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SPIRAL 2 : Phase 1

SPIRAL 2 : Phase 1 Etude comparative entre les valeurs d’activation obtenues par calculs avec des données expérimentales S.GAUDU - E.PICHOT Sûreté Radioprotection Environnement Spiral2. Contexte et perspectives.

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SPIRAL 2 : Phase 1

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Presentation Transcript

  1. SPIRAL 2 : Phase 1 Etude comparative entre les valeurs d’activation obtenues par calculs avec des données expérimentales S.GAUDU - E.PICHOT Sûreté Radioprotection Environnement Spiral2

  2. Contexte et perspectives • Un des objectifs dosimétriques du projet SPIRAL 2 est une dose efficace individuelle de 2 mSv/an • Estimation dosimétrique des phases de maintenance des équipements du LINAC • Irradiation de matériaux représentatifs de la phase 1 Objectif : Conforter les valeurs d’activité calculées à l’aide de la chaine de calculs en les comparant à des mesures expérimentales. • Bonne réponse de la chaine de calculs • Compléter la gamma d’énergie des particules (deutons > 20 MeV) et envisager d’autres particules (He 2+)

  3. Plan de la présentation • Objectif de l’étude • Méthodologie de l’étude • Analyse des résultats • Conclusion

  4. Objectif de l’étude • Dans le cadre de la rédaction du rapport préliminaire de sûreté de la phase 1 du projet SPIRAL2, une note de synthèse dosimétrique a été établie pour évaluer l’impact dosimétrique des opérations de maintenance sur les équipements de l’accélérateur. • Les données d’entrée de cette note sont : • Activité et débits d’équivalent de dose obtenus à l’aide d’une chaine de calculs (Prestation ASSYSTEM) • Fichier des opérations de maintenance renseigné par les différents corps de métier

  5. Chaine de calculs de la phase 1 Données d’entrée Source : Pertes dues aux deutons Transport Deutons et Neutrons MCNPX 2.x FISPACT 2007 Source : Neutrons issus de la réaction d-d Inventaire d’activation Source gamma Données de sortie Débit d’Equivalent de dose MCNPX 2.5 Transport Gamma

  6. Méthodologie Phase expérimentale • La phase expérimentale a été réalisée dans les installations de l’IFIN-HH de Bucarest (accélérateur Tandem 7,5 MV upgraded à 9 MV par F. Negoita et al) • Matériaux irradiés : Acier 316L , Aluminium 5083, Niobium et Cuivre

  7. Méthodologie Phase expérimentale • Analyse par spectrométrie gamma des produits d’activation (détecteur GeHP) • Temps de mesure variant de 300 à 3000 secondes reproduits plusieurs fois pour un échantillon

  8. Méthodologie Phase Calcul • Utilisation de la chaine de calculs utilisée dans le cadre de la phase 1 du projet SPIRAL 2 • MCNPX (transport des particules deutons, protons et neutrons) • FISPACT 2007 (calculs d’activation deutons, protons et neutrons) • Définition des données nécessaires aux calculs • Modélisation d’un échantillon (cylindre de surface 1cm² et d’épaisseur 1cm) • Utilisation des compositions des matériaux irradiés dans les calculs d’activation • Utilisation des paramètres réels d’irradiation dans les calculs

  9. Paramètres expérimentaux

  10. Analyse des résultats Plaque d’aluminium irradiée par des protons (A en Bq à t = 0s)

  11. Analyse des résultats Plaque cuivre irradiée par des deutons (A en Bq à t = 0 s)

  12. Synthèse des résultats

  13. Conclusion • En conclusion on peut considérer que la chaine de calculs utilisée dans le cadre de l’estimation de l’environnement radiologique de la phase 1 du projet SPIRAL2 est un bon outil. • Il est nécessaire d’obtenir les données complémentaires (deutons sur acier et alu) pour valider les tendances suivantes : • Les calculs protons semblent surestimer les valeurs mesurées par spectrométrie • Les calculs deutons sous-estiment légèrement les activités mesurées • Plus l’énergie des particules augmente plus les valeurs d’activité obtenues par calculs se rapprochent des valeurs mesurées

  14. Commissionning En phase de commissionning, il peut être intéressant de comparer l’activation due aux deutons par rapport à une activation due à la molécule H2+ (assimilation de l’activation due à la molécule H2+à l’activité d’un proton multipliée par 2) Activation d’une plaque d’acier à t = 0 s (intensité de 1 µA pendant 2000 s)

  15. Commissionning En phase de commissionning et en considérant que la tendance pour les matériaux acier et aluminium se vérifie on voit que le mode H2+ active moins que le mode deutons. Cette comparaison quantitative (en Bq) doit être analysée d’un point de vue qualitative pour vérifier l’impact dosimétrique des radionucléides apparaissant uniquement pour une particule. Des comparaisons doivent également être menées pour voir l’impact d’un commisionning avec des 4He2+

  16. Merci de votre attention

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