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 mesure de sources étendues

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AuteurMessage
PtitGG2
Ventriloque
Ventriloque



MessageSujet: mesure de sources étendues   Mer 26 Oct 2016 - 15:23

Bonjour à toute la Troupe,

J’ai parcouru les vieux posts du forum pour essayer de trouver des éléments de réponses à mon problème, mais rien trouvé hormis qu’entre deux radiamètres on peut avoir une différence de résultat assez impressionnante !

Je vous expose donc ma problématique. Il est souvent discuté dans le littérature et ici de la mesure au contact de sources ponctuelles ou de petites dimensions, et du sous-comptage des radiamètres à base de chambre d’ionisation car leur volume est trop important par rapport à la source. Quid maintenant de l’inverse : le capteur du radiamètre qui est plus petit que la source ?

La source en question est la suivante : j’ai une source ponctuelle AmBe dans un conteneur en PEHD de forme cylindrique, en gros de 40cm de diamètre par 40cm de hauteur. J’ai modélisé l’ensemble au moyen d’un code de calcul, et je veux vérifier que ma méthode pour déterminer des débits de dose équivalente est valable et de combien elle surestime les débits de dose mesurée. Cette méthode utilise une sphère ICRU (30cm de diamètre).

En appareil j’ai à disposition une Babyline pour les gamma, un Dineutron pour les neutrons (pas de mesure à moins de 50cm possible) et un dosimètre opérationnel Mirion 2000GN, qui me permet d’avoir des débits de dose gamma et neutron. Parallèlement j’ai pu faire une mesure neutron et gamma avec un Berthold LB6411 (neutron) et un APVL AT1123.

J’ai fait des mesures au contact (sauf avec le Dineutron) et à différentes distances et les ai comparés à mes calculs. Si j’ai un facteur à peu près constant (~2) entre mesure gamma et calcul, quel que soit l’appareil utilisé (dosimètre inclus), avec les neutrons le facteur est de ~2 avec le LB6411, de l’ordre de 6 avec le Dineutron et pour les deux distances mesurées avec le dosimètre, j’obtiens ~7 (mesure la plus proche ~15cm) et ~15 (pour l’autre mesure ~30cm).

Je suis donc à la recherche d’explications à ce que je constate, et surtout la différence entre mesure faite au LB (dont la taille et de l’ordre de la sphère ICRU que j’ai modélisé) et mesures faites avec les autres appareils, notamment le dosimètre. La taille du capteur, et notamment la différence de taille entre capteur et source/objet à mesurer peut-elle être un élément d’explication dans le cas des neutrons  (puisque pour les gamma je reste quasi constant)?

merci pour toutes vos idées
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Gluonmou
Contorsionniste
Contorsionniste



MessageSujet: Re: mesure de sources étendues   Mer 26 Oct 2016 - 20:00

Bonsoir,

Je ne comprend pas bien pourquoi vous utilisez une sphère ICRU. Ne pouvez vous pas plus simplement calculer avec votre code (lequel?) un débit de fluence en un point  (ou dans un volume élémentaire) et utiliser les coefficient de conversion fluence_équivalent de dose? Dans une telle méthode inutile de mettre une sphère ICRU. Celle ci est "comprise" dan sles coefficients

Logiquement et en théorie, quel que soit la taille du capteur, gros ou petit, sa réponse doit est étalonnée pour donner la bonne valeur (à 30 % près).

Par contre si le champ d'irradiation est très hétérogène (proche de la source par exemple), un "gros" capteur donnera une valeur moyenne sur le volume qu'il intercepte. Un petit détecteur sera spatialement plus précis.
Si je devais vous donner un conseil : avec vos détecteurs neutrons, faites des mesures le plus loin possible et identique pour tous vos détecteurs. Cela permettra de travailler dans un champ plus uniforme.
Ce serait déjà intéressant de diminuer les écarts entre appareil de mesure, avant de se poser des questions sur l'écart significatif entre calcul et mesure.

Vous pourriez préciser l'activité de votre source?
Vous faites des mesures avec ou sans protection biologique?
Si vous me voyez arriver... 
Gluonmou
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SW
Trapéziste
Trapéziste



MessageSujet: Re: mesure de sources étendues   Mer 26 Oct 2016 - 20:11

Bonjour,

Pour compléter la réponse de Gluonmou. Je dis deux-trois choses quasi-similaires, mais autrement. Very Happy


Sujet passionnant, j'ai aussi eu l'occasion de me pencher sur ce genre de problématiques.

Intéressant, mais source de prise de tête parce que nombre de paramètres non maîtrisables entrent en jeu.

Pour s'affranchir de la géométrie du détecteur utilisé, je préconise de laisser tomber les mesures "au contact" et se concentrer sur une distance qui serait compatible avec tous les appareils : dans le cas des neutrons, le dineutron, le Berthold, le DOP.

D'ailleurs que signifie "mesure au contact" pour les détecteurs neutron tous munis de polyéthylène pour ralentir les particules afin de pouvoir les détecter, pour le Berthold que je connais bien, la mesure au contact est au mieux une mesure à 15 cm du détecteur...

Autre chose : ne pas oublier que les radiamètres neutrons sont étalonnées en H*(10), alors que les dosimètres opérationnels le sont en Hp(10), donc a priori, c'est normal de noter des différences.

@+
SW

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PtitGG2
Ventriloque
Ventriloque



MessageSujet: Re: mesure de sources étendues   Jeu 27 Oct 2016 - 7:55

Bonjour et merci pour vos réponses.

