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Radioprotection et ingénierie nucléaire
À l’activation faible après l’arrêt des composants de l’eau (H et O), il faut ajouter les
produits radioactifs liés aux matériaux solides présents (contenus ou contenants) et à la
politique retenue en terme de contrôle chimique de l’eau, soit principalement :
– les produits d’activation des structures ou composants en contact (voir le paragraphe sur
le fer par exemple),
– les produits de fission éventuels liés à la présence d’éléments combustibles irradiés.
12.2.2. Fer (iron)
Le fer est un matériau très présent dans les installations (enveloppe des gros composants,
matériau de structure…).
Il est souvent présent sous forme d’acier, en particulier d’acier inox. Pour calculer l’efficacité des structures et écrans, l’assimilation des alliages au fer est en général suffisante, par
contre les compositions détaillées sont nécessaires vis-à-vis de l’activation.
Les principales motivations de son utilisation comme écran sont :
– une bonne efficacité vis-à-vis des γ,
– de bonnes caractéristiques vis-à-vis du ralentissement des neutrons rapides et de
l’absorption des neutrons thermiques,
– une bonne tenue mécanique et une mise en œuvre relativement aisée.
Il présente toutefois certains inconvénients :
– sensibilité mécanique aux fortes fluences neutrons (problème de la rupture fragile à
basse température),
– γ de capture radiative énergétiques (jusqu’à 10 MeV).
Il est principalement utilisé :
– comme écran de protection contre les neutrons autour des réacteurs nucléaires (mais
attention à ses propriétés diffusantes),
– comme écran de protection contre les γ à l’intérieur des cuves de réacteurs REP (protection thermique de la cuve) et dans de très nombreuses installations.
À noter : la présence de ce qui est communément appelé un « trou » dans la section efficace totale du fer (aux alentours de 23 keV, figure 12.3 extraite de la base de données de
sections efficaces JENDL-3.2). Ceci se traduit par une relative transparence du fer pour les
neutrons de cette énergie.
Les données physiques sont :
– masse volumique aciers : 7,80 g>cm –3 ;
– composition (hors impuretés) voir tableau 12.5 ;
– épaisseur dixième vis-à-vis des γ : voir le fer sur la figure 12.1 ;
– épaisseur dixième vis-à-vis des neutrons en terme de flux de particules :
– spectre de fission (formule de Cranberg) : sans objet (jamais employé seul à ce titre),
– spectre de réaction (α, n) : sans objet (jamais employé seul à ce titre) ;
– énergies des γ de capture radiative (voir tableau 12.6) (extrait de Jaeger, 1968, vol. I,
p. 86) ;
Radioprotection et ingénierie nucléaire
À l’activation faible après l’arrêt des composants de l’eau (H et O), il faut ajouter les
produits radioactifs liés aux matériaux solides présents (contenus ou contenants) et à la
politique retenue en terme de contrôle chimique de l’eau, soit principalement :
– les produits d’activation des structures ou composants en contact (voir le paragraphe sur
le fer par exemple),
– les produits de fission éventuels liés à la présence d’éléments combustibles irradiés.
12.2.2. Fer (iron)
Le fer est un matériau très présent dans les installations (enveloppe des gros composants,
matériau de structure…).
Il est souvent présent sous forme d’acier, en particulier d’acier inox. Pour calculer l’efficacité des structures et écrans, l’assimilation des alliages au fer est en général suffisante, par
contre les compositions détaillées sont nécessaires vis-à-vis de l’activation.
Les principales motivations de son utilisation comme écran sont :
– une bonne efficacité vis-à-vis des γ,
– de bonnes caractéristiques vis-à-vis du ralentissement des neutrons rapides et de
l’absorption des neutrons thermiques,
– une bonne tenue mécanique et une mise en œuvre relativement aisée.
Il présente toutefois certains inconvénients :
– sensibilité mécanique aux fortes fluences neutrons (problème de la rupture fragile à
basse température),
– γ de capture radiative énergétiques (jusqu’à 10 MeV).
Il est principalement utilisé :
– comme écran de protection contre les neutrons autour des réacteurs nucléaires (mais
attention à ses propriétés diffusantes),
– comme écran de protection contre les γ à l’intérieur des cuves de réacteurs REP (protection thermique de la cuve) et dans de très nombreuses installations.
À noter : la présence de ce qui est communément appelé un « trou » dans la section efficace totale du fer (aux alentours de 23 keV, figure 12.3 extraite de la base de données de
sections efficaces JENDL-3.2). Ceci se traduit par une relative transparence du fer pour les
neutrons de cette énergie.
Les données physiques sont :
– masse volumique aciers : 7,80 g>cm –3 ;
– composition (hors impuretés) voir tableau 12.5 ;
– épaisseur dixième vis-à-vis des γ : voir le fer sur la figure 12.1 ;
– épaisseur dixième vis-à-vis des neutrons en terme de flux de particules :
– spectre de fission (formule de Cranberg) : sans objet (jamais employé seul à ce titre),
– spectre de réaction (α, n) : sans objet (jamais employé seul à ce titre) ;
– énergies des γ de capture radiative (voir tableau 12.6) (extrait de Jaeger, 1968, vol. I,
p. 86) ;