Instruments de mesure de radioactivité Comment les utiliser ?
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Instruments de mesure de radioactivité
Comment les utiliser ?
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La matière, l’atome et ses constituants
La matière est constituée d’atomes
Chaque atome est constitué d’un noyau autour duquel tourne très rapidement des électrons (cortège électronique).
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Principe d’interaction et de détection des rayonnements et X (photons)
• Interaction• Les photons énergétiques émis par les radio-isotopes
interagissent avec les électrons des atomes constituants la matière.
• 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
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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
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Détecteurs à gaz Influence de la haute tension
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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
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RadiationPhotocathode
Fenêtre optique
-Système
de mesure
LumièreTube photomultiplicateur
Anode
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
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Facteurs qui ont une influence sur la mesure
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Bruit de fond ou “Background”
• Rayonnement cosmique, radioactivité naturelle,…
• Présence d’autres sources
• Protéger le détecteur
• Evaluer et prendre en compte le background
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Débit de dose en Belgiquedû au fond naturel de rayonnement
Entre 60 et 130 nSv/h selon la région
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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
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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
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Exemple du Mini 900
Détecteur de radioactivité
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Enregistre un certain nombre de coups par unité de temps - seconde (cps);mesure de qualité si isotope et géométrie connus
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Courbes de réponse de la sonde 44A et 44B (Mini 900)
44A = fenêtre en Aluminium44B = fenêtre en Béryllium (!!! toxique)
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En résumé, pour estimer 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
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Mesure du débit de dose
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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
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Mesure du débit de dose
• Bien faire attention aux unités affichées par l’appareil !!!
• mSv/heure (milliSievert)
• Divisé par 1000 =
• µSv/heure (microSievert)
• Divisé par 1000 =
• nSv/heure (nanoSievert)
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Une estimation de l’activité de la source (Becquerel ou mCi) peut être déduite du débit de dose pour autant que:
- 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
Responsabilité de l’expert
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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 doseEvaluer le débit de dose et risques radiologiques(ex : µSv/h)