Pour les précisions demandées:

j'utilise le code GEANT4 et fait les analyse des données avec des macros ROOT que j'ai créé. J'ai implémenté la sphère ICRU car c'était "plus facile". Les coef fluence-> équiv. de dose ne sont pas dispo dans ce code.

la mesure au contact est une exigence, pour caractériser les points les plus dosant.
les comparaisons sont faites à distance source-centre géométrique du radiamètres équivalentes (j'y ai pensé Razz ), et vu l'emplacement de la source dans son conteneur, on ne peut faire de mesure au delà de 50cm.

La source est une source AmBe HA de 111GBq, le conteneur en PEHD fait office de protection biologique. Il n'y a pas d'autre matière entre détecteur et objet à mesurer.

Pour les mesures au DOP, je m'attendais bien sûr à une différence, mais pas dans le sens où le débit de dose en neutron (pas en gamma) soit inférieur à celui mesuré par le LB à distance équivalente (je crois avoir oublié de le mentionné ...) ... je pensais plutôt trouver l'inverse.

Si je résume un peu votre analyse et vos ressentis par rapport à ce que je vous transmets, mon champ de neutron serait plutôt hétérogène aux distances considérées (ce qui ne me semble pas déconnant du tout) et l'angle solide de détection entre "petit" détecteur et "gros" détecteur participerait aussi aux différences constatées, comme je le pressentais.

Je devrais pouvoir faire des mesures complémentaires avec le LB (je ne l'ai pas à dispo, malheureusement) prochainement.
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PtitGG2
Ventriloque
Ventriloque



MessageSujet: Re: mesure de sources étendues   Jeu 27 Oct 2016 - 8:14

Petite question supplémentaire : avez-vous des références d'études comparables mettant en évidence l'impact de la taille du capteur avec la taille de la source .. quand la source est plus grande que le capteur?
Comme je dois rédiger une note de calcul, si je peux appuyer mon analyse sur des références ça aurait plus de poids.


Merci Very Happy
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Gluonmou
Contorsionniste
Contorsionniste



MessageSujet: Re: mesure de sources étendues   Jeu 27 Oct 2016 - 8:32

Pas de référence sur ce sujet, mais il est clair que les mesures au (pseudo) contact sont un problème récurrent

De même que la signification par exemple d'une valeur (calculée où mesurée, peu importe) proche de la source en terme de H*(10)
Cette dernière grandeur étant censé être un estimateur de la dose efficace E, ce qui est assez vrai lorsque l'irradiation du bonhomme est relativement homogène.
Pas lorsqu'il a la source dans la poche (ce qui est toujours déconseillé)

Sinon, quelle est l'épaisseur de votre protection biologique?
Gluonmou
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PtitGG2
Ventriloque
Ventriloque



MessageSujet: Re: mesure de sources étendues   Jeu 27 Oct 2016 - 8:39

Entre la source et la paroi externe du conteneur il y a 20cm de PEHD.

Je pense que le champ des gamma est relativement homogène puisque généré en grande partie par les interactions n + H dans tout le volume, raison pour laquelle je ne constate pas la même disparité pour les mesures en gamma. Mon raisonnement vous semble-t-il cohérent?
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Gluonmou
Contorsionniste
Contorsionniste



MessageSujet: Re: mesure de sources étendues   Jeu 27 Oct 2016 - 9:54

Je dirai plutôt que les détecteurs gamma sont plus petits et moins sensibles aux hétérogénéité du champ.
Mais aussi que la réponse des détecteurs neutrons est beaucoup plus sensible à la nature du spectre en énergie des neutrons incidents

Sinon voici je qu ej'obtiens avec Dosimex-N :

ça colle au niveau calcul?
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PtitGG2
Ventriloque
Ventriloque



MessageSujet: Re: mesure de sources étendues   Jeu 27 Oct 2016 - 10:12

Si je lis correctement, le débit de dose neutron que vous obtenez est de 24,2µSv/h et mes calculs donnent 49µSv/h ce qui est cohérent avec ce que j'observe entre mesure avec le LB et mes calculs (facteur 2).

Je sens qu'il va falloir que je me penche sur Dosimex-N, ça pourrait me servir pour faire de rapides calculs study

Concernant les radiamètres gamma, je ne considère pas la Babyline comme étant un "petit" détecteur.

Sur le fait que mon modèle et ma méthode surestiment le débit de dose, l'explication pourrait-elle être (au moins en partie) que je prends en compte tous les neutrons et les photons arrivant et interagissant dans ma sphère ICRU, quelle que soit leur énergie? (contrairement aux radiamètres qui ne détectent qu'une partie du spectre).
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Gluonmou
Contorsionniste
Contorsionniste



MessageSujet: Re: mesure de sources étendues   Jeu 27 Oct 2016 - 16:34

Toutes les particules participent peu ou prou à la dose, donc le problème ne vient pas de là.

A faible distance ce sont les effets angulaires qui peuvent jouer :
un photon incident sur une surface de 1 cm2 avec un angle de  45 ° ça ne fait pas 1 photon/cm2, mais 2 photons/cm2.

Mais bon, faut vraiment être prêt d'une source ponctuelle pour que ça joue

Sinon non, je ne vois pas
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PtitGG2
Ventriloque
Ventriloque



MessageSujet: Re: mesure de sources étendues   Ven 28 Oct 2016 - 7:16

Mon facteur 2 est à peu près constant quelle que soit la distance, et pas uniquement au contact.

C'est le matin et mon cerveau n'est peut-être pas encore tout à fait opérationnel   ...
mais peux-tu approfondir le coup d'1 photon qui est compté comme 2 photons?
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Gluonmou
Contorsionniste
Contorsionniste



MessageSujet: Re: mesure de sources étendues   Ven 28 Oct 2016 - 8:05

C'est lié à la définition rigoureuse de la fluence : somme des longueurs des trajectoires dans un volume divisé par le volume.

Simple, efficace, puissant
peu connu

Voir annexe A du bouquin "calcul de dose ..."
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