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Utilisation d’un portique de détection de substances radioactives - Session de formation 2011 -

Utilisation d’un portique de détection de substances radioactives - Session de formation 2011 -. Instruments de mesure de radioactivité Comment les utiliser ?. Pascal Carlier. La matière, l’atome et ses constituants. La matière est constituée d’atome.

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Utilisation d’un portique de détection de substances radioactives - Session de formation 2011 -

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  1. Utilisation d’un portique de détection de substances radioactives- Session de formation 2011 - Instruments de mesure de radioactivité Comment les utiliser ? Pascal Carlier

  2. La matière, l’atome et ses constituants La matière est constituée d’atome Chaque atome est constitué d’un noyau autour duquel tourne très rapidement des électrons (cortège électronique).

  3. Interaction Les photons énergétiques émis par les radio-isotopes interagissent avec les électrons des atomes constituants la matières. Ces photons induisent - Ionisation (arrache un électron au cortège électronique  création de charge + et -) - Excitation puis Désexcitation avec émission de lumière. Détecteurs Mettant en jeu l’ionisation dans les gaz ou les solides A scintillation Thermoluminescence (dosimètre passif) ….et les autres Principe d’interaction et de détection des rayonnements g et X (photons)

  4. Détecteurs à gaz • Chambre remplie de gaz • 2 électrodes • Ionisation du gaz (création de charges) • Les chambres réagissent en fonction de : • Composition du gaz • Pression du gaz • Champ électrique • Methode de capture et mesure des charges

  5. Détecteurs à gaz Influence de la haute tension

  6. Détecteurs à scintillation • Basé sur l’excitation des électrons • Chute des électrons excités et émission de lumière • Signal proportionnel à l’énergie, adéquat donc pour la spectrométrie

  7. Scintillateur NaI(Tl) • électron excité par le photon • l’électron retombe sur son état de base en émettant de la lumière • lumière sur photocathode, production d’électrons • accélération et multiplication des électrons par les dynodes • Anode collecte le signal Tube photomultiplicateur Système de mesure Lumière - Anode Radiation Photocathode Fenêtre optique

  8. Facteurs qui ont une influence sur la mesure

  9. Bruit de fond ou “Background” • Rayonnement cosmique, radioactivité naturelle,… • Présence d’autres sources • Protéger le détecteur • Evaluer et prendre en compte le background

  10. Débit de dose en Belgiquedû au fond naturel de rayonnement Entre 60 et 130 nSv/h selon la région

  11. Facteurs quantitatifs • Détection et définition de l’activité d’une source par détection du rayonnement • Tous les rayonnements ne sont pas détectés • Toutes les particules ou tous les photons n’interagissent pas avec le détecteur • Efficience du détecteur: Dépend de l’énergie du rayonnement et de la géométrie de mesure

  12. Facteurs géométriques • Géometrie entre la source et le détecteur • Présence de matières absorbantes ou réfléchissantes • Loi R² • Source auto-absorbante • Réflexion des matières dans le détecteur

  13. Exemple du Mini 900 Détecteur de radioactivité

  14. Courbes de réponse de la sonde 44A et 44B (Mini 900) 44A = fenêtre en Aluminium 44B = fenêtre en Béryllium (!!! toxique)

  15. En résumé, pour estimé l’activité d’une source • au départ de cps il faut: • Soustraire le bruit de fond à la mesure • Connaître l’énergie du rayonnement et/ou • la nature du radio-isotope. • Disposer de la courbe (ou tableau) de calibration du détecteur. • Connaître la géométrie (position relative détecteur/source) • de calibration. Responsabilité de l’expert

  16. Mesure du débit de dose

  17. Analyse du risque :Mesure de débit de dose • Chambre d’ionisation ou GM • Débit de dose : 10 nSv/h – 99 mSv/h • Dose : 0 – 10 Sv • Background : 50 – 200 nSv/h

  18. Bien faire attention aux unités affichées par l’appareil !!! mSv/heure (milliSievert) Divisé par 1000 = µSv/heure (microSievert) Divisé par 1000 = nSv/heure (nanoSievert) Mesure du débit de dose

  19. L’on connaisse la nature du radio-isotope La source ne soit pas blindée (si elle est blindée, des calculs supplémentaires sont nécessaires) La source puisse être considérée comme ponctuelle (par rapport à la distance de mesure, éviter des effets de géométrie) L’on dispose d’une référence d’un débit de dose/activité par. ex: 37 MBq (1 mCi) de Co-60 = 11,5 µSv/h à 1m Une estimation de l’activité de la source (Becquerel ou mCi) peut être déduite du débit de dose pour autant que: Responsabilité de l’expert

  20. Appareils de Mesure • Assurer sa protection personnelle • Dosimètre TLD • Dosimètre à lecture directe • (ex : µSv/h et µSv) • Détecter si radioactivité • scintillateur • tube GM • (ex : cps - cpm) • Mesurer débit de doses • Evaluer le débit de dose et risques radiologiques • (ex : µSv/h)

  21. Exercices pratiques

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