Le 7 juillet 2009

 

Débits de dose efficace en µSv/h à diverses distances pour 1 à 21 jauges gamma Cs 137 et à neutrons Am 241/Be, sans et avec blindage en béton pour l'entreposage de jauges nucléaires portables

 

Jean-Marc Légaré

Radioprotection J.-M. Légaré

 

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Services de radioprotection

 

Résumé

 

On a mesuré les débits de dose des rayons gamma du césium 137 et des neutrons, notamment de l'Am 241/Be au voisinage des jauges nucléaires et de leurs boîtes de transport pour quelques marques et modèles de nucléodensimètres servant à mesurer la densité et l'humidité de matériaux.

Pour divers nombres de jauges particulières, on a établi expérimentalement les débits de dose en fonction du nombre de jauges et de la distance. On a établi aussi les courbes de transmission des débits de dose en fonction de l'épaisseur de béton pour les neutrons et les rayons gamma séparément. On a ensuite établi les tableaux des estimés de blindage de béton pour réduire les valeurs des neutrons et des rayons gamma combinés à 25 µSv/h et 10 µSv/h. Ces valeurs correspondent à des doses de 50 et 20 mSv par année sur une base de 40 h par semaine et 50 semaines par année. Pour réduire les débits à moins de 1 mSv/an (100 mRem/an) pour le public pouvant s'exposer 52 semaines par année durant 40 ou 168 h/sem., il faut compter sur un grand éloignement entre les jauges et les individus.

Les résultats indiquent qu'il y a souvent la nécessité de blindage, à moins de limiter le nombre de jauges ou le temps d'exposition pour les travailleurs, ou d'augmenter la distance significatement entre les jauges et les gens. Les rayons gamma du Cs 137 de ces jauges sont plus facilement atténuables par le béton que les neutrons d'Am 241/Be des jauges nucléaires portables en boîtes de transport.

 

Résultats

prévus à l'hiver 2004

 

Conclusions

 

  1. Sans blindage, il y a souvent un plus haut débit de dose de neutrons que de rayons gamma, a une distance et à un nombre de jauges choisis.
  2. Avec blindage de béton, les neutrons prédominent souvent à cause de la plus faible atténuation que pour les rayons gamma. Au-delà de 20 cm de béton, l'EDT trouvée expérimentalement dans ce travail est de 40 cm de béton et l'EDA de 12 cm de béton. Pour le début des courbes de transmission à travers le béton, l'EDT et l'EDA ont des valeurs plus grandes.
  3. Il y a manque de sensibilité des compteurs à neutrons. On peut augmenter la sensibilité d'un compteur à neutrons (µSv/h) en y incorporant un compteur à pulsions approprié ce qu'on a pas fait dans ce travail pour des raisons économiques.
  4. L'étalonnage extérieur officiel aux neutrons ne donne pas toujours des résultats attendus.
  5. Les faibles débits sont plus faciles à mesurer pour les gamma que pour les neutrons.
  6. Les jauges CPN MC-2/MC-3 irradient plus que les Troxler 3411/3411B, et conséquemment exigent plus de blindage, lorsque nécessaire pour l'entreposage de jauges nucléaires multiples.
  7. Il est très difficile de respecter la limite annuelle de 1 mSv/année (100 mRem/an) pour le public exposé pendant 52 semaines aux jauges avoisinantes à 24 h/jour, soit à 0,11 µSv/h (0,011 mRem/h) en plus du bruit de fond naturel.
  8. Pour tout blindage à ajouter, il y aurait lieu de considérer un mur complet. On pourrait avantageusement remplacer le béton contre les neutrons par un modérateur plus hydrogéné non inflammable suivi de bore et/ou de cadmium. Consultez un spécialiste en neutronique et apportez une attention toute particulière aux aspects de l'inflammabilité des matériaux et à la solidité des structures qui soutiendraient le blindage. Ne pas oublier le blindage contre les rayons gamma.
  9. Il y a lieu d'apporter une attention particulière de contrôle et de surveillance tant pour les neutrons que pour les rayons gamma lors de l'entreposage et du transport, et peut-être lors de l'utilisation.

 

TABLEAU 1

Débits de dose efficace en µSv/h au contact extérieur (distance surface extérieure - centre du compteur de 8 cm pour les neutrons et de 3 cm pour les rayons gamma) et à 1,0 m de la surface extérieure des boîtes des nucléodensimètres

Valeurs des neutrons à l'hiver 2004

Courbes de transmission gamma et neutronique, ainsi que les spécifications de blindage pour le béton à l'hiver 2004

1 Troxler

2401

Troxler

3411 ou 3411-B

Troxler

3440

Troxler

4640B

CPN

MC-2 ou MC-3

Humboldt

P-5001

Seaman

C-200

Activité radioactive par jauge Am 241/Be, Cs 137

1 jauge

50 mCi = 1,85 GBq

10 mCi = 0,37 GBq

1 J

50 mCi = 1,85 GBq

10 mCi = 0,37 GBq

3 j

 

Idem

1 jauge

 

 

1 jauge

 

pas de neutrons

1 J

 

 

3 J

 

 

1 jauge

40 mCi = 1,5 GBq

10 mCi = 0,37 GBq

1 jauge

4,5 mCi = 0,17 GBq

Ra 226/Be

mRem/h au contact par rapport à l'opérateur devant:

dessus:

n

g

30

73

73

32

55

38

48 - 151 max.

devant

n

g

9,2

30

43 - 66

39

88

118

15

64

gauche

n

g

50

39

34

34

13

29

15

20 - 28 max.

arrière

n

g

4,6

4,1

13

2,0

5,3

13

2,1

62

droite

n

g

50

61

110

34

18

45

13

39 - 210 max.

dessous

n

(couchée)

g

45

55

7,6

30 - 202 max.

devant 1 m

n

g

0,25

2,3

1,1

1,0

2,3

0,84

4,8

moyenne autour

n

plan horiz. 1 m

g

1,3

1,0

5,6
Les résultats trouvés n'ont aucun lien avec la qualité des appareils émetteurs.

Pour obtenir les débits de dose en mRem/h, multiplier les valeurs ci-dessus par 0,10; ex. 10 µSv/h = 1,0 mRem/h

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