12 - Les matériaux de protection et leur utilisation
361
– les γ de capture radiative : γ d’énergie parfois très importante (par exemple, 10,16 MeV
pour le fer) émis quasi instantanément lors de la capture des neutrons. Ces γ sont donc
émis par les isotopes placés intentionnellement dans les protections. Leur émission a lieu
lorsque l’installation est en fonctionnement en puissance,
– les γ issus des produits d’activation : γ d’énergie en général inférieure à celle des γ de
capture radiative, mais dont la présence perdure parfois longtemps après l’arrêt des installations. Ces γ peuvent être émis par des isotopes ne participant pas de façon directe à la
protection (impuretés présentes dans les matériaux, composantes à caractère structurel).
La présence de ces sources de γ secondaires implique :
– que, quand c’est possible, on alterne matériaux légers et lourds dans les protections,
– qu’on soit attentif aux impuretés présentes dans les matériaux sous flux. La réduction des
limites associées à ces impuretés dans les spécifications d’approvisionnement peut faire
l’objet d’une démarche ALARA.
• Présence d’un faible champ de neutrons au niveau de l’écran, par exemple cas d’un
local éloigné de la source : la source γ induite peut être négligée. Les neutrons peuvent
alors être traités par un matériau ciblé sur eux.
12.2. Matériaux
Ce qui suit synthétise les principales caractéristiques relatives aux matériaux choisis vis-àvis de l’atténuation des rayonnements neutrons et γ. Les aspects systématiquement
présentés sont :
– des commentaires sur les caractéristiques des matériaux ainsi que quelques exemples
d’utilisation,
Tableau 12.2. Nombre moyen de chocs élastiques d’un neutron pour atteindre l’énergie
thermique (0,025 eV)
Élément
A
ξ
paramètre de
ralentissement
Nombre de chocs
(E initiale
0,5 MeV)
Rapport à
l’hydrogène
Hydrogène
1
1,000 0
17
1
Hélium
4
0,425 3
40
2,4
Lithium
7
0,260 2
65
3,8
Béryllium
9
0,206 6
81
4,8
Bore
11
0,711 3
98
5,8
Carbone
12
0,157 8
107
6,3
Oxygène
16
0,119 9
140
8,3
Silicium
28
0,069 8
241
14,3
Calcium
40
0,049 2
342
20,3
Fer
56
0,035 3
476
28,3
Plomb
207
0,009 6
1746
103,8
Uranium
238
0,008 4
2006
119,3
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– les γ de capture radiative : γ d’énergie parfois très importante (par exemple, 10,16 MeV
pour le fer) émis quasi instantanément lors de la capture des neutrons. Ces γ sont donc
émis par les isotopes placés intentionnellement dans les protections. Leur émission a lieu
lorsque l’installation est en fonctionnement en puissance,
– les γ issus des produits d’activation : γ d’énergie en général inférieure à celle des γ de
capture radiative, mais dont la présence perdure parfois longtemps après l’arrêt des installations. Ces γ peuvent être émis par des isotopes ne participant pas de façon directe à la
protection (impuretés présentes dans les matériaux, composantes à caractère structurel).
La présence de ces sources de γ secondaires implique :
– que, quand c’est possible, on alterne matériaux légers et lourds dans les protections,
– qu’on soit attentif aux impuretés présentes dans les matériaux sous flux. La réduction des
limites associées à ces impuretés dans les spécifications d’approvisionnement peut faire
l’objet d’une démarche ALARA.
• Présence d’un faible champ de neutrons au niveau de l’écran, par exemple cas d’un
local éloigné de la source : la source γ induite peut être négligée. Les neutrons peuvent
alors être traités par un matériau ciblé sur eux.
12.2. Matériaux
Ce qui suit synthétise les principales caractéristiques relatives aux matériaux choisis vis-àvis de l’atténuation des rayonnements neutrons et γ. Les aspects systématiquement
présentés sont :
– des commentaires sur les caractéristiques des matériaux ainsi que quelques exemples
d’utilisation,
Tableau 12.2. Nombre moyen de chocs élastiques d’un neutron pour atteindre l’énergie
thermique (0,025 eV)
Élément
A
ξ
paramètre de
ralentissement
Nombre de chocs
(E initiale
0,5 MeV)
Rapport à
l’hydrogène
Hydrogène
1
1,000 0
17
1
Hélium
4
0,425 3
40
2,4
Lithium
7
0,260 2
65
3,8
Béryllium
9
0,206 6
81
4,8
Bore
11
0,711 3
98
5,8
Carbone
12
0,157 8
107
6,3
Oxygène
16
0,119 9
140
8,3
Silicium
28
0,069 8
241
14,3
Calcium
40
0,049 2
342
20,3
Fer
56
0,035 3
476
28,3
Plomb
207
0,009 6
1746
103,8
Uranium
238
0,008 4
2006
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