise en oeuvre simultanée de deux instruments principaux :

• le télescope imageur IBIS chargé de produire une carte détaillée du champ visé ainsi qu'une information spectrale à moyenne résolution,
• le spectromètre SPI dont la mission est de fournir les spectres à très haute résolution des sources visées.

A l'heure actuelle, un seul type de détecteur offre une très haute résolution spectrale dans la gamme d'énergie 20 keV à 8 MeV : le Germanium. Le coeur du spectromètre SPI est donc constitué d'un réseau hexagonal de 19 détecteurs en Germanium, couvrant une surface utile de 500 cm2. Ces détecteurs développés par le CESR de Toulouse sont maintenus à une température de 90 K dans un cryostat refroidi grâce à des compresseurs. L'ensemble de détection est situé au fond d'un puits de boucliers actifs composés de scintillateurs BGO, permettant de détecter le rayonnement parasite. Cet ensemble d'anti-coïncidence (AC) développé par le MPE de Münich assure ainsi la réduction du bruit de fond. Un masque codé, développé par l'Université de Valence, et composé d'éléments de tungstène est monté à 1,7m du plan de détection, conférant à SPI un pouvoir séparateur de 2 degrés et un champ de vue à mi-sensibilité de 490 degrés carrés.

Une électronique de préamplification à froid, en sortie des détecteurs permet de transmettre le signal à une électronique dite AFEE (Analog Front End Electronic) qui a pour rôle d'intégrer et de numériser l'énergie de l'événement détecté. Un ensemble supplémentaire dit Pulse Shape Discrimination (PSD) permet une analyse temporelle plus fine de certains événements, afin de réduire le bruit de fond du spectromètre. Le DAPNIA est en charge du boîtier dit DFEE (Digital Front End Electronic) qui synthétise les informations des AFEE, AC et PSD avant transmission au DPE (Digital Process Electronic), l'interface avec le satellite.
L'ensemble de l'instrument est sous la maîtrise d'oeuvre du CNES.