Rayonnement spatial et isotropie ...

Bonjour à tous !

Je suis un nouveau petit clown (1,8m) et voici ma première question (ça se fête ! ).

Habitué au monde solitaire et rude des hautes altitudes (mon aéroplane est néanmoins chauffé et pressurisé ; le café y est même très bon  ... ), je vais chercher (dès que mon RadEye sera en ma possession!) à mesurer l'équivalent de dose reçu lors de mes vols.

Ainsi, je pourrai utilement comparer mes données avec les données statistiques calculées par le programme Sievert (la référence officielle réglementaire concernant la protection du personnel naviguant).

Je commence tout juste à aborder la théorie spécifique à ce sujet et déjà, quelques questions arrivent naturellement à mon esprit embrumé !

La première qui me taraude (mais si, mais si ) concerne l'isotropie du rayonnement versus la directivité du détecteur.

Les rayonnements d'origine spatiale sont en principe isotropiques … dans l'espace !

Qu'en est-il dans un avion au voisinage de la terre ? J'imagine intuitivement que la réponse dépend de la nature de la particule ou du photon et en particulier de son énergie.

Par ailleurs, un rapide balayage du mode d'emploi du RadEye montre avec le filtre H*(10), un diagramme de directivité … dont il va falloir tenir compte.

Ce diagramme montre (ce qui est logique), que plus le rayonnement est énergétique et moins le radiamètre est directif pour ce rayonnement.

J'imagine (mais je n'ai encore rien étudié sur ce sujet … il faut sûrement commencer par là!) que le rayonnement d'origine spatiale est fortement énergétique et que l'on peut sans doute considérer l'influence des différents écrans (terre, avion, coque radiamètre) comme négligeable et donc la mesure comme isotrope.

Mais c'est une supposition toute à fait gratuite de ma part.

Il y a-t-il un doc spécifique qui traite de ce type de pb ?

Merci pour un petit lien utile !

A très bientôt.

Philippe

Bonjour
Il faudra que je regarde des docs là dessus. C'est vrai que les écrans à ce niveau ont une influence limitée pour les gamma et les neutrons.
A bientôt
KLOUG

Bonjour !

Merci beaucoup ...

Je cherche également de mon côté. Dès que j'ai une info, je la mets sur le site.

Bon, pour les neutrons, le RedEye B20 ne sera pas concerné car il ne les compte pas.

Grosso modo, toute particule ou photon dont l'énergie dépasse 1200 keV est vue de façon omnidirectionnelle par le RadEye b20 (cf doc. constructeur).

Reste à évaluer l'influence de la cellule avion sur la mesure.

Finalement, pour une première approche il me faut connaître les éléments suivants :

- nature des rayonnements cosmiques
- énergies de ces rayonnements
- épaisseur d'aluminium nécessaire pour atténuer leur énergie en dessous du seuil de détection du capteur (si l'alu est capable d'absorber une partie de cette énergie bien sûr)

Cela va me permettre de dégrossir à la serpe le problème.

Je cherche !

Amicalement

Philippe

Bonjour,

J'ai fait l'expérience avec un radiamètre RadEye G 10 entre Marseille et Djerba. Le problème, c'est que mon radiamètre était dans ma valise de soute. Le relevé sur le vol ne tient donc pas compte de la direction du rayonnement...

Si tous va bien, je devrai réitérer l'expérience au printemps 2014 entre Paris et Sydney...

Bonjour Fils de Poulain,
Que t'a donné ton RadEye G 10 et pour combien de temps de vol à altitude stabilisée ??
Amicalement

Bonjour,

J'ai l'impression que compte tenu de l'énergie élevée des particules (ou photons) cosmiques, la direction de mesure importe peu ... ainsi que la présence ou non de ... l'avion ... qui doit être aisément traversé.

Tout cela doit être vérifié ...

J'avais déjà fait des mesures avec un gamma scout (cet appareil a ses limites ... mais cela permet de débuter à petit prix) ... la direction de mesure ne m'avait pas paru avoir la moindre influence.

Mesures effectuée sur des Paris-Tokyo, Paris-San Francisco et Paris-Johannesburg (au poste).

Mais je vérifierai cela avec le B20 (dans deux mois environ, délai de livraison !).

Philippe

Citation :

Que t'a donné ton RadEye G 10 et pour combien de temps de vol à altitude stabilisée ??

En gros, de 0,5 µSv/h au sol en moyenne, à 2,5 µSv/h en vol à 12 000 m. Si j'y arrive, je te mets une copie de la courbe.

Fils de Poulain a écrit:

En gros, de 0,5 µSv/h au sol en moyenne, à 2,5 µSv/h en vol à 12 000 m. Si j'y arrive, je te mets une copie de la courbe.

super, je t'ai envoyé en MP mon adresse mail
Merci
Amicalement

pourquoi vous ne faite pas des essais avec un dosimètre ?
J' ai effectué plusieurs allez/retour sur Casablanca avec un DMC 2000S (à la poitrine) avec une dose comprise entre 3 et 4 µSv à chaque voyage.

