Trainings

– RADJAI Missoum – Etude par le Monte Carlo MCNP5 de l’auto-absorption des rayons gamma et de l’efficacité de détection pour la quantification des radio-traceurs dans des échantillons volumineux

Auteur
RADJAI, Missoum
Directeur de thèse
Belgaid, M. (Professeur)
Filière
Physique
Diplôme
Magister
Titre
Etude par le Monte Carlo MCNP5 de l’auto-absorption des rayons gamma et de l’efficacité de détection pour la quantification des radio-traceurs dans des échantillons volumineux
Mots clés
Monte-Carlo, Méthode de ; Rayons gamma ; Spectrométrie gamma ; Traceurs radioactif
Résumé
La technique de spectrométrie gamma est considérée comme un moyen efficace pour la détermination des traceurs radioactifs dans l’environnement. Elle est basée sur la détection des rayons gamma émis par les radionucléides dans différents échantillons. La connaissance de l’efficacité de détection et la bonne estimation de l’auto atténuation des gammas dans la matrice rendent la technique plus sensible et précise. Dans ce travail nous nous sommes proposés de réaliser une étude sur la paramétrisation de l’efficacité de détection par la méthode Monte Carlo en utilisant le Code de simulation MCNP5, afin de déterminer l’activité spécifique des radio-traceurs de faibles activités dans une matrice lourde (sol). Les radio-traceurs de très faibles activités nécessitent l’utilisation d’échantillons volumineux placés à proximité du détecteur de telle sorte que l’angle solide vu par le détecteur dépasse le demi-espace 2π. Pour cela un porte échantillon Marinelli à été choisi. Nous avons réalisé, en première étape, une simulation basée sur un calcul de Monté Carlo, qui nous a permis de déterminer l’efficacité du détecteur en face d’une source de rayonnement de forme géométrique type Marinelli. La simulation a été effectuée pour plusieurs énergies gamma interagissant avec le détecteur et pour deux types de matrice constituant la source de rayonnements gamma; il s’agit de la matrice résine et la matrice sol. Afin de valider le calcul de simulation, utile à des éventuelles utilisations pour des cas où les mesures ne sont pas possibles, nous avons effectué des mesures expérimentales de l’efficacité du détecteur en utilisant une source étalon d’europium 152 (152Eu) dans une matrice en résine de forme géométrique identique à notre porte échantillon « Marinelli ». Le détecteur est un semi-conducteur de type Ge(HP), associé à une chaîne de spectrométrie gamma usuelle, associée à un ADC 2000 ; ce dernier est commandé par le logiciel Génie 2000. La simulation a été validée par l’introduction d’un facteur de normalisation tenant compte toute paramétrisation de faible contribution non prise en compte dans le calcul de simulation. La dépendance de ce facteur de normalisation en fonction de l’énergie a été étudiée. L’utilisation des échantillons volumineux et lourds nécessite un calcul de simulation qui tient compte de l’effet de l’auto-absorption. A cet effet, nous avons calculé un facteur de correction de l’auto-absorption relatif représentant le rapport de l’efficacité d’une matrice sol sur celle dans la matrice résine, en utilisant comme source étalon l’152Eu dans une géométrie Marinelli. Cette paramétrisation nous a permis d’élaborer une détermination de l’efficacité du détecteur pour une géométrie Marinelli dans une matrice sol sans avoir recours au procédé expérimental qui se confronte à la non disponibilité d’une source étalon à une énergie gamma donnée pour une géométrie donnée dans une matrice donnée. Une application de cette paramétrisation a été effectuée pour la détermination du profil de concentration du radio-traceur 137Cs. Dans le but de déterminer le profil de concentration du 137Cs, des échantillons prélevés de l’Oued d’Isser à Tlemcen, ont été analysés par spectrométrie gamma en utilisant notre paramétrisation concernant la détermination de l’efficacité, du facteur de normalisation et du facteur de l’auto-absorption. Les mesures du profil de concentration de ce radio-traceur ont été commentées et comparées aux données de la littérature sur la base des rejets des déchets nucléires et des retombés des essais et des accidents nucléaires.
Date de soutenance
17/06/2012
Cote
539.722 2
Pagination
80 p.
Illusatration
ill.
Format
30 cm.
Notes
Support papier accompagné d’un CD-Rom ; Bibliogr. 3 p.
Statut
Traitée

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *