Radiochimie, dosimetrie, Fricke

[inviteab3dfe49]

bonjour

je cherche une explication precise du dosimetre de Fricke avec les reactions qui sont mises en jeu, l'appareillage etc ...

ma recherche sur google a ete quelque peu infrutueuse

merci
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[moco]

Le dosimètre de Fricke est simplement une solution acide de sulfate de fer FeSO4. Quand on dispose cette solution au contact des rayonnement ionisants, le solvant H2O se fait décomposer en H et OH. H se dégage sous forme de gaz H2, et OH oxyde le ion Fe2+ selon l'équation :
OH + Fe2+ --> Fe3+ + OH-
et le ion OH- formé se fait aussitôt détruire par l'acidité présente, et transformer en H2O.
Plus la solution a été irradiée, plus elle contient de ions ferriques.
Si on dose le ion ferrique par un réactif approprié, on peut calculer la dose de rayonnements reçues par la solution.

[invite16b46ff1]

En fait la réponse de Mocco n'est pas vraiment exacte...
Le dosimètre de fricke est composé par une solution de 1mMolaire de FeSO₄ dans une solution aqueuse 8 Normale d'acide sulfurique (et oui, même si H₂SO₄ n'aime pas l'eau.)

Suite à une "irradiation", il y a "radiolyse de l'eau" en deux radicaux H* et OH*
étant donné que nous sommes en présence d'oxygène, il se produit d'abord cette réaction:

1rst step:
H* + O₂ -> HO₂*
ensuite
HO₂* + Fe²⁺ -> HO2^- + Fe³⁺
enfin, étant en milieu très acide:
HO2^- + H⁺ -> H₂O₂

2nd step
Le OH* ne va pas rester en reste:
OH* + Fe²⁺ -> Fe³⁺ + OH^- (aussitot neutralisé par le milieu acide)

3nd step
le peroxyde d'hydrogène (mis en gras plus haut) n'en restera pas là non plus:

H₂O₂ + 2 Fe²⁺ -> Fe³⁺ + 2 OH^- (neutralisés par le milieu acide)


On analyse (on calcule la concentration en ion ferrique) ensuite "le tout" par spectrophotométrie,... sachant qu'une radiolyse produira 6 ions Fe³⁺, et connaissant les valeurs initiales,...on peut calculer la "dose reçue" par le milieu. pendant une durée "T".

Ce dosimètre est tellement préçis qu'il constitue ce qu'on appelle un Etalon primaire (c'est à dire qu'il est à la base de la chaine d'étalonnage). (il existe 3 étalons "primaires" en calcul de dose)

Il a l'avantage d'être quasi identique à l'eau (il existe un autre étalon primaire, basé sur l'eau... bourré d'inconvénients,... mais fortement utilisé car d'une précision absolument redoutable pour peu que l'ont soit dans des conditions optimales)

cependant, son utilisation en "métrologie" (la science de l'étalonnage en gros) est limitée par le fait que sa dose minimale acceptable ne dépasse pas 20 Gray....

Mais comme sa répétabilité et sa stabilité sont excellentes, il sert essentiellement de manière "relative", comme "instrument de transfert" pour (dans le cas des calorimètres) dériver la dose absorbée dans l'eau de celle dans le graphite...


Voilàaaaa, je suis "presque" complet ^^

ah oui, pour info,...les 3 étalons primaires en dosimétrie:

La chambre d'ionisation (ionométrie)
Le (micro)calorimètre (variation de t°)
Le dosimètre de fricke (dosimétrie "chimique", par variaton de concentration)

notez que des petits nouveaux sont entrain de poindre le bout de leur nez,... mais je n'en sais pas encore assez à ce sujet

[invite16b46ff1]

En fait la réponse de Mocco n'est pas vraiment exacte...
Le dosimètre de fricke est composé par une solution de 1mMolaire de FeSO₄ dans une solution aqueuse 8 Normale d'acide sulfurique (et oui, même si H₂SO₄ n'aime pas l'eau.)

Suite à une "irradiation", il y a "radiolyse de l'eau" en deux radicaux H* et OH*
étant donné que nous sommes en présence d'oxygène, il se produit d'abord cette réaction:

1rst step:
H* + O₂ -> HO₂*
ensuite
HO₂* + Fe²⁺ -> HO2^- + Fe³⁺
enfin, étant en milieu très acide:
HO2^- + H⁺ -> H₂O₂

2nd step
Le OH* ne va pas rester en reste:
OH* + Fe²⁺ -> Fe³⁺ + OH^- (aussitot neutralisé par le milieu acide)

3nd step
le peroxyde d'hydrogène (mis en gras plus haut) n'en restera pas là non plus:

H₂O₂ + 2 Fe²⁺ -> 2 Fe³⁺ + 2 OH^- (neutralisés par le milieu acide)


On analyse (on calcule la concentration en ion ferrique) ensuite "le tout" par spectrophotométrie,... sachant qu'une radiolyse produira 4 ions Fe³⁺, et connaissant les valeurs initiales,...on peut calculer la "dose reçue" par le milieu. pendant une durée "T".

Ce dosimètre est tellement préçis qu'il constitue ce qu'on appelle un Etalon primaire (c'est à dire qu'il est à la base de la chaine d'étalonnage). (il existe 3 étalons "primaires" en calcul de dose)

Il a l'avantage d'être quasi identique à l'eau (il existe un autre étalon primaire, basé sur l'eau... bourré d'inconvénients,... mais fortement utilisé car d'une précision absolument redoutable pour peu que l'ont soit dans des conditions optimales)

cependant, son utilisation en "métrologie" (la science de l'étalonnage en gros) est limitée par le fait que sa dose minimale acceptable ne dépasse pas 20 Gray....

Mais comme sa répétabilité et sa stabilité sont excellentes, il sert essentiellement de manière "relative", comme "instrument de transfert" pour (dans le cas des calorimètres) dériver la dose absorbée dans l'eau de celle dans le graphite...


Voilàaaaa, je suis "presque" complet ^^

ah oui, pour info,...les 3 étalons primaires en dosimétrie:

La chambre d'ionisation (ionométrie)
Le (micro)calorimètre (variation de t°)
Le dosimètre de fricke (dosimétrie "chimique", par variaton de concentration)

notez que des petits nouveaux sont entrain de poindre le bout de leur nez,... mais je n'en sais pas encore assez à ce sujet

je devais rectifier les chiffres ^^ mais too late pour éditer

[A voir en vidéo sur Futura]