Bonjour,

C'est en effet la méthode utilisée à bord des avions. Un dosimètre passif est laissé à bord pour une durée d'un mois ... relevé par la maintenance et envoyé à qui de droit (CERN je pense);

Je ne pense plus qu'il y en ait encore. Ces dosimètres ont-ils servi à étalonner le programme Sievert ?

Je ne connais pas le suivi de ces dosimètres.

Pour ce qui est du suivi individuel au coup par coup, la dosimétrie active est intéressante car elle donne un résultat immédiat. Encore faut-il savoir ce que l'on mesure réellement.

Certes, on peut faire des meures en relatif (par rapport au bruit de fond au sol), cela est déjà très bien, mais c'est encore mieux d'avoir un valeur mesurée absolue proche de la réalité.

Pour moi, là est la véritable question. Que signifie le débit de dose indiqué pour des rayons cosmiques, mesurés dans mon cas (dans le futur proche !) par un RadEye B20 ? (comment est intégrée l'énergie individuelle des différentes particules et photons ; quid des particules non détectées (neutrons, protons etc.))

J'ai choisi ce radiamètre/ contaminamètre car je le destine à deux usages : le premier pour mesurer l'exposition pendant mes vols aux rayonnement cosmiques, le deuxième, pour me faire une idée (qualitative) de l'exposition (externe, interne) que je subis dans mon escale favorite, Tokyo.

Deux usages très différents. D'où la nécessité d'un appareil polyvalent ... avec des compromis à faire sans doute.

J'ai posé la question à Thermo Scientific. J'attends la réponse.

A bientôt !

Phlippe

Bonjour,

cafi95 a écrit:

Un dosimètre passif est laissé à bord pour une durée d'un mois ... relevé par la maintenance et envoyé à qui de droit (CERN je pense);

Je ne pense pas,
Le CERN n'est pas a ma connaissance un laboratoire de dosimètrie.

... c'est très possible ... comme je n'ai plus vu ces dosimètres depuis un bon moment ... je ne m'en souviens plus. Le nom de l'exploitant du dosimètre était marqué dessus ... bad luck !

Philippe

Bonsoir
Ca devait être RADOS si ma mémoire ne fait pas défaut.
KLOUG

Cela me revient ...

Ce devait être l'IRSN ! (ouf, l'honneur est sauf ! ).

(je me souviens d'ailleurs les avoir appelé après l'accident de Fukushima pour savoir s'ils pouvaient mettre en place une dosimétrie personnelle ; pas possible m'avait-on répondu, si ce n'est par le biais de la compagnie ... ).

Alzheimer quand tu nous tiens !

Philippe

Bonsoir,
l'origine du rayonnements cosmique provient des réactions nucléaires se produisant au niveau du soleil, donc de fusion deutérium deutérium qui libère des neutrons, des protons et du rayonnement gamma (environ 3Mev je crois). Les protons et neutrons arrivent donc de manière non isotrope au niveau de la surface de la terre, mais au niveau local je dirai qu'une fois arrivé à la surface il doit y avoir un comportement isotrope.
Pour les protons compte tenu de leur charge et du champ magnétique terrestre, ceux-ci pénètrent majoritairement au niveau des pôles (d'ou les aurores boréales).
L'exposition est donc en fonction de l'altitude à composante gamma et neutron (que vous ne mesurez pas avec votre radeye) les neutrons interagissent entre autre avec l'azote de l'atmosphère N13+n1=>C14+P1.

Bonsoir,
Je vais tenter un problème de pure voltige, et parler d'un sujet que je ne connais pas.

Tout le problème est effectivement de connaitre le champs de rayonnement, au moins en gamma : spectre en énergie, caractère isotrope ou non. On peut penser que ça vient "d'en haut". Ce n'est pas si évident : si un proton de haute énergie (qui vient effectivement "d'en haut", en gros) fait par exemple une réaction de spallation (choc direct avec un neutron du noyau et expulsion de ce dernier), ce neutron sera essentiellement dirigé vers le bas, pour des raison de conservation de quantité de mouvement. mais les gamma émis par la désexcitation du noyau heurté peuvent avoir des directions assez quelconques, le noyau heurté n'ayant pas une grande énergie cinétique.

Quand à l'énergie, on peut tabler sur des énergies très élevées et peu usuelles en RP "classique" : plusieurs MeV voire 30 MeV, en glanant sur le Net.

A de telles énergies, on peut se poser des questions sur la réponse des dosimètres utilisés. Mais je suppose que l'IRSN s'est assuré que la réponse était dans les +/20 % autorisés ?

Mais en lisant rapidement la norme CEI 60846 (j'ai un sanglier sur le feu), je ne vois guère que cela en terme de contrainte sur l'étendue de mesure en énergie :

"Le domaine d'utilisation combiné minimal pour le rayonnement en fonction de l'énergie des photons et pour l’angle d’incidence est soit de 30 keV à 150 keV entre 0° et ±45° soit de 80 keV à 1,5 MeV entre 0° et ±45°."

