Detection gamma pour les dérivés de l'uranium

[invite660e4126]

Bonjour,

j'aimerai savoir si le seul comptage des particules gamma permet d'emmetre une certitude sur la présence de radium ou autre derivé de l'uranium, en sachant qu'une solution beta- et/ou alpha peut autoabsorber les rayonnements...

est-ce qu'une mesure scintillation solide (pour le comptage) + une mesure simultanée en scintillation liquide (determination de l'isotope+ detarmination des beta) afin d'avoir la mesure plus proche pour ensuite calculé la quantité exact?

Merci d'avance a tous
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[LPFR]

Bonjour.
En attendant la confirmation par Kloug, je pense que par simple comptage ce n'est pas possible. Il faut utiliser un spectromètre gamma, qui permet de reconnaître, à son énergie, la source du rayonnement.
Au revoir.

[invite660e4126]

La problematique est que le fait qu'une solution beta- et/ou alpha absorbe les rayonnement, n'y a t-il pas sous-évaluation de la radio activité gamma, juste en mesurant avec une sonde geiger-muller ou un scintillateur solide?

[KLOUG]

Bonjour

Petit bonjour spécial à LPFR

La problématique qui va se poser est celle de l'état d'équilibre dans lequel se trouve vos échantillons.
Si vous comptez de l'uranium et que ce produit est dans une enceinte (une boîte, un récipient) étanche alors vous pouvez dire que tous les radionucléides sont globalement en équilibre avec l'uranium précurseur.

Les gamma sont essentiellement issus de la désintégration bêta moins du thorium 234, puis de sa désexcitation, et de la désintégration bêta moins du protactinium 234 et de sa désecitation.
Il y a aussi les gamma issus des descendants du radon :
plomb 214 et bismuth 214.

Vous pouvez alors en mesurant les gamma remonter aux activités en en uranium et en radium si vous mesurez l'ensemble des gamma avec la condition de l'équilibre citée avant.

La meilleure analyse est pour connaître cette activité reste une spectrométrie gamma avec un détecteur germanium.
Cela permet d'identifier les raies gamma (ou pics d'absorption totale en énergie) pour voir quels sont les radionucléides présents.

A titre d'illustration je vous joins un spectre réalisé sur un disque de ponceuse contenant un abrasif à base de zirconium (et donc de l'uranium et du thorium). j'avoue qu'il est peu lisible mais c'est pour donner une idée.

La mesure par scintillation ne permet pas de faire cette distinction. vous pouvez avoir une mesure gamma globale mais sans savoir vraiment quel est la composition isotopique du mélange (car c'est bien un mélange).

Le comptage alpha bêta total reste possible, sans qu'il y ait d'auto absorption, mais il convient de faire une préparation chimique des échantillons.
de même que la spectrométrie alpha existe mais ce sont des techniques de laboratoire qui demandent du matériel.

Vous pouvez faire quand même une mesure par scintillation solide avec un NaI car vous pouvez faire une spectrométrie. Elle sera de moins bonne résolution qu'avec un germanium.
Il faut évidemment un appareil spécifique pour. Nous sommes dotés pour nos mesures de ce genre d'appareils portatifs.
Les pompiers par exemple ont aussi ce type de matériel et peuvent déterminer s'ils sont en présence de radium en mesurant les raies gamma des descendants du radon. Même s'il s'évapore une partie peut rester présent.

Je ne suis pas sûr de l'utilité d'une mesure par scintillation liquide.

Si vous voulez des compléments en matière de matériel n'hésitez pas à reposer des questions.

A bientôt
KLOUG

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite660e4126]

Merci beaucoup pour ces précisions... en fait nos sondes sont équipés d'un cristal NAI afin de déterminer les concentrations anormales d'uranium dans le sol (AREVA NC)

Deux question se posent:
Le germanium serait donc d'une meilleur précision que le NAI ?
Ya t-il un temps mort ou un facteur K plus handicapant pour la mesure?
pourquoi Camberra et la BU-mines ne mettent pas leurs talents ensemble?

merci d'avance M.Kloug

[KLOUG]

Continuons cet intéressant sujet

Si vos sondes sont équipés d'un cristal NAI afin de déterminer les concentrations anormales d'uranium dans le sol, il y a des chances (en fonction du type de sol) que vous ne voyiez pas totalement le radon et ses descendants. Difficile du coup de quantifier le radium.

Le germanium est d'une meilleure précision que le NaI.
Pas en sensibilité (c'est même plutôt l'inverse en fonction de la taille du détecteur) mais en résolution (ce que l'on défini comme la largeur à mi hauteur d'un pic d'absorption totale).
C'est environ 30 keV pour le NaI (ordre de grandeur variable selon l'énergie) et 1 keV pour le germanium.
D'ou de meilleures discrimination dans les pics.

NaI ou germanium n'ont pas de temps mort très élevé (sauf si vous comptez un échantillon de forte activité).

