FR2758396A1 - Monitor for air-borne radioactivity - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF DE MESURE DE LA RADIOACTIVITÉ DES
AÉROSOLS CONTENUS DANS L'AIR, COMPENSÉE DE LA
CONTRIBUTION NATURELLE ET DE L'IRRADIATION GAMMA
AMBIANTE.DEVICE FOR MEASURING THE RADIOACTIVITY OF
AEROSOLS CONTAINING IN THE AIR, COMPENSATED
NATURAL CONTRIBUTION AND IRRADIATION GAMMA
ROOM.
L'invention est relative à un dispositif de mesure de la radioactivité des aérosols présents dans l'atmosphère à surveiller, comprenant un capteur à diodes réceptrices sensibles aux rayonnements radioactifs émis par les aérosols, et un circuit électronique de traitement associé au capteur pour élaborer en continu un signal représentatif de iadite radioactivité détectée par les diodes.The invention relates to a device for measuring the radioactivity of the aerosols present in the atmosphere to be monitored, comprising a receiver diode sensor sensitive to radioactive radiation emitted by the aerosols, and an electronic processing circuit associated with the sensor to develop in continuous signal representative of iadite radioactivity detected by the diodes.
Une surveillance radiologique des installations nucléaires, et/ou radio écologique de l'environnement est indispensable pour connaître en continu le niveau de risque encouru. L'atmosphère à surveiller est généralement filtrée par un support qui retient les poussières radioactives présentes dans l'air. Les poussières déposées sur le support sont des descendants solides des gaz radon de la chaîne radioactive de l'uranium et du thorium normalement présents dans l'air ( contamination naturelle), et des poussières d'autres composés révélatrices d'un problème de contamination artificielle. Ces différentes poussières émettent des particules
Alpha, des particules Bêta, et des rayonnements Gamma. La détection avec précision des aérosols Bêta contaminants artificiels présente de grandes difficultés techniques, étant donné qu'il faut extraire cette mesure d'un bruit environ cent fois plus grand que constituent les descendants solides à rayonnements Bêta dus au Radon ( contaminants naturels).Radiological monitoring of nuclear installations and / or ecological radio of the environment is essential to know continuously the level of risk incurred. The atmosphere to be monitored is usually filtered by a support that retains the radioactive dust present in the air. The dusts deposited on the support are solid descendants of the radon gas of the radioactive chain of uranium and thorium normally present in the air (natural contamination), and dust of other compounds revealing a problem of artificial contamination. . These different dusts emit particles
Alpha, Beta particles, and gamma radiation. The precise detection of artificial contaminant Beta aerosols presents great technical difficulties, since it is necessary to extract this measurement from a noise about one hundred times greater than the solid Radon beta (natural contaminant) radiation progeny.
Les diodes réceptrices d'un capteur classique sont sensibles aux rayonnements Alpha, Bêta et Gamma, et l'étude des spectres de détection rend impossible une séparation des rayonnements Gamma et Bêta par un fenêtrage en énergie. The receiver diodes of a conventional sensor are sensitive to alpha, beta and gamma radiation, and the study of detection spectra makes it impossible to separate gamma and beta radiation by energy windowing.
II a déjà été proposé d'utiliser un capteur à diode équipé d'une grille collimatrice à ailettes radiales de 0,lmm d'épaisseur, et de 11mm de hauteur. Une telle grille d'une part constitue en raison de son épaisseur de 0,lmm un écran aux particules Bêta, selon la position sur le filtre, et l'angle d'incidence du rayonnement, et d'autre part entraîne un éloignement entre la diode de détection et le filtre qui altère le rendement de détection des particules Bêta. It has already been proposed to use a diode sensor equipped with a collimator grid with radial fins 0.1 mm in thickness and 11 mm in height. On the one hand, such a grid constitutes, because of its thickness of 0.1 mm, a screen with beta particles, according to the position on the filter, and the angle of incidence of the radiation, and on the other hand causes a distance between the Detection diode and filter that alters the detection efficiency of Beta particles.
La grille arrête certaines particules Bêta, mais en laisse passer d'autres. L'agencement de ce capteur permet de déterminer le rayonnement Bêta engendré par les seuls contaminants artificiels avec des caractéristiques nettement moins performantes que celles qui sont réalisées avec la présente invention.The grid stops some Beta particles, but lets others pass. The arrangement of this sensor makes it possible to determine the beta radiation generated by the only artificial contaminants with characteristics that are clearly less efficient than those produced with the present invention.
L'objet de l'invention consiste à réaliser un dispositif de mesure de la radioactivité des aérosols permettant d'obtenir en continu une détection précise des contaminants Bêta, et des rayonnements
Gamma.The object of the invention is to provide a device for measuring aerosol radioactivity making it possible to continuously obtain accurate detection of beta contaminants and radiation.
Gamma.