Entre 1,5 MeV et 30 MeV, tout est possible.


Cela fait moultes questions à laquelle il faut essayer de répondre. En appliquant mon proverbe n°1, à savoir "il vaut mieux 1 qui sait que 2 qui cherchent", je vais essayer de voir du coté de la vallée des Cerveaux de Saclay, chez les astrophysiciens, si je peux glaner des infos de première main sur le spectre gamma à 30000 pieds. C'est pas gagné, mais on peut les amadouer assez facilement avec des petit oursons en chocolat. je ne promet rien.
Bonsoir
(je retourne à mon sanglier)

Tiens, pendant que ça fini de rondouiller, juste un truc que je sais sur les rayonnements cosmiques :
les énergies maximales mesurées, en proton, sont de l'ordre de 10E21 eV : c'est l'énergie cinétique d'une balle de fusil !!
Impressionnant, non?
Rassurez-vous, cher cafi95, si un tel proton vous heurte, il ne déposera quasiment aucune énergie, il va trop vite pour cela. Il est hyper -mega relativiste. Il vous traversera comme du beurre, si j'ose ainsi m'exprimer.
Re-Bonsoir

Bonsoir ! ... et merci pour cette analyse très intéressante.

Si les énergies sont très élevées, c'est bon pour mon détecteur ... dont la réponse sera quasi omnidirectionnnelle ... ! (si j'en crois le doc constructeur).

Reste à savoir comment le B20 interprète tout cela.

La difficulté est de savoir réellement ce que je mesure ... et comment.

Par ailleurs, des particules ne seront pas comptées (protons, neutrons ...) ; comment corriger a priori le résultat mesuré ?

Intuitivement, je sens que la bonne réponse serait d'utiliser à la fois les données du programme Sievert et celles de mes mesures, en pondérant les unes par les autres. Comment, je ne sais pas encore.

Le programme Sievert donne un socle statistique solide ... que je pourrais moduler en fonction de l'observation réelle (faite à bord avec mon B20).

Telle est l'idée. A mûrir longuement ! (compte tenu de la durée de vie de l'Univers ... j'ai le temps !)

To follow ...

Amicalement.

Philipe

Bonsoir,
pour passer sereinement la nuit je vous offre ce spectre de neutrons à 5000 mètres au dessus de Rome

H*

Super !

Mais comment est-ce mesuré ? (comment amène-t-on le détecteur à 5000 m ?) ;

... et ... à quoi correspondent les deux pics d'énergie ?

Pour "rebondir" sur ce que dit Gluonmou, on trouve même des balles de fusils qui ont deux fois cette énergie ! Franchement, je préfère le proton discret et rapide qui traverse ... que la balle de fusil ... qui a une très fâcheuse tendance à céder toute son énergie à son hôte !!!

Ah ... merci également à Gamma-Lambda ... il faut que je réfléchisse à tout cela. De la discussion naît la lumière. Toute ces infos me donnes des pistes à explorer ... des docs à chercher sur le net ou dans les biblis.

Bonne nuit à tous !

Philippe

Sinon pour "visualiser" la production des neutrons tu as aussi ce type de présentation :

tu vois la particule (hadron) de haute énergie interagir avec l'atmosphère et on observe les cascades hadroniques,muoniques et électromagéntiques, engendrant moult particules,

bonne nuitée,
H*

Bonjour et merci beaucoup !

Ce schéma a le mérite de montrer qu'un grand nombre de rayonnements sont produits dans notre atmosphère ... Donc vu d'un point de vue isotropie, un avion de ligne verra des particules ou des photons arriver "du dessus" ou "du dessous" (en simplifiant !)

Si ces rayonnements sont suffisamment énergétiques, mon détecteur les comptera indépendamment de leur incidence ; dans le cas contraire, le comptage sera sous-évalué.

Dans tous les cas, le "bon" coefficient sera à appliquer pour pondérer la mesure afin de tenir compte des rayonnements non détectées (protons, neutrons etc) ou de ceux (électrons, photons) qui passeraient sous le seuil de détection du capteur.

D'un autre côté, "oublier" dans le comptage les rayonnements de faible énergie n'est sans doute pas trop grave ... car sans influence notable j'imagine sur la santé.

A bientôt !

Philippe

Citation :

D'un autre côté, "oublier" dans le comptage les rayonnements de faible énergie n'est sans doute pas trop grave ... car sans influence notable j'imagine sur la santé.

D'autant plus que, même si l'avion n'est pas en plomb sa structure absorbe une bonne partie des rayonnements de faible énergie, ce qui, par ailleurs, peut perturber quelques peu les instruments...

Tout à fait !

....

Sinon, un avion en plomb ... voilà l'idée magique !

Faudra que je propose cela un premier avril ...

Philippe

Bonsoir
Au cas où vous ne connaitriez pas :
http://www.sfrp.asso.fr/IMG/pdf/13-GDesmaris.pdf
A feuilleter.
KLOUG