Pourquoi Camberra et la BU-mines ne mettent pas leurs talents ensemble?
Excellente question, sachant qu'il s'agit de deux entités AREVA !!
Je vais vous donner en MP des contacts chez Canberra. Ils pourront peut-être vous aider.

Bonne continuation
Kloug

[FC05]

Le comptage alpha bêta total reste possible, sans qu'il y ait d'auto absorption, mais il convient de faire une préparation chimique des échantillons.
de même que la spectrométrie alpha existe mais ce sont des techniques de laboratoire qui demandent du matériel.

Juste pour rajouter qu'il faut disposer d'échantillons liquides, ce qui n'est pas toujours simple pour des sols (mais il y a toujours des solutions, si on a pas peur pour ses doigts ).

Après on évapore le solvant dans une coupelle en inox. Le comptage s'effectue directement. Le dépôt doit-être très fin, pour éviter l'auto-absorption déjà évoquée.

Il y a aussi des liquides qui peuvent servir de scintillants. Dans ce cas on verse la solution obtenue dans le scintillant, qui est donc à usage unique. Je faisait ça avec ⁹⁰Sr (je ne me rappèle plus des produits ... c'était dans un autre millénaire ).

[invite660e4126]

Bonjour! mais le germanium ne necessite t-il pas d'etre à la temperature 0°K?
Difficile alors d'en faire un instrument de production...

[FC05]

L'azote liquide, c'est suffisant.

Sinon, ça fait plus de 40 ans qu'il ne faut plus dire °K, mais K.

[LPFR]

Bonjour! mais le germanium ne necessite t-il pas d'etre à la temperature 0°K?
Difficile alors d'en faire un instrument de production...

Bonjour.
Les détecteurs au géranium nécessitent d'être conservés en permanence non à 0 K mais à l'azote liquide. C'est pour éviter que le lithium diffuse et sorte du cristal (à confirmer: mes renseignements commencent à dater sérieusement).
Il est vrai que c'est moins pratique qu'un cristal avec un PM. Mais côté résolution il n'y a pas photo.
Au revoir.

[KLOUG]

Bonsoir

Je crois bien que même Canberra a un appareil de spectrométrie gamma mobile (je ne dis pas portatif car c'est un peu lourd > 10 kg) avec un système de refroidissement à l'azote liquide.

A bientôt
KLOUG

[invite660e4126]

Pour info:
Saint gobain produit un cristal le brillance 380, avec une résolution de 1keV, pas de refroidissement nécessaire.
Merci pour les contact M.KLOUG

[KLOUG]

Bonsoir Fred
Tu es cordialement invité à venir voir le nouveau cirkus de la radioprotection : www.rpcirkus.com que je co anime.
KLOUG

[invite660e4126]

Bonsoir Fred
Tu es cordialement invité à venir voir le nouveau cirkus de la radioprotection : www.rpcirkus.com que je co anime.
KLOUG

sur la spectrométrie joint ci-dessus, il n'y pas de fenêtre campton est-ce normal?

[KLOUG]

Bonsoir
Moi j'en vois au moins un aux alentours de 1200 keV. Mais il y a tellement de pics d'absorption totales que les fronts compton sont noyés dedans.
Il faut avoir fait un peu de spectro gamma.
KLOUG

[Godgiven]

Bonjour à tous

Petits compléments si vous m'y autorisez...
A)pour LFPR : Les chaines Germanium utilisent maintenant un cristal Hyper Pur (d'où le nom de HPGe) qui ne nécessitent plus (hors période d'utilisation) d'être maintenu en froid. Le très faible taux d'impureté existant permet de stocker ces détecteurs à température ambiante sans problème. Mais si on peut les conserver à la température de l'azote, c'est bien sûr encore mieux.
B) pour Fred 871 : le brillance 380 de St Gobain est loin du keV de résolution. Il faut compter environ 20 keV au Cs-137
C) pour Kloug: oui, Canberra et Ortec ont des spectro portables avec petit Dewar horizontaux (1,2 litres ou 3 litres par exemple). Noter que chez Ortec, un détecteur "Pop-Top" peut se connecter soit sur un dewar, soit sur un refroidisseur électrique (X Cooler par exemple).J'aime bien ce dernier montage, car avec une ligne de gaz d'alimentation de 3 m. par rapport au refroidisseur, on peut positionner facilement le détecteur comme on veut (distance, orientation)
A+

[KLOUG]

Bonjour
Cher Godgiven, je vous invite à venir nous faire partager vos connaissances sur www.rpcirkus.com.
Il y a un forum très axé radioprotection évidemment.
Bien cordialement
KLOUG

[Godgiven]

Merci Kloug pour ce lien intéressant...Je m'inscris donc...
Ci joint un fichier que j'espère lisible et qui correspond à une spectro HPGe d'un morceau de minerai d'uranium.
On ne peut pas rater le Ra226 !
A bientôt dans le cirque...