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La dosimétrie des neutrons

L'étude et l'évaluation des dosimètres

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L'étude et l'évaluation des dosimètres et autres détecteurs de neutrons sont essentiellement effectuées à Cadarache, dans les Bouches-du-Rhône. L'IRSN y dispose de plusieurs installations qui permettent de tester et d'évaluer les performances de ces appareils sur la très large gamme d'énergie observée sur les différents lieux de travail. Pour cela, l'IRSN utilise plusieurs approches complémentaires.

  • L'étude et l'étalonnage de dosimètres par rapport à des références fixes, à l'aide des équipements Van Gogh et Sigma

L'irradiateur Van Gogh de l'installation CEZANE est constitué de trois sources de référence (américium-béryllium, californium seul et californium modéré par du deutérium). Il émet des neutrons dans une gamme d'énergie intermédiaire et haute (neutrons rapides), définie et constante, conformément aux normes ISO.

L'installation SIGMA est utilisée pour les neutrons de faible énergie (neutrons thermiques). Cet empilement de sources d'américium-béryllium modérées avec du graphite devrait devenir prochainement une source de référence en France, après raccordement avec les laboratoires primaires de métrologie européens (PTB en Allemagne, NPL en Grande-Bretagne).

Ces installations permettent d'étudier et d'étalonner les instruments de mesure par rapport à des références fixes, mais qui ne correspondent pas toujours à des situations d'exposition observées surles postes de travail.

radiateur Van Gogh (configuration source 252Cf + sphère modératrice de D2O)

  • L'étude et le test de dosimètres sur des gammes d'énergie  "réalistes", c'est-à-dire correspondant aux conditions effectivement observées aux différents postes de travail.

Ces évaluations sont menées dans l'installation CEZANE à l'aide de deux accélérateurs électrostatiques produisant des neutrons d'énergie fixe (respectivement d'environ 3 et 14,5 millions d'électrons-volts ou eV) couplés à un dispositifmodérateur CANEL.

Ces équipements permettent de produire expérimentalement un rayonnement de neutrons ayant une gamme d'énergie dite " réaliste ", très proche des conditions observées sur les postes de travail, et d'évaluer les performances des dosimètres et détecteurs dans diverses configurations.  

  • Étude de la réponse des instruments de mesure enfonction de l’énergie des neutrons.

Aujourd’hui, on ne sait pas construire d’instrument capable de « voir » de la même façon tous les neutrons d’une large gamme d’énergie.

Les instruments de radioprotection actuels sont sensibles aux neutrons dont l’énergie s’inscrit dans une fenêtre restreinte et sont « aveugles » ou très peu sensibles aux autres. Pour étalonner ces instruments, c’est-à-dire évaluer leur comportement en fonction de l’énergie, on les place dans un faisceau de neutrons ayant tous la même énergie (on parle de neutronsmonoénergétiques), tout ceci avec une très grande précision de mesure (on parle de qualité métrologique).

Ces faisceaux de neutrons mono-énergétiques sont réalisables uniquement à l’aide d’accélérateurs, par exemple l’accélérateur Van de Graaff du Commissariat à l’énergie atomique (CEA) et ceux de deux laboratoires européens (dits « primaires ») que sont le NPL (Grande-Bretagne) et le PTB (Allemagne). L’accès de l’IRSN à ces installations restant limité et étant donné l’importance de ces études, l’IRSN a décidé de se doter d’un accélérateur de ce type appelé Amande.

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