calcul Thermaliseur pour source neutron AmBe

Bonjour à toute l'équipe du Cirkus et bravo encore pour ce magnifique site.

Voila ce qui m'amène.
J'ai besoin de réaliser un thermaliseur pour une source d'AmBe de 0,1 TBq.
Je ne suis pas sûr qu'il existe un logiciel de calcul pour le dimensionnement des protections pour les neutrons.
RadProCalculator ne le fait pas.
Quelle est la personne qui pourrait m'aider ?

jack

merci

Bonjour,

Les codes de type Monte Carlo (FLUKA, MCNPX, etc.) permettent ce genre de choses (je l'ai déjà fait).
Évidemment, c'est toujours pareil, pour un besoin ponctuel c'est un (peu) trop d'investissement de s'y mettre.
Pour un premier calcul pour dégrossir, il doit exister des "abaques" avec les matériaux préférentiellement utilisé pour atténuer les neutrons (Paraffine, polyéthylène, eau, ...) : des données qui donnent l'atténuation de x cm de matériau pour des neutrons d'énergie E (là comme ça sans vérifier, je parie qu'il y a quelque chose là-dessus dans les docs du cirKus).
Dans un premier temps, on peut avantageusement dire qu'une sourde d'AmBe émet des neutrons d'énergie 4,4 MeV (energie moyenne du spectre), ça marche bien.

@ bientôt.

bonjour,
tu peux déjà utiliser la courbe de elbe ( le Mar 6 Avr - 20:26) dans le post :
https://www.forum-rpcirkus.com/calcul-et-dimensionnement-de-protections-biologiques-f6/les-protections-neutroniques-t285.htm

PSR

bonjour PSR et SW,
La courbe de elbe donne une valeur H*(10) à 1m d'une source de 1GBq d'AmBe selon l'épaisseur du thermaliseur (CH2)n.

Si nous avons 20 cm d'ep de (CH2)n, comment peut on connaître la valeur H*(10) au contact (à l'extérieur) du thermaliseur.

Est ce qu'une source de 1GBq aura toujours un flux d'émission de neutrons/seconde identique ?

je n'ai pas trouvé sur le site d'abaques d'atténuation concernant la thermalisation des neutrons.


merci

bonsoir,
qd tu regardes la courbe tu as pour 20 cm de (CH2) 0,1 µSv/h, pour ton cas avec 0,1 TBq tu as donc 100 x plus soit 10 µSv/h à 1 m. En supposant que ta source est ponctuelle tu auras au contact de tes 20 cm de CH2 environ :
10*(100/20)^2=250 µSv/h
PSR

PSR,

le débit d'équivalent de dose dû aux neutrons et gamma de la source d'AmBe ( H*10 = Hn + Hg) suit donc comme les photons (pour une source ponctuelle) la loi 1/d^2.

jack

Oui,
la loi en 1/d2 est valable pour toute particule émise de façon isotrope dans 4pi Sr (Cela vient de la démonstration de cette loi en passant par la fluence d'une source ponctuelle émettant dans 4pi Sr).

merci,
mais est-il bon de considérer l'activité en Bq d'une source AmBe plutôt que le flux d'émission en neutrons/s.
Est ce que toute source de 1GBq d'AmBe va fournir le même flux d'émission ?

En réalité l'activité donne (entre autre) le nombre d'alpha/s donc il est possible d'en déduire le nombre de réactions nucléaires de type (alpha,n) et au final le flux de neutrons en n/s.
Pour une source Ambe on a 6.6e-5 n/s/Bq

merci PSR pour toutes ces réponses, je dois maintenant pouvoir calculer mon thermaliseur.
jack

jack a écrit:

Bonjour à toute l'équipe du Cirkus et bravo encore pour ce magnifique site.

Voila ce qui m'amène.
J'ai besoin de réaliser un thermaliseur pour une source d'AmBe de 0,1 TBq.
Je ne suis pas sûr qu'il existe un logiciel de calcul pour le dimensionnement des protections pour les neutrons.
RadProCalculator ne le fait pas.
Quelle est la personne qui pourrait m'aider ?

jack

merci

Bonjour,

Il faut que je regarde chez moi pour t'envoyer les PMDS (abaques de protection biologique gamma et neutron) ou peut être que KLOUG les as.

Grumpy

Bonjour
Oui j'ai les catalogues PMDS en stock.
Je m'en occupe.
KLOUG

KLOUG a écrit:

Bonjour
Oui j'ai les catalogues PMDS en stock.
Je m'en occupe.
KLOUG

Merci KLOUG

Merci ,

je ne sais pas ce qui m'arrive en ce moment, je dois faire une allergie aux neutrons ?
J'entends parler de Débit d'équivalent de dose photons plus important quand l'épaisseur du thermaliseur augmente. Quelle est l'énergie ? comment l'éliminer ?
vraiment les neutrons ???
jack

Merci Kloug pour les catalogues
jack

jack a écrit:

