Quel appareil pour détecter les émissions radioactives des fossiles

Bonjour à tous,

La physique nucléaire n'est pas du tout mon domaine de compétence, merci d'avance pour votre pédagogie.

Je voudrais utiliser un appareil pour détecter la radioactivité émise par des fossiles dans leur gisement.

La roche encaissante pourra être calcaire, marneuse, sableuse...

Les os fossiles pouvant avoir des teneurs en Ur plusieurs dizaines de fois supérieures à la roche encaissante, je voudrai vérifier in situ la possibilité d'utiliser la détection d'émissions radioactives à des fins de prospection paléontologique.

Dans un terrain émettant 40 C/S, à quelle profondeur pensez-vous que l'on pourrait détecter un os de 1Okgs émettant à 200 C/S ?



Quel type d'appareil me conseilleriez-vous pour faire mes recherches? 

Je n'ai pas compris la différence entre radiamètre et scintillomètre.

Ces modèles qui semblent les plus courants, seraient -il appropriés:

Ludlum 3 

Scintillomètre SPP2

Radiamètre DOM 410

Merci d'avance pour vos réponses, la littérature scientifique n'est pas avare sur ce sujet.
Je publierai un compte rendu de mes travaux.

Bonsoir
Je retiendrai le SPP2.
Il mesure les rayonnements gamma et mesure des chocs/s et donc l’activité.
Il signifie d'ailleurs scintillomètre de prospection portatif, pour chercher le minerai d'uranium.
C'est un système CEA à la base (mon ancienne maison).
Un radiamètre mesure plutôt un débit d'équivalent de dose en µSv/h.
La sensibilité du premier est environ 500 à 1000 fois supérieur.

Iron Kloug

si vous avez un SPP2 effectivement c'est le plus sensible... et prenez en soin, la production a été totalement arrêtée, fin de carrière pour lui.

Citation :

Dans un terrain émettant 40 C/S, à quelle profondeur pensez-vous que l'on pourrait détecter un os de 1Okgs émettant à 200 C/S ?

Ca risque d'être compliqué de détecter quelque chose, une faible épaisseur de sol masquera vite la différence...
C'est quel appareil qui donne ces valeurs ?

Merci pour vos réponses.

Les données suivantes sont tirées de Minéralisations uranifères des vertébrés de la molasse de Marc Weidmann

Voici quelques valeurs prises en laboratoire au scintillomètre, en C/S, l'appareil n'est pas spécifié:

 divers troncs charbonneux, feuilles de palmiers 50-80
 — bois homoxylé de conifere, partiellement pyritisé 160
 Rhinoceros tagicus Roman, maxillaire 80 
Acerotherium lemanense Pomel, maxil 420  
idem, maxillaire 250 
 idem, maxillaire 280 
Acerotherium sp., maxillaire 370 
idem, humérus 400 
 idem, humérus  600 
 idem, molaire 390 
Rhinoceros tagicus Roman, crâne 2C0 
 idem, maxillaire 200 
idem, maxillair 200


Je ne connais pas les valeurs pour les terrains dont sont issues ces fossiles mais d'après ce que j'ai lu ailleurs ce devrait être aux alentours de 40 C/S (terrains sédimentaires).

Pour de la prospection, je n'ai pas besoin de mesures précises mais d'une différence flagrante d'émissions radioactive, afin que l'on puisse la voir sur le cadran.
Je souhaite opérer sur des de petites zones qui sont déjà connues pour avoir livrées du matériel fossile.

Dans quel rapport la sensibilité du SPP2 est-elle supérieure au Ludnum 3 et au Dom 410?
Il a l'air beaucoup plus difficile à trouver.

Bonjour,
Selon la documentation, la sensibilité du scintillateur du SPP2 serait la suivante :
- 250 c/s pour 1 µSv/h de Co60 (1.25 MeV)
- 833 c/s pour 1 µSv/h de Cs137 (662 keV)
Le Ludlum 3 ne mesure rien sans la sonde qui lui est associée, cela dépend donc de la nature de cette dernière. Sur un scintillateur de 2 pouces on a une sensibilité de 150 c/s pour 1 µSv/h de Cs137.
Le Dom410 avec sa sonde beta-gamma a une sensibilité d'environ 6 c/s pour 1 µSv/h de Cs137.

Vous voyez que les valeurs que vous annoncez sont très dépendantes de l'appareil utilisé pour les mesurer à l'époque.

Mais tous ces appareils aussi anciens que les os que vous recherchez sont aujourd'hui obsolètes.
Quant à avoir une différence flagrante d'émission sur le cadran, vous ne l'obtiendrez que si l'os trouvé est affleurant de la surface du sol, j'en ai peur.

Bon courage

Icto+

Merci Icto+, pour les précisions.

Auriez-vous des exemples d'appareils plus récents qui conviendraient à l'usage que j'ai décrit?

Je pense que le critère essentiel est la sensibilité.

Bonsoir 
Ce n’est pas parce qu’un appareil est ancien et obsolète qu’il n’est pas performant mon cher Icto.
Le SPP 2 que vous avez vérifié récemment fonctionne très bien.
Pour des appareils plus récents j’essayerai de m’orienter vers un détecteur mesurant les gamma en chocs par seconde. Tout dépend des finances..
Sonde plus électronique ça demande des fonds.
Iron Kloug

Iron Kloug a écrit:

Pour des appareils plus récents j’essayerai de m’orienter vers un détecteur mesurant les gamma en chocs par seconde. 

Pour la détection gamma au CERN, on utilisait FH40 + sonde FHZ 512 BGO, réponse ultra rapide, maniable, détection de très faibles niveaux de rayonnements.
Mais ça ne doit pas être donné tout ça !