Le dispositif de mesure selon l'invention est caractérisé en ce que le capteur est disposé en regard d'une bande de filtration destinée à capter un échantillon des aérosols avec interposition d'un intervalle ayant une distance prédéterminée, ledit capteur comportant: - un premier écran continu de séparation intercalé entre la première diode réceptrice proche de la bande de filtration, et une deuxième diode réceptrice, ledit premier écran étant destiné à inhiber la détection du rayonnement Bêta par la deuxième diode, - un deuxième écran en forme de grille plane de séparation, accolé à la première diode réceptrice du côté de l'intervalle et en regard de l'échantillon des aérosols déposé sur la bande de filtration, ledit deuxième écran étant transparent au rayonnement Bêta, et comprenant dans la zone centrale un trou calibré pour la séparation du rayonnement Alpha.The measuring device according to the invention is characterized in that the sensor is arranged facing a filtration band intended to capture a sample of the aerosols with the interposition of an interval having a predetermined distance, said sensor comprising: a first continuous separation screen interposed between the first receiving diode close to the filtration band, and a second receiving diode, said first screen being intended to inhibit the detection of Beta radiation by the second diode, - a second screen in the form of a flat grid of separation, attached to the first receiving diode on the side of the gap and facing the sample of aerosols deposited on the filter strip, said second screen being transparent to the beta radiation, and comprising in the central zone a calibrated hole for the Alpha radiation separation.
La présence de deux écrans permet d'obtenir une séparation des descendants solides Alpha, et une compensation des rayonnements
Gamma. The presence of two screens makes it possible to obtain a separation of the solid Alpha descendants, and a compensation of the radiations
Gamma.
Selon un mode de réalisation préférentiel du capteur, la grille de séparation du deuxième écran est réalisée en un matériau opaque aux particules Alpha, notamment une feuille métallique en aluminium, ayant une épaisseur e de l'ordre de 5.10-3cm.According to a preferred embodiment of the sensor, the separation grid of the second screen is made of a material that is opaque to the Alpha particles, in particular an aluminum metal sheet, having a thickness e of the order of 5 × 10 -3 cm.
La distance de l'intervalle entre la première diode et la bande de filtration est déterminée en relation avec la dimension du détecteur, le filtre, le débit de prélèvement, le niveau de pression/dépression ambiant du volume de détection, et le parcours des particules Alpha dans le volume de détection. Cette distance est comprise avantageusement entre 3mm et 16mm. The distance of the gap between the first diode and the filtration band is determined in relation to the size of the detector, the filter, the sampling rate, the ambient pressure / vacuum level of the detection volume, and the path of the particles. Alpha in the detection volume. This distance is advantageously between 3mm and 16mm.
Le trou calibré présente une forme circulaire ayant un diamètre (dd) approprié aux conditions de détection (dimensions du détecteur, etc..), notamment de l'ordre du tiers de celui du deuxième écran.The calibrated hole has a circular shape having a diameter (dd) appropriate to the detection conditions (dimensions of the detector, etc.), in particular of the order of one third of that of the second screen.
Selon une caractéristique de l'invention, le circuit électronique comprend: - une première voie de détection associée à la première diode réceptrice pour élaborer un premier signal de mesure correspondant à l'image du rayonnement total Bêta, Alpha et
Gamma incluant des descendants solides du Radon contenus dans l'air ambiant et des contaminants, - une deuxième voie de détection associée à la deuxième diode réceptrice pour délivrer un deuxième signal de mesure représentatif du rayonnement Gamma global; - et un circuit de traitement à processeur recevant après amplification lesdits signaux de mesure, et délivrant un signal de sortie représentatif du rayonnement Bêta compressé dû aux seuls contaminants.According to a characteristic of the invention, the electronic circuit comprises: a first detection channel associated with the first receiver diode for developing a first measurement signal corresponding to the image of the total Beta, Alpha and B radiation;
Gamma including solid Radon offspring contained in the ambient air and contaminants; - a second detection path associated with the second receiving diode to provide a second measurement signal representative of the overall gamma radiation; and a processor processing circuit receiving, after amplification, said measurement signals, and delivering an output signal representative of the compressed beta radiation due to the only contaminants.
Le processeur fonctionne avec un algorithme de calcul, permettant à partir des rayonnement Bêta et Gamma globaux, et des rayonnements Alpha séparés en énergie, grâce à la grille plane d'obtenir avec précision: - les rayonnements séparés en énergie des descendants solides
Bêta du Radon ( contaminants naturels); - le rayonnements Bêta compensé dû aux seuls contaminants artificiels.The processor works with a calculation algorithm, allowing from the global Beta and Gamma radiation, and Alpha radiations separated in energy, thanks to the planar grid to obtain with precision: - the energy separated radiations of the solid descendants
Beta Radon (natural contaminants); - Beta radiation compensated due to artificial contaminants only.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la bande de filtration poreuse, est enroulée sur une bobine débitrice et une bobine réceptrice montées à rotation à l'intérieur d'une cassette de captage, laquelle est équipée d'une chambre de dépression destinée à aspirer l'air contaminé dans ledit intervalle pour déposer l'échantillon des aérosols sur une partie intermédiaire de la bande située en regard de la première diode réceptrice.According to another characteristic of the invention, the porous filtration band is wound on a supply spool and a receiving spool rotatably mounted inside a collection cassette, which is equipped with a vacuum chamber intended for aspirating the contaminated air in said gap to deposit the aerosol sample on an intermediate portion of the strip located opposite the first receiving diode.
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif, et représenté aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique du dispositif de mesure selon l'invention; - la figure 2 est une vue de la cassette selon la ligne 2-2 de la figure 1; - la figure 3 montre une vue du capteur selon la ligne 3-3 de la figure 1; - la figure 4 représente un schéma du circuit électronique associé au capteur de la figure 1; - la figure 5 montre à échelle agrandie la structure du capteur selon l'invention; - la figure 6 illustre sous forme synoptique les différentes étapes pour obtenir la détermination du rayonnement Bêta compensé.Other advantages and features will emerge more clearly from the following description of an embodiment of the invention, given by way of non-limiting example, and represented in the accompanying drawings, in which: FIG. schematic view of the measuring device according to the invention; FIG. 2 is a view of the cassette according to line 2-2 of FIG. 1; FIG. 3 shows a view of the sensor along line 3-3 of FIG. 1; FIG. 4 represents a diagram of the electronic circuit associated with the sensor of FIG. 1; FIG. 5 shows on an enlarged scale the structure of the sensor according to the invention; - Figure 6 illustrates in block form the various steps to obtain the determination of the compensated beta radiation.
Sur les figures 1 à 3, un dispositif de mesure 10 de la radioactivité des aérosols est utilisé pour assurer un contrôle en continu de toute atmosphère, susceptible de générer une exposition radioactive, dans le but de protection des personnes physiques ou de surveillance de procédés nucléaires, ou métrologiques en laboratoire. Le dispositif de mesure 10 comporte une cassette 12 de captage renfermant une bande 14 de filtration, et un capteur 16 à diodes réceptrices D1, D2 reliées à un circuit électronique 18 de surveillance. II est clair que la cassette 12 ou la bande 14 de filtration peuvent être remplacées par tout autre moyen de captage. In FIGS. 1 to 3, a device 10 for measuring the radioactivity of aerosols is used to ensure continuous monitoring of any atmosphere likely to generate radioactive exposure, with the aim of protecting individuals or monitoring nuclear processes. , or metrological in the laboratory. The measuring device 10 comprises a capture cassette 12 enclosing a filtering strip 14, and a sensor 16 with receiving diodes D1, D2 connected to an electronic monitoring circuit 18. It is clear that the cassette 12 or the filtration band 14 can be replaced by any other sensing means.
La bande 14 de filtration est réalisée au moyen d'un matériau poreux, et est enroulée sur une bobine débitrice 20, et une bobine réceptrice 22 montées toutes les deux à rotation à l'intérieur de la cassette 12 de captage. La partie intermédiaire 14A de la bande 14 défile en regard du capteur 16 grâce à un système motorisé (non représenté) à commande automatique séquentielle.The filtering strip 14 is made by means of a porous material, and is wound on a supply reel 20, and a receiving reel 22 rotatably mounted inside the capture cassette 12. The intermediate portion 14A of the band 14 scrolls next to the sensor 16 through a motorized system (not shown) with sequential automatic control.
La face opposée de la partie intermédiaire 14A de la bande 14 de filtration se trouve du côté d'une chambre de dépression 24 agencée entre les deux bobines 20,22. L'effet d'aspiration F dû à la présence de la chambre de dépression 24 aspire l'air contaminé vers l'intervalle 26 situé entre la partie 14A de la bande 14 de filtration et le capteur 16 (voir flèches F1 et F2). L'air est filtré par la bande 14A, laquelle retient les poussières radioactives pour former un dépôt d'aérosols 28 (figure 2). L'échantillon constitué par ce dépôt 28 renferme un premier groupe de descendants solides des gaz Radon de la chaîne radioactive de l'uranium et du thorium se trouvant normalement présents dans l'atmosphère, et un deuxième groupe de poussières d'autres composés représentant l'image d'une contamination radioactive. Ces différentes poussières radioactives émettent des particules Alpha, des particules Bêta, et des rayonnements Gamma.The opposite face of the intermediate portion 14A of the filter strip 14 is on the side of a vacuum chamber 24 arranged between the two coils 20,22. The suction effect F due to the presence of the vacuum chamber 24 sucks the contaminated air to the gap 26 located between the portion 14A of the filtration band 14 and the sensor 16 (see arrows F1 and F2). The air is filtered by the band 14A, which retains the radioactive