Merci ,

je ne sais pas ce qui m'arrive en ce moment, je dois faire une allergie aux neutrons ?
J'entends parler de Débit d'équivalent de dose photons plus important quand l'épaisseur du thermaliseur augmente. Quelle est l'énergie ? comment l'éliminer ?
vraiment les neutrons ???
jack

c'est assez logique car plus l'épaisseur du thermalisateur augmente plus les neutrons sont ralentis et la population des neutrons thermiques augmente favorisant les captures radiatives (n,gamma).
note que la courbe de elbe prend en compte le transport des neutrons, la production de photons par capture, mais a priori ne prend pas en compte les photons directement issus de l'Am-241
PSR

PSR,
je suis d'accord avec toi, mais quelle est l'énergie de ces gamma qui ont l'air à partir d'une certaine épaisseur de provoquer un débit d'équivalent de dose aussi important que les neutrons et dans ce cas ne faut_il pas à partir d'une certaine épaisseur de polyéthylène ajouter un blindage de forte densité pour éliminer ces gamma.
jack

En regardant la courbe on voit un changement de pente vers 40-50 cm, ce qui indique que l'équivalent de dose n'est plus majoritairement dû aux neutrons mais aux photons de capture.
Pour l'énergie des photons ils sont de 2-3 MeV pour la capture sur l'H et peuvent atteindre 4-5 MeV pour la capture sur le C. Donc pourquoi pas ajouter un blindage mais cela risque d'être épais.

Dans ce cas ne serait-il pas efficace de réaliser un blindage avec en premier, une partie en polyéthylène (40 cm pour les neutrons rapides) et ensuite une partie pour neutrons thermiques (car il existe des produits pour arrêter les neutrons thermiques) et à l'extérieur un cerclage en acier ?
Si la matière pour arrêter les neutrons thermiques ne crée pas plus de gamma que le polyéthylène.

Bonjour,
le soucis est que tu vas capturer tes neutrons thermiques, quelque soit le matériau utilisé (par exemple Cd) et donc engendrer des photons de haute énergie. Le cerclage en acier, pourquoi pas mais vu les énergies de photons tu risques de te retrouver avec des épaisseurs conséquentes. Le mieux c'est d'utiliser un matériau conciliant une bonne atténuation neutrons et photons, ceci est classiquement utilisé lorsque les épaisseurs de matériau deviennent conséquentes. Dans ce cas le béton (voir les bétons spéciaux) reste une bonne solution présentant beaucoup d'avantage.

PSR

Bonjour,

J'ai effectué une étude en début d'année pour une source d'AmBe de 111 GBq.
La problématique de la société demandeuse de l'étude est le transfert de cette source pour effectuer des mesures sur divers sites.
Le béton, solution effectivement excellente pour concilier une bonne atténuation des neutrons et des photons ne peut pas vraiment être envisagée pour les transports (encore que, si on considère des poids lourds), mais davantage pour le stockage.
La source est placée entre deux cales en paraffine borée, et placée dans une enveloppe en inox (1 bon cm dans chaque direction).
Ceci a pour effet de régler le problème des photons de 59 keV consécutifs à la désintégration de l'Am-241.
Cette source est ensuite placée dans un colis de transport consitué de paraffine borée environ 10 cm.
À ce moment-là la composante du débit d'équivalent de dose du aux neutrons et de 95 % du total par simulation qui prend évidemment en compte les captures (n,gamma) sur le C et l'H voire le B et vérifié par des mesures avec radiamètres ad hoc.
Donc à moins que quelque chose m'ait échappé, ce qui est toujours possible, le problème principal est vraiment dû aux neutrons ici.

@+

Bonjour,

Au départ cette source, nous voulions la transporter dans un thermaliseur portatif (avec les contraintes de 300µSv/h dû aux neutrons et 250 µSv/h dû aux gamma au contact du thermaliseur) mais les calculs avec la courbe de Elbe m'oblige à avoir un cylindre de PEHD d'environ 40 cm de diamètre et de 40 cm de hauteur (poids environ 50 Kg) donc difficilement transportable si il y a des marches.
Ce thermaliseur devait ensuite être positionné dans une enceinte qui ne donnerait plus que 7,5µSv/h au contact.

Bon ,vu le poids du tH portatif, on va mettre la source directement dans une enceinte de 80 cm de PEHD qui sera sur place.
Je sais qu'il existe des plaques de PEHD borée mais vu le prix est que cela en vaut la peine ?
Nous pourrions peut être aussi si nous voulions garder le thermaliseur portatif incorporer dans celui-ci du PEHD boré et le mettre dans un cylindre d'1cm d'inox, mais le PEHD boré va perdre de son efficacité pour éliminer les neutrons rapides.
casse-tête
@+ surtout que c'est une fois réalisée que l'on aura le résultat.

jack a écrit:

casse-tête

Je te crois !
J'ai encore en tête le problème qui s'était posé à nous pour notre accélérateur d'électrons de 50 MeV qui en bout de ligne pratique la fission photonucléaire du carbure d'uranium : au menu sandwich de béton/PE/Plomb/PE/acier pour atténuer tout ça. Je dérive un peu, mais atténuer des neutrons+photons n'est effectivement pas trivial.

Bon courage et @+