Balise portative neutron & facteur de pondération

Bonjour,

Nous utilisons une balise portative neutron LB6411 connectée à LB123 UMO pour nos études de poste.



Cet instrument de mesure donne des résultats en coups par seconde ou en µSv/h. Je m'interroge sur le facteur de conversion utilisé. Le site du constructeur semble indiquer que le facteur utilisé est de 1.27 µSv/h  par coup, quelque que soit l'énergie des neutrons.


Hors, les facteurs de pondération proposés dans la CIPR 103 (et avant par la CIPR 60) dépendent de l'énergie des neutrons.


Un clown peut-il m'éclairer sur le fonctionnement "interne" de cette balise ?

(et si en plus il peut me sortir le manuel technique détaillé de son chapeau, je   bien fort)

Bonjour Seba,
C'est un sujet sensible...
Aux dernières nouvelles le LB6411 utilise la réaction n+3He et détection du proton qui donne des c/s puis des µSv/h. LA sphère thermalise les neutrons (efficacité de capture de la réaction n+3He). Ensuite, techniquement, il y a un peu de Cadmium qui va permettre de supprimer les neutrons de trés faible énergie (qui induiraient une surréponse du détecteur).
LA courbe de réponse d'une balise neutron LB6411 se trouve sur le web. 
Le constructeur n'est pas très explicite, la calibration se fait sur une source AmBe et globalement il faut faire avec. (Je pense personnelement que toute les calibration sont faites avec ce spectre en energie...)
La métrologie du neutron n'est pas simple (et encore, on ne parle pas des neutrons pulsés ou la rapidité de la réaction entre en jeu...)
Je n'ai jamais eu d'explications satisfaisantes de la part de Berthold sur la manière dont leurs sondes géraient le coefficient de conversion cps /µSv/h, si d'autres clowns ont des infos...
Bon courage.

Bonjour
A priori j'ai trouvé quelques éléments sur le site de Berthold (en anglais).

La réponse n'est pas si linéaire que ça en fonction de l'énergie. Courbe donnée aussi pour la direction.
Pour la documentation :
https://www.berthold.com/en/neutron-probe-lb-6411
Iron Kloug

Hello Kloug,
On peut avoir l’énergie du proton, mais est-ce que l’électronique du Berthold fait cette discrimination et va corriger le coefficient de conversion en fonction de cette énergie ou (et je pense que c'est ce qui est fait..), il y a un coefficient moyen appliqué sur l'ensemble de la gamme d’énergie ?

Hello
Alors ça je ne sais pas.
Je n'ai jamais eu à utiliser cet appareil. Donc ce ne sont que des éléments livresques.
Peut-être appeler les commerciaux (sympas) de chez Berthold.
Kloug

Bonsoir,

Les infos transmises par  Kloug sont intéressantes. Par contre je ne comprend pas dans ces infos que d'un coté on annonce +/- 30 % d'écart ("only") alors que la courbe de réponse se promène jusqu'à un facteur 7 (soit 700 %!) et ne redescende guère en dessous d'un facteur 2 (soit 100 %!!)

Avec les neutrons il y a quelques généralités assez simples qu'il faut garder en mémoire :
1) : les neutrons naissent toujours rapides (> 1 MeV en gros)

2) un neutron rapide pique en gros 40 fois plus qu'un neutrons thermique

3) Dans la plupart des spectres obtenus après diverses protection, on trouve en général  une composante thermique peu dosante de toute façon et une composante rapide qui fait l’essentiel de la dose

4) C'est en général les neutrons thermiques que l'on détecte (c'est le cas de la réaction n+He3), et il faut donc estimer d'une façon ou d'une autre la proportion de neutrons rapides que l'on ne voit pas directement (sphères de Bonner par exemple)

5) la réponse d'un détecteur, hors compteur à protons de recul ou mieux encore la chambre de Rossi, véritable babyline à neutrons (mesure du TEL, donnant directement les équivalents de dose neutrons) est très variable en fonction du spectre de neutrons.

Et donc effectivement on peut légitimement  douter d'un coefficient de conversion µSv/h/cps. Sans mettre en cause la compétence des ingénieurs de Berthold, qui auront pu trouver des moyens ingénieux pour amortir au mieux les écarts incontournables dans ce domaine

Gluonmou

Post-scriptum
 
La courbe des facteurs de pondération wR donnée ci-dessus ne présente guère d’intérêt ici. Ce coefficient est utilisé pour calculer la dose efficace à partir des doses équivalentes (dose organes pour faire court). 
 
En mesure neutron comme en gamma, on utilise un équivalent de dose qui utilise un facteur de qualité Q, qui ressemble étrangement à wR (mais wR provient de considération épidémiologiques, macroscopiques, alors que Q provient de considération microscopique : L'EBR fonction du TEL).
 

De toute façon ce qui est utilisé au bout du bout ce sont les coefficients fluence/équivalent de dose qui est donnée ci-dessous





Ou l'on voit bien les valeurs moyennes pour les thermiques (10 pSv.cm2) et les rapides (420 pSv.cm2)

Bonsoir,

Pour compléter, j'ai un peu travaillé sur le sujet, il y a quelques années.

La sonde de Berthold est étalonnée avec une source de Cf-252 pas d'Am-Be (c'est écrit dans le premier post de Seba).

Il y a un document "The New Remcounter LB6411: Measurement of Neutron Ambient Dose Equivalent H*(10) according to ICRP60 with High Sensitivity" dont je peux vous passer le PDF si vous ne le retrouvez pas. Ce doc donne quelques éléments.

