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Radioprotection et ingénierie nucléaire
Exemple 1 : Cas des composés toxiques
Certains matériaux dégagent sous irradiation des composés toxiques pour l’homme (au
niveau respiratoire entre autres). Il est clair que l’utilisation de ces matériaux nécessite un
traitement de ce risque (ventilation permanente ou avant pénétration dans les locaux, port
de tenues autonomes ou réseau d’air respirable, opérations spécifiques de dégazage du
matériau…) et une forte motivation du côté de leurs avantages.
Exemple 2 : Cas de la masse des écrans / séisme
Les écrans de protection sont potentiellement à considérer lors des études de sûreté
concernant les séismes comme des agressés et des agresseurs :
– agressés car les accélérations induites par le séisme peut amener leur détérioration (sans
compter les agressions induites par le séisme via d’autres composants ou structures),
– agresseurs car leur masse alourdit les structures qui les supportent, les fragilisant vis-àvis des sollicitations liées au séisme, et leur détérioration peut conduire à des chocs sur
d’autres composants ou structures.
Exemple 3 : Cas des feuilles de plomb
Le plomb est un matériau souvent utilisé sur les installations nucléaires que ce soit lors de
leur construction ou de leur exploitation. On peut remarquer toutefois que la manipulation
des feuilles de plomb (en particulier leur découpage) est soumise à autorisation administrative du fait des risques médicaux liés au plomb. Le délai associé à cette autorisation
n’est pas toujours compatible avec les nécessités de l’exploitation. Ceci peut conduire à
lui préférer d’autres matériaux, finalement plus rapides de mise en œuvre.
9.5. Recensement des matériaux possibles
et disposition
9.5.1. Types de matériaux
Les matériaux utilisés pour la conception des écrans doivent posséder des sections efficaces de capture élevées vis-à-vis du ou des types de particules considérés. Pour les écrans
neutroniques, le corollaire, puisque les sections efficaces de capture des neutrons sont en
général les plus élevées dans le domaine d’énergie thermique, est qu’ils doivent également
posséder une section efficace de diffusion importante. On peut ajouter que les neutrons
thermiques présentent également une nocivité moindre à la fois vis-à-vis des tissus et des
matériaux.
Le matériau idéal n’existant pas nécessairement, on utilise dans ce cas une combinaison
de différents matériaux (lamellage).
Les principales interactions concourant à l’atténuation des flux de γ et de neutrons sont très
schématiquement rappelées ci-après :
– pour les γ : l’absorption par effet de paire pour les γ d’énergie supérieure à 1,022 MeV,
la dégradation en énergie des γ d’énergie comprise entre 1 et 3 MeV par diffusion
Compton, l’absorption par effet photo-électrique pour les γ d’énergie inférieure à 1 MeV ;
Radioprotection et ingénierie nucléaire
Exemple 1 : Cas des composés toxiques
Certains matériaux dégagent sous irradiation des composés toxiques pour l’homme (au
niveau respiratoire entre autres). Il est clair que l’utilisation de ces matériaux nécessite un
traitement de ce risque (ventilation permanente ou avant pénétration dans les locaux, port
de tenues autonomes ou réseau d’air respirable, opérations spécifiques de dégazage du
matériau…) et une forte motivation du côté de leurs avantages.
Exemple 2 : Cas de la masse des écrans / séisme
Les écrans de protection sont potentiellement à considérer lors des études de sûreté
concernant les séismes comme des agressés et des agresseurs :
– agressés car les accélérations induites par le séisme peut amener leur détérioration (sans
compter les agressions induites par le séisme via d’autres composants ou structures),
– agresseurs car leur masse alourdit les structures qui les supportent, les fragilisant vis-àvis des sollicitations liées au séisme, et leur détérioration peut conduire à des chocs sur
d’autres composants ou structures.
Exemple 3 : Cas des feuilles de plomb
Le plomb est un matériau souvent utilisé sur les installations nucléaires que ce soit lors de
leur construction ou de leur exploitation. On peut remarquer toutefois que la manipulation
des feuilles de plomb (en particulier leur découpage) est soumise à autorisation administrative du fait des risques médicaux liés au plomb. Le délai associé à cette autorisation
n’est pas toujours compatible avec les nécessités de l’exploitation. Ceci peut conduire à
lui préférer d’autres matériaux, finalement plus rapides de mise en œuvre.
9.5. Recensement des matériaux possibles
et disposition
9.5.1. Types de matériaux
Les matériaux utilisés pour la conception des écrans doivent posséder des sections efficaces de capture élevées vis-à-vis du ou des types de particules considérés. Pour les écrans
neutroniques, le corollaire, puisque les sections efficaces de capture des neutrons sont en
général les plus élevées dans le domaine d’énergie thermique, est qu’ils doivent également
posséder une section efficace de diffusion importante. On peut ajouter que les neutrons
thermiques présentent également une nocivité moindre à la fois vis-à-vis des tissus et des
matériaux.
Le matériau idéal n’existant pas nécessairement, on utilise dans ce cas une combinaison
de différents matériaux (lamellage).
Les principales interactions concourant à l’atténuation des flux de γ et de neutrons sont très
schématiquement rappelées ci-après :
– pour les γ : l’absorption par effet de paire pour les γ d’énergie supérieure à 1,022 MeV,
la dégradation en énergie des γ d’énergie comprise entre 1 et 3 MeV par diffusion
Compton, l’absorption par effet photo-électrique pour les γ d’énergie inférieure à 1 MeV ;