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Radioprotection et ingénierie nucléaire
10.4.4. Détermination des facteurs d’accumulation
On rappelle que le facteur d’accumulation est donné par l’expression suivante :
Plusieurs cas sont rencontrés dans des situations réelles :
– propagation dans un milieu homogène constitué d’un même élément chimique de
numéro atomique Z ;
– propagation dans un milieu constitué d’une composition homogène d’éléments chimiques différents ;
– propagation dans un milieu constitué d’une succession de différents milieux homogènes
(mélange ou non d’éléments chimiques).
La démarche adoptée est de déterminer les facteurs d’accumulation pour les milieux
monocouches constitués d’un seul élément chimique (premier cas), respectivement pour
des sources de γ de différentes énergies ponctuelles isotrope en géométrie sphérique
« infinie ».
L’obtention des facteurs d’accumulation pour le deuxième et le troisième cas se fait à partir
de formalismes mis au point en utilisant les facteurs d’accumulation déterminés dans le
premier cas.
10.4.4.1. Facteurs d’accumulation monocouche
d’un matériau pur
On considère un matériau constitué d’un élément chimique fixé de numéro atomique Z.
Dans la pratique, les facteurs d’accumulation donnés par la formule (10.3) sont calculés avec
un logiciel résolvant l’équation du transport par la méthode aux ordonnées discrètes
(Méthode S N ) en géométrie unidimensionnelle sphérique. Les énergies des sources de γ
considérées se répartissent entre 15 keV et 10 MeV. Le nombre de longueurs de relaxation
varie entre 0 et 50, ce qui représente des atténuations atteignant un facteur 10 –22 .
Le tableau 10.5 fournit des valeurs du facteur d’accumulation pour différentes énergies,
différents matériaux et différentes longueurs de relaxation. Il montre que les facteurs
d’accumulation :
– augmentent avec le nombre de longueurs de relaxation,
– augmentent quand l’énergie diminue pour les matériaux de Z faible (aluminium),
– augmentent quand l’énergie augmente pour les matériaux de Z fort (plomb),
– sont relativement constants en fonction de l’énergie pour les matériaux de Z intermédiaire (fer).
Un autre comportement physique est à noter pour les noyaux de numéro atomique Z intermédiaire et élevé pour des énergies de γ en deçà de 100 keV : Il s’agit d’un pic présenté
par le facteur d’accumulation au voisinage de la raie K notamment (Figure 10.4) .
B R E Eo
( )
,
(
)
g
o
E o
# E
( ) r E
,
(
)dE
g Eo
( ) o r Eo
,
(
)
---------------------------------------------- -
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Radioprotection et ingénierie nucléaire
10.4.4. Détermination des facteurs d’accumulation
On rappelle que le facteur d’accumulation est donné par l’expression suivante :
Plusieurs cas sont rencontrés dans des situations réelles :
– propagation dans un milieu homogène constitué d’un même élément chimique de
numéro atomique Z ;
– propagation dans un milieu constitué d’une composition homogène d’éléments chimiques différents ;
– propagation dans un milieu constitué d’une succession de différents milieux homogènes
(mélange ou non d’éléments chimiques).
La démarche adoptée est de déterminer les facteurs d’accumulation pour les milieux
monocouches constitués d’un seul élément chimique (premier cas), respectivement pour
des sources de γ de différentes énergies ponctuelles isotrope en géométrie sphérique
« infinie ».
L’obtention des facteurs d’accumulation pour le deuxième et le troisième cas se fait à partir
de formalismes mis au point en utilisant les facteurs d’accumulation déterminés dans le
premier cas.
10.4.4.1. Facteurs d’accumulation monocouche
d’un matériau pur
On considère un matériau constitué d’un élément chimique fixé de numéro atomique Z.
Dans la pratique, les facteurs d’accumulation donnés par la formule (10.3) sont calculés avec
un logiciel résolvant l’équation du transport par la méthode aux ordonnées discrètes
(Méthode S N ) en géométrie unidimensionnelle sphérique. Les énergies des sources de γ
considérées se répartissent entre 15 keV et 10 MeV. Le nombre de longueurs de relaxation
varie entre 0 et 50, ce qui représente des atténuations atteignant un facteur 10 –22 .
Le tableau 10.5 fournit des valeurs du facteur d’accumulation pour différentes énergies,
différents matériaux et différentes longueurs de relaxation. Il montre que les facteurs
d’accumulation :
– augmentent avec le nombre de longueurs de relaxation,
– augmentent quand l’énergie diminue pour les matériaux de Z faible (aluminium),
– augmentent quand l’énergie augmente pour les matériaux de Z fort (plomb),
– sont relativement constants en fonction de l’énergie pour les matériaux de Z intermédiaire (fer).
Un autre comportement physique est à noter pour les noyaux de numéro atomique Z intermédiaire et élevé pour des énergies de γ en deçà de 100 keV : Il s’agit d’un pic présenté
par le facteur d’accumulation au voisinage de la raie K notamment (Figure 10.4) .
B R E Eo
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