Et comme dit précédemment, j'ai bien peur qu'une faible épaisseur du sol suffise à faire écran et à empêcher toute détection, compte tenu des faibles niveaux de radioactivité des éléments recherchés...
L'idéal serait de pouvoir tester, mais je n'ai jamais vu cette sonde utilisée ailleurs qu'au CERN...

Bonjour à tous,

La RP-33 avec son scintillateur de 3 pouces à une sensibilité de 4500 cps / uSv/h (Cs-137).
Mais comme dit plus niveau budget ça décolle pas mal (+ 10K€) en général pas accessible pour les particuliers.

Et il faut y coupler un radiamètre.

une sonde de bonne sensibilité + l'analyseur qui va bien = de 4 à 6 k€
Pour de la mesure grand public ça fait cher le jouet. 

Les scintilateurs peuvent fonctionner sans radiamètre, un PC et un logicel de spectro font l'affaire.

Hello
J'ai quand même l'impression par rapport à l'activité décrite par Loubarat qu'il s'agirait bien d'une activité professionnelle (mais je me trompe peut-être), puisqu'il compte faire une publication. Paléontologie peut-être ? Ce n'est pas forcément une mesure grand public.
Iron Kloug

Si c'est pour une utilisation pro, je pencherai alors pour du matos Nuvia, à un très bon rapport qualité-prix (5 k€ quand même). Le SPP2 ne se trouve plus en neuf, donc il sort de l'équation. 

Les autres constructeurs que je connais ne sont plus européens (mais si vous avez des noms je suis preneur, j'ai tendance à ne pousser que les constructeurs européens...)

C'est pour une utilisation dans un cadre associatif. 
Si je valide mon hypothèse je pourrai aisément trouver un financement pour acheter du matériel pro.
En attendant j'essaye de trouver du matériel sensible d'occasion pas cher ou en location.
Vous connaissez le mini monitor 900? Il a affiche en coups par seconde, est-il sensible?

Si c'est pour un cadre associatif l'association RP Cirkus sera ravi de te donner un coup de main   

Si je comprend bien tes fossiles sont enterrés. Ils ne seront détectés "facilement" et à moindre coup que via un scintillateur gamma. Il en existe plusieurs sortes, mais il t'en faut un avec une bonne sensibilité. Si c'est la teneur en U qui fera sonner le fossile, je ne suis pas sur que les appareils permettant cette détection te seront prétés facilement, du fait de leur coût. 

Il ne faut pas non plus que ton fossile soit enterré très profondément. Il y a une petite modélisation à faire pour définir la profondeur maximale au delà de laquelle tu ne verras plus rien. 
Il y a la possibilité de louer du matériel, mais sans formation à ces appareils, tu n'arriveras pas à l'exploiter pour atteindre ces limites de détection. 

Généralement diverses sociétés réalisent ces prestations, d'abord en réalisant une étude technique, puis en intervenant avec le matériel approprié. Dans tous les cas, le chiffrage sera en millier d'euros...

Le mini900 est un GM et ne permettra pas de détecter ce qe tu souhaites. 

Bon courage.
Champi

Bonjour 

Si on modélise le fossile par un cylindre  de 6 cm de hauteur, 5 cm de rayon en SiO2 (2,2 g/cm3), qui correspond à une masse d’environ 10 kg
que l’activité en Uranium naturel est de 200 Bq (valeur prise au doigt mouillé)
que l’on suppose que le fossile est enterré sous 10 cm de terre
 
Le débit de dose calculé par dosimex au contact du sol serait inférieur à 2 nSv/h
 
Il me semble qu’une très bonne sonde gamma répond environ à 1000 c/s pour 1 µSv/h.
J’ai bien peur que la présence du fossile soit masquée par le bruit de fond dès qu’il est sous plus de quelques cm de terre, meme si l’activité dans celui-ci est plus importante que 200 Bq
 
Si Gluonmou passe sur le forum, après avoir terminé une nouvelle vidéo sur les monstres radiologiques, il pourra corriger / compléter cette analyse

Le problème est très intéressant.

Pour pouvoir y apporter un élément de réponse les réponses en c/s données plus haut sont insuffisantes pour pouvoir modéliser quoi que ce soit.
De telles valeurs sont fonction du spectre isotopique, de la distance, des dimensions du détecteur etc..
Il faut connaitre effectivement l'activité du radionucléide et ses dimensions .
Il faudrait pouvoir faire le lien (rendement) entre l'activité en U nat et les c/s.
Lien extrêmement variable suivant suivant les distances ainsi que les épaisseurs traversées.
Je vais quand même tenter un petit truc pour voir, en partant non pas sur du comptage pur mais sur de la spectrométrie gamma, en gardant les données proposées par Seba

J'ai pris le 609 keV du Bi214 (intensité 45%) ainsi que le 1765, moins intense (15%) mais qui pousse dans des zones spectrales moins bruités (sauf s'il y a de l'Unat de partout)

Avec le modèle de Seba j'obtient pour 200 Bq et 1000s de comptage :
Pic 609 keV : rendement 0,038 %, surface nette 34
Pic 1765 rendement 0,023 %, surface nette 7.


C'est peu , mais si les activités sont significativement plus plus élevées ( 200 Bq ça me parait faible quel que soit la technique de mesure), ne serait ce que d'un facteur 10, ça devient jouable
Bien entendu ces surfaces nettes doivent pouvoir émerger du bruit de fond. Eventuellement penser  à collimater le détecteur.
Et 100 s c'est sans doute un peu long pour de la prospection terrain
Là encore jouable si les activités réelles ont plus élevées

C'est bien un calcul avec 1000 s , pas 100