Instruments de mesure de radioactivité

Présentation au sujet: "Instruments de mesure de radioactivité"— Transcription de la présentation:

1 Instruments de mesure de radioactivité
Comment les utiliser ?

2 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).

3 Principe d’interaction et de détection des rayonnements g et X (photons)
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

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 Lumière Tube photomultiplicateur Système de mesure - 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 Belgique dû 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 Détecteur de radioactivité
Exemple du Mini 900

14 Enregistre un certain nombre de coups par unité de temps - seconde (cps);
mesure de qualité si isotope et géométrie connus

15 Responsabilité de l’expert
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

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

19 Responsabilité de l’expert
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

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 dose Evaluer le débit de dose et risques radiologiques (ex : µSv/h)