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Radioprotection et ingénierie nucléaire
– il faut également veiller à ce que les matériaux utilisés, ainsi que les autres matériaux de
structure, ne présentent pas une émission de γ énergétiques de capture radiative.
De façon générale, dans le cas du rayonnement mixte (neutrons et γ), il faut comparer les
intensités respectives des deux rayonnements au niveau de l’écran que l’on dimensionne.
Si les sources ont une importance équivalente, les écrans sont définis simultanément pour
les deux rayonnements soit en faisant appel à un matériau composite, soit en associant
plusieurs écrans. Si une source est plus importante que l’autre, on dimensionne l’écran
pour elle et on vérifie par la suite que la protection est suffisante pour l’autre.
9.6. Mise en œuvre des calculs
Le choix de la méthode de calcul dépend du type de particule à traiter, de la précision
recherchée au niveau de l’étude, des délais alloués dans le cadre du projet global, de
l’expérience passée sur le type de problème, des outils de calcul disponibles et des capacités à les utiliser (compétences des personnes, capacités des moyens informatiques et
disponibilité des dossiers de qualification).
Pour le calcul des écrans, on commence généralement par des calculs simples, éventuellement manuels en se recalant ou en extrapolant des solutions déjà existantes ou en se
référant à des formulaires (voir Rockwell, 1956 ; Jaeger, 1968 ; Pannetier, 1966) pour
définir les sources de rayonnement et les épaisseurs d’écrans. Le stade suivant est généralement constitué d’itérations sur plusieurs aménagements d’écrans différentes à l’aide de
codes de calculs rapides à mettre en œuvre. Le stade final des études et l’assurance de la
validité du dimensionnement sont réalisés avec des codes plus lourds pour le calcul fin
des points-source et des écrans.
Ceci concerne tout autant les études de conception que les études liées aux interventions
lors de l’exploitation.
Les méthodes de résolution des problèmes physiques et les codes de calcul les plus
communément utilisés font l’objet du chapitre 10. Nous ne rappelons donc ici que les
étapes principales d’un calcul :
– calcul des sources (incluant la détermination des spectres énergétiques et des distributions angulaires) :
– production de neutrons à partir de réactions nucléaires spécifiques,
– filiations (évolution des inventaires de produits radioactifs),
– calcul d’évolution en fonction du temps d’une concentration de radio-isotopes du fait de
l’irradiation d’un matériau par un flux de particules,
– calcul de la propagation des particules : il consiste à calculer la réponse en un point
donné de l’installation à partir de l’émission de particules en d’autres points. Ces calculs
doivent tenir compte de phénomènes spécifiques tels que les réflexions de particules sur
une paroi (par exemple, réflexion γ sur un plafond) ou leur diffusion dans des milieux tels
que l’air (par exemple, effet de ciel ou skyshine au-dessus d’un silo),
– gestion des doses : optimisation de la protection du personnel ou du matériel vis-à-vis
de l’exposition aux rayonnements. Ces codes permettent de calculer la dose intégrée par
le personnel lors d’une opération plus ou moins complexe. Ils ont été développés à
l’origine pour une meilleure application du principe ALARA lors des opérations de maintenance en exploitation. Ils font appel dans certains cas à des données issues directement
Radioprotection et ingénierie nucléaire
– il faut également veiller à ce que les matériaux utilisés, ainsi que les autres matériaux de
structure, ne présentent pas une émission de γ énergétiques de capture radiative.
De façon générale, dans le cas du rayonnement mixte (neutrons et γ), il faut comparer les
intensités respectives des deux rayonnements au niveau de l’écran que l’on dimensionne.
Si les sources ont une importance équivalente, les écrans sont définis simultanément pour
les deux rayonnements soit en faisant appel à un matériau composite, soit en associant
plusieurs écrans. Si une source est plus importante que l’autre, on dimensionne l’écran
pour elle et on vérifie par la suite que la protection est suffisante pour l’autre.
9.6. Mise en œuvre des calculs
Le choix de la méthode de calcul dépend du type de particule à traiter, de la précision
recherchée au niveau de l’étude, des délais alloués dans le cadre du projet global, de
l’expérience passée sur le type de problème, des outils de calcul disponibles et des capacités à les utiliser (compétences des personnes, capacités des moyens informatiques et
disponibilité des dossiers de qualification).
Pour le calcul des écrans, on commence généralement par des calculs simples, éventuellement manuels en se recalant ou en extrapolant des solutions déjà existantes ou en se
référant à des formulaires (voir Rockwell, 1956 ; Jaeger, 1968 ; Pannetier, 1966) pour
définir les sources de rayonnement et les épaisseurs d’écrans. Le stade suivant est généralement constitué d’itérations sur plusieurs aménagements d’écrans différentes à l’aide de
codes de calculs rapides à mettre en œuvre. Le stade final des études et l’assurance de la
validité du dimensionnement sont réalisés avec des codes plus lourds pour le calcul fin
des points-source et des écrans.
Ceci concerne tout autant les études de conception que les études liées aux interventions
lors de l’exploitation.
Les méthodes de résolution des problèmes physiques et les codes de calcul les plus
communément utilisés font l’objet du chapitre 10. Nous ne rappelons donc ici que les
étapes principales d’un calcul :
– calcul des sources (incluant la détermination des spectres énergétiques et des distributions angulaires) :
– production de neutrons à partir de réactions nucléaires spécifiques,
– filiations (évolution des inventaires de produits radioactifs),
– calcul d’évolution en fonction du temps d’une concentration de radio-isotopes du fait de
l’irradiation d’un matériau par un flux de particules,
– calcul de la propagation des particules : il consiste à calculer la réponse en un point
donné de l’installation à partir de l’émission de particules en d’autres points. Ces calculs
doivent tenir compte de phénomènes spécifiques tels que les réflexions de particules sur
une paroi (par exemple, réflexion γ sur un plafond) ou leur diffusion dans des milieux tels
que l’air (par exemple, effet de ciel ou skyshine au-dessus d’un silo),
– gestion des doses : optimisation de la protection du personnel ou du matériel vis-à-vis
de l’exposition aux rayonnements. Ces codes permettent de calculer la dose intégrée par
le personnel lors d’une opération plus ou moins complexe. Ils ont été développés à
l’origine pour une meilleure application du principe ALARA lors des opérations de maintenance en exploitation. Ils font appel dans certains cas à des données issues directement