Facteurs de conversion fluence-équivalent de dose neutron

Bonjour à tous,

j'ai un générateur de neutrons D-T qui produit un flux de neutrons moyen de 1.5 10^8 n/s (14,2 Mev).

Comment puis-je estimer le débit d'équivalent de dose ?

Merci d'avance de vos explications.

Cordialement,

Bonjour,
Tu as plusieurs posts à ce sujet sur le forum, ça tourne autour de 400-500 pSv.cm².

Vois par exemple : https://www.forum-rpcirkus.com/t3736-tableau-facteur-de-conversion-neutrons

@+
SW

Bonjour,

merci pour la valeur. C'est effectivement ce que j'ai retrouvé sur les graphiques que j'ai trouvé sur le net.

Par contre après pour calculer le débit d'équivalent de dose, quel est le calcul ?

Merci d'avance

Bonsoir,

Tu dois connaître ta fluence à l'endroit qui t'intéresse : en part/cm2/s, tu utilises le facteur de conversion, tu transformes les pSv en µSv et le s en heures et tu auras ton débit d'équivalent de dose en µSv/h.

@+
SW

Bonjour,

Merci pour les explications.

Slt
Je me demandais si pour un générateur neutrons pour calculer la fluette à une distance de on avait le droit de faire N/(4*pi*d*d) comme pour une source ponctuelle.
Merci de m'éclairer

Bonsoir
Je ne le pense pas.
Tout dépend si on reste en fluence de particules gardant la même énergie.
Compte tenu des interactions des neutrons dans le milieu, il est assez difficile d'avoir ce type de relation simple.
En dose c'est sûr que non, toujours en fonction des milieux traversés.
Mais je laisse les spécialistes de la particule neutre s'exprimer
Iron Kloug

Bonjour
Merci pour cette réponse
Néanmoins il me semblait que la loi en 1/d2 était applicable aux neutrons or de mes souvenirs elle se démontre à partir du fait que la fluence est égale à N/(4pi*d*d)
Où me trompe - je ?

Bonjour
Mathématiquement vous avez raison.
On peut d’ailleurs faire la comparaison pour toutes les particules.
Maintenant, même dans l'air (c'est le cas des bêta) il ya des interactions qui font que cette loi n'est plus respectée.
Pour les neutrons cela dépend, à mon humble avis, du milieu.
Iron Kloug

Pour l'air, compte tenu des libres parcours moyens de l'ordre de 5 m (fonction plus précisément de l'énergie, mais en gros...) les interactions dans l'air peuvent être négligé aisément pour des distances n'excédent pas quelques mètres. De plus contrairement à un milieu hydrogéné tel que l'eau,  les neutrons dans l'air ne font guère que diffuser élastiquement (hors neutrons très hautes énergies) sans guère perdre d'énergie, et surtout en n'étant que très peu capturés
Donc au pire un faisceau monodirectionnel va perdre sa cohérence directionnelle doucettement , mais pour une émission sous 4 pi, les neutrons ne vont pas disparaître, donc la loi en 1/d2 s'applique assez longtemps (rappel : loi à éviter pour des distances inférieures à qqs)
 cm)

Sur des distances plus grandes, les effets de diffusion sont tendances à "amortir " la loi en 1/d2, et à homogénéiser quelque peu la densité neutronique, comme un gaz qui s'échapperai d'une petite bouteille dans un grand volume.

Gluonmou

Merci pour la précision Gluonmou
Donc pour l'air ça doit coller à peu près pour des distances inférieures à 10 m
Et pas trop près.
Pour d'autres milieux ce n'est plus évident.
Iron Kloug

Après quelques petits calculs pour préciser tout cela (et pour ma propre gouverne) quelques petites applications numériques  (qui montrent que mon estimation moyenne pifométrée de 5 m est très pessimiste):

Libre parcours moyen dans l'air  (25 % oxygène et 75 % azote) :
neutron thermique : 22 m (c'est surtout l'azote qui prime)
neutron rapide  1 MeV: 102 m

Il faut effectivement, en se rappelant que la densité de l'air est mille fois moins dense que l'eau, 10 m d'air est équivalent à 1 cm d'eau (sans hydrogène, donc autant dire rien!!)

Un petit calcul avec Dosimex dans 10 m d'air montre qu'effectivement il n'y a aucune atténuation en fluence et très peu en énergie :



Même en rajoutant de l'hydrogène jusqu'à 25 %, cela ne change pas grand chose, on voit juste un peu de ralentissement sur le spectre en énergie:

Donc la loi en 1/d² est applicable dans l'air pour une distance d'au moins 20 mètres.
Encore merci pour la démonstration.
Iron Kloug

Pendant que j'y étais j'ai repris les données de ege pour lui faire un petit calcul à 1 m :




Soit 2,27 mSv/h à 1 m en H*(10)

Merci pour toutes ces explications
Du coup vous considérez que pour un générateur neutrons DT la fluence est égale à N/(4pi*d*d) bien que ce générateur n'émet de façon isotrope notamment en énergie puisqu'il me semble que les.14 MeV soient à 0 degré
Merci encore

Excellente remarque, j'avoue que j'avais occulté cet aspect.
Pour des deutons incidents de 100 keV les neutrons émergeant vont en énergie de 13,5 MeV pour des neutrons qui partent à 180 ° (vers l'arrière ) à 14,8 MeV pour des neutrons émergeant à 0°.

J'ai pris ici 100 keV suite à la discussion sur l'activation neutronique récente, bien que je sois étonné que l'on utilise une si faible énergie en raison de la barrière de répulsion coulombienne (500 keV environ)
(avec des deutons à 500 keV  on va de 12,8 Mev à 15,8 MeV)
Donc cette dispersion en énergie assez modeste aura peu d'impact sur le calcul de la dose (coefficient égal à 500 pSv.cm2 à 13 MeV et 536 pSv.cm2 à 15 MeV)

Pour ce qui est de l'isotropie ou non de l'émission (section efficace différentielle angulaire) j'avoue ne pas savoir. mais comme je suppose qu'elle est isotrope dans le centre de masse de la réaction et que les énergies d'émissions sont très élevées devant l'énergie d'incidence des deutons, il me semble que l'hypothèse simplificatrice d'une émission isotrope (hors collimation bien entendu) tient la route.

Mais c'est discutable.

Sans doute des utilisateurs de telles sources pourraient préciser ce point

Gluonmou

Dans le cas d'une source Am/be de 5 Ci,Comment puis-je estimer le débit d'équivalent de dose ?
comment, peut on la considérer comme une source de référence

Bonjour bouloulou,
je ne sais si c'est trop tard mais pour une AmBe tu peux prendre H*(10)= 0.75 µSv/h/GBq à 1 m (pour les neutrons uniquement) ça te fait 140  µSv/h à 1 mètre pour ta source de 5 Ci.
En dosimétrie tu ne considères pas ta source comme référence (sauf si tu es un laboratoire primaire). Tu dois avoir un mesureur neutrons raccordé en termes d'équivalent de dose à un laboratoire primaire. Ensuite avec ta source tu caractérises son champ de rayonnement avec ton appareil raccordé. 
C'est un peu succinct car tu dois également évaluer la diffusion à l'aide d'un cône d'ombre (voir la norme ISO  8529)

nota sur mon post précédent, je viens de vérifier avec dosimex je trouve 142 µSv/h, ma première estimation n'était donc pas trop fausse !

Je n'aurai pas dit mieux, merci

Gluonmou, en veille technologique

En plus c'est en "double aveugle" j'avais pris une autre référence pour mon premier calcul