Exercice de mesures nucléaires

Bonjour à tous,

Je présente un examen de mesures nucléaires ce vendredi et voici l'énoncé d'un exercice qui nous a été proposé afin de préparer celui-ci.

On procède à l'étalonnage d'une chaîne de spectrométrie gamma dans les conditions suivantes: source ponctuelle à 1 mètre d'un détecteur de 5 cm de diamètre. Le rendement de détection pour une raie gamma d'un émetteur donné est de 10^-5.

Pour une demande urgente, il vous est nécessaire de quantifier l'activité d'un échantillon très actif qui sature le détecteur dans les conditions d'étalonnage. Vous décidez de porter l'échantillon à une distance de 3 mètres du détecteur. Vous relevez en 100 secondes une aire nette de 10⁶ évènements pour la raie gamma du même émetteur.

Estimez l'activité de la source

Voici ma solution
(G désigne le facteur géométrique, epsilon les efficiences absolue et intrinsèque, oméga les angles solides, n le taux de compatge, N le comptage, t le temps de mesure et A les activités)




Merci d'avance à tous ceux qui se pencheront su ce problème !
AVC

Bonsoir AVC,
Cet exercice me semble

1° Normalement le rendement de détection = le nombre de détectés / nombre de émis...
Il te faudrait donc connaitre le radionucléide pour pouvoir en calculer son activité; ou au moins le % d'émission de la raie considérée...
2° Connaitre le radionucléide aurait également été utile pour corriger la décroissance de l'échantillon pendant le comptage. Bon pour 100s on peut considérer qu'il n'y en as pas pour la plus part des radionucléides, OK je chipote
3° On ne te demande pas a quelle date il faut estimer l'activité l'activité! Au moment de l'accident? au début du comptage? Donc toute réponse est logiquement exacte

4° Il est fort peut probable que la source d’étalonnage ait la même géométrie, la même nature chimique et la même densité que l'échantillon. ce qui influera sur l'angle solide et l'autoabsoption.
5°On te demande "Estimez l'activité de la source" alors pourquoi se prendre la tête avec l'échantillon???



Bon j’arrête la, et si l'on passe toute ces incertitudes ton calcul A2 semble correct.
Mais ensuite tu n'a pas a faire de correction de distance!!!
ton A2 est l'activité calculé. point! quelque-soit l’endroit ou se situe ton échantillon son activité ne changera pas.

Bon courage pour vendredi!

bonsoir,

pour tes calculs d'efficacités, je suis d'accord. Par contre il faut que tu revois tes calcul d'activité.

Pourquoi trouve-tu 2 activités différentes pour une même source? es-tu sur de l'utilisation de la loi des carrés?

Je te laisse ces pistes de réflexion.

à bientôt

PPJ

grillé par Niko!!

Bonsoir
Je tente une autre approche
10⁶ evenements en 100 secondes soit :
10⁴ gamma/s
La surface du détecteur : 19,6 cm²
Soit 509 gamma cm^-2.s^-1
Si on a un rendement de 10^-5 (ce qui me paraît assez fort mais possible pour des gamma de forte énergie), cela devrait donner un débit de fluence réel de :
509 . 10⁵ = 5,09.10⁷ gamma cm^-2.s^-1
Or le débit de fluence est donné par la relation :
Debit fluence = (Activité x intensité d'émission de la raie gamma) / 4 . d² avec d en cm
Si on suppose I = 100 %
A = Débit fluence x (4 . d² )
A = 5,09.10⁷ x 4 . (300)²
A = 5,76.10¹³ Bq

Je suis très supérieur aux valeurs trouvés.
Mais comme j'ai pris un autre chemin...
Je me suis peut-être trompé.

KLOUG

Juste quand même si je lis bien (malgré mon grand âge et mes lunettes) je vois sur l'énoncé :
2,5 cm = 2,,5.10^-3 m ! Euh !!!
Chez moi
2,5 cm = 2,5.10^-2 m
mais c'est bon dans le calcul 0,025

Maintenant en admettant une activité de 81 GBq à trois mètres le débit de fluence pour une intensité de 100 % est de 71619 gamma par seconde.
Pour peu que le détecteur ait un rendement de 1/1000 ça fait 72 gamma par seconde mesurés !

KLOUG

Merci à tous pour vos réponses.
En fait, en relisant l'énoncé, je me dis qu'il est très mal formulé. Je m'explique.

On y spécifie:

Citation :

Pour une demande urgente, il vous est nécessaire de quantifier l'activité d'un échantillon très actif

soit trouver la valeur de ce que j'ai appelé A2. Et donc mon calcul doit s'arrêter à l'étape #3.

Or, l'énoncé se termine par:

Citation :

Estimez l'activité de la source

ce qui pour moi réfère à la source étalon, donc cela revient à trouver A1. Auquel cas, je ne vois pas comment je peux relier A1 à A2 si ce n'est via la loi du carré de la distance (et en supposant de manière implicite que source-étalon et échantillon sont de même radioisotopique, de même densité, de même taille, de même forme, de même volume, ... bref, de même tout-ce-que-vous-voulez si ce n'est leurs activités.

Right ?

...sont de même nature radioisotopique...

La nuit porte conseil... J'étais totalement à la ramasse en fait. Il est clair que l'activité à rechercher est celle de l'échantillon (l'étalon servant uniquement à déterminer l'efficience) et que l'activité ne varie assurément pas avec le carré de la distance...

Encore merci à tout le monde
AVC

Je crois que tu as raison Kloug,
En prenant les calculs a l’envers, on se rend bien compte que la première méthode ne donne pas une activité suffisante...

6° La valeur de 10^-5 n'est donc pas Le rendement de détection mais l’efficacité intrinsèque du détecteur pour la raie considérée.