À noter que la version avec coquille supplémentaire de plomb pour la mesure des neutrons de spallation a été validée par le CERN ("A Neutron Dose Rate Monitor For High Energies").

Lorsque la structure dans laquelle je travaille était sous accréditation COFRAC, nous procédions à une vérification périodique de l'étalonnage par un organisme accrédité dans le domaine. Je ne l'ai pas sur moi, là, mais je me souviens que le certificat d'étalonnage pour le LB6411 était accompagné d'un facteur de correction à appliquer... je me repenche dessus demain, si quelqu'un est intéressé.

@+

SW.

Bonjour,

Merci pour vos différentes réponses. La publication citée par SW est accessible ici.

J'ai voulu "vivre ma vie de neutron" en utilisant l'outil de modélisation Dosimex N.

Notre sonde Berthold LB6411 est controlée tous les ans. Le certificat de vérification indique que le contrôle se fait avec la balise à 50 cm d'une source de 252Cf (activité de 9.14 MBq). Il est conforme si la valeur affichée par l'appareil est de 73 µSv/h +/- 20%.

J'ai réalisé la simulation Dosimex N ci-dessous en considérant la source de 252Cf ponctuelle (explique ma protection biologique correspondant à une sphère d’air)

Je m’attendais à trouver une valeur modélisée proche de celle attendue, hors je trouve un débit de dose plus petit, autour de 50 µSv/h. Je suis sec pour trouver l’explication mais soupçonne le problème plus complexe que mon raisonnement. (ralentissement des neutrons par l'enveloppe de la source scellée de type CF252SNA10 ?, prise en compte de l'angle solide ?)

Maître Gluonmou, pouvez-vous éclairer petit padawan  

Bonsoir,
je tente une réponse un peu candide mais sur la doc de ta source il est mis que l'activité est certifiée à + ou - 15%
La différence entre calcul et mesure vient peut être de là?

Bonjour,
Si j'ai bien compris on ne vas pas mettre l'activité de la source en cause puisqu'ici l'activité est modélisée.
Reste la distance de calcul considérée par les gens de Berthold.
Dans un code en général on calcule en un point de "mathématicien", c'est à dire un vrai point, tout pitit, sans épaisseur ni volume aucun.
Ce qui pour un physicien n'a guère de sens
En encore moins lorsque l'on voit le "point" maousse que représente la sonde.
Je ne pense pas que l'enveloppe de la source puisse changer quoi que ce soit .

La seule chose que je puisse vous dire pour l'instant est que Dosimex-n vs le Cf 252 est assez fiable, cf l'extrait de notre dossier de validation vs un rapport de notre bon SPR :


Et comme tout écart relativement significatif ici dans un cadre métrologique (31 % par rapport à la valeur de référence) cet écart mériterai  explication

Gluonmou 
(ne m'appelez pas Maître, je vais rougir...Bon allez, si vous insistez!)

l

Bonsoir,
bon j'ai pas d'explication (il y avait peu de chance que je trouve!)
en rajoutant les gamma de fission j'ai à peine plus de 2 µSv en plus.
Par contre à 45 cm on est quasi dans les clous

Ils ont étalonné leur mètre pour la mesure de distance?

Je pense qu'effectivement l'explication est de cet ordre : la distance entre la source et...?:
La surface de la sonde?
Le centre de la sonde?
etc....

Ce type de problème est assez général, notamment dans les mesures dites "au contact".
Il faudrait prendre l'habitude de prendre des distances de références moins sensibles aux dimensions de l'appareil de mesure, par exemple 30 cm pour un FH 40 et 1 m pour une sonde neutron, en général assez volumineuse.
Ainsi les mesures de "références" (transport etc...) serait plus robustes et moins sensibles aux effets de distances

Bonjour,

J'ai lu dans un ancien rapport du CEA de 1999 que "les neutrons diffusés par l'environnement (sols, murs, opérateur...) peuvent influer très fortement sur la mesure".

Est-ce que la composante du DEDdiffusé peut également expliquer cet écart ?

C'est une hypothèse, mais je n'y crois guère, hors configuration hautement spécifique, au milieu d'une piscine.

Les composantes diffusées n'ont du poids que lorsque l'on n'est pas dans la fluence directe, si vous voyez ce que je veux dire.

A la limite, l'opérateur, essentiellement en eau. 
Mais difficile à croire que l'opérateur pourrait rediffuser une composante qui rajouterai 25 µSv/h, presque autant que la source

Maintenant il ne faut jurer de rien et mes croyances sont peut être à jeter aux oubliettes (il faut toujours douter de ses croyances), surtout avec les neutrons
Le rapport n'en dit pas plus ?
Pour un métrologue qui se respecte un écart de 1 % est significatif?

J'ajoute ma petite pierre :
L'explication de Gluonmou me semble la plus plausible: la distance entre le détecteur et la source doit être "raisonnable". 10 fois la dimension de base semble être le minimum...Pour une boule neutron Berthold de diamètre environ 25cm, 2m voir 2,5m de la source semble préférable. Pour pratiquer assez régulièrement la simulation de géométrie en spectro gamma, il est clair que dans ton tableau des incertitudes, la distance source/détecteur est trés importante et simuler une source au contact d'une jonction par exemple, fait exploser les incertitudes...
De toutes les manières, il faut avoir pas mal de recul (avec jeu de mot...) avec les résultats donnés par un équipement de RP surtout avec les neutrons...