Local d'essai pour source neutron

Bonjour à tous,

J'effectue en ce moment une étude de conception d'un local devant abriter un dispositif de mesure contenant une source de neutron et gamma (AmBe). Pour ce faire heureusement je dispose d'un code de calcul Monte-Carlo, que j'ai pu valider sur différents objets (comparaison calcul/mesure).

Le local a la forme d'un cube de 3m de côté. Le dispositif est au centre du local.
Au contact, l'équivalent de débit de dose est de 1,2 mSv/h. L'extérieur du local doit être classé en zone publique : l'équivalent de débit de dose doit donc être inférieur à 0,5µSv/h au contact de la cloison du local.

Nous partons a priori sur une structure en placo, et je cherche donc des matériaux pour blinder le local et atteindre l'objectif fixé.
Pour l'instant je teste avec du PEHD, des plaques d'aluminium boré mis sur l'intérieur des cloisons et autour du dispositif : ça marche mais pas encore suffisamment.

Auriez-vous d'autres idées de matériaux pouvant convenir?
Une démarche particulière pour la conception?

Grâce au forum j'ai consulté les sociétés Robatel et Lemerpax sur leur solution, j'attends leur réponse.

Bref je suis ouvert à toutes vos suggestions

Bonjour,

Le bore est efficace contre les neutrons thermiques essentiellement. Donc il me semble que vous ne devriez mettre des plaques d'alu boré uniquement à l'extérieur du local, là où la composante thermique est maximale a priori.

Ce qui vous permettrai pour un même budget et encombrement de gagner sur la protection.

Ce qui veut dire aussi que vous devez thermaliser l'essentiel de vos neutrons. Il faut prendre en considération qu'un neutron de 1 MeV à un coefficient fluence -équivalent de dose 40 fois plus élevé qu'un neutron thermique.

Si vous avez 80 % de neutrons thermiques et 20 % de neutrons rapides, ce qui est déjà pas mal comme thermalisation, alors ces 20 % de rapide font 90 % de la dose;Donc même si vous absorbez tous les thermiques avec le bore, vous ne gagnez que 10 % sur la dose


Questions : 
 est-ce qu'il existe déjà une protection autour de la source? 
 Comment obtenez -vous ces 1,2 mSv/h ?
Source nue?
Pouvez vous nous donnez l'activité alpha de votre source?

Merki
Gluonmou

Bonsoir,
 en mettant un matériau hydrogénée (polyéthylène ?) à l'intérieur des cloisons. Ca devrait les thermaliser ( et le bore à l'extérieur)
 ceci dit, moi les neutrons...

Bonsoir Domino,

Le PEHD, c'est du plexiglass haute densité, donc un matériau effectivement hydrogéné 
Sinon c'est le chapitre 4....

Gluonmou

Bonsoir,

En complément de ce qui a déjà été dit (et surtout en attendant les réponses aux questions de Gluonmou) :
- le béton c'est aussi plutôt bien pour atténuer les neutrons
- le polyéthylène boré, c'est certes plus cher que du PEHD typique, mais c'est plus de 2 fois plus efficace sur des épaisseurs de 20 cm (simulation Monte-Carlo de mon cru) et ça a le mérite de thermaliser les rapides et de ralentir encore les thermiques (à voir si le rapport coût/gain est intéressant ou pas)
- y a l'eau aussi (ça peut faire contrepoids à tout ce polyéthylène qui brûle très bien, ne pas l'oublier)
- le sable (SiO2) ou la terre humide (damp soil), si on est un peu enterré est une bonne barrière.

Quelques épaisseurs 1/10e pour l'AmBe en g/cm² : Paraffin 23, Wood 28, Sand (SiO2) 74, Ordinary concrete 96, Heavy concrete 110 (source NCRP)
Quelques épaisseurs 1/2 pour l'AmBe en cm : PE 6,1, H2O 6,9, Concrete 11, Damp soil 14,3 (source SLAC Los Alamos)

@+
SW

Bonsoir,
on retrouve ces sources chez nos amis les TP, leur locaux de stockage avec des cloisons en bon vieux béton, ont fait leur preuve, mais il faut présenter une certaine épaisseur (voir une épaisseur certaine.... )

Ma problématique c'est que je ne peux utiliser de béton.
D'après vos dires, je n'ai pas beaucoup de choix entre PEHD (matériaux hydrogénés) pour modérer et des mangeurs de neutrons comme le bore.

Je sais donc sur quoi partir et essayer de trouver le bon compromis protection/coût pour mon chef de projet .

merci à vous.

Je reviens ici dès que j'ai trouvé la solution.

Bonjour,

as-tu envisagé le plâtre (Méthode Forster) type REA ou autre ? Cela pourrait solutionner ton problème si tu ne peux pas utiliser de béton. Les intêrets écologique et financier pourraient aussi être avancés ce qui devrait plaire à ton chef de chantier.

Cordialement,

Toz

Sous quelle forme est la source ? Càd appareil ou pas, volumineux ou pas, utilisation dans le local ou simple stockage ?

Le dispositif est un prototype d'appareil de mesure, utilisant une source ponctuelle.
Nous devons faire différents essais sur ce proto, d'où la nécessité du local.

Le local est à implanter dans notre établissement, dont les fondations ne permettent pas de supporter une structure béton ... malheureusement.

Le proto a déjà une épaisseur de PEHD comme protection biologique, les calculs de débits de dose que j'indique sont donc après le PEHD.

Quelle est l'épaisseur de PEHD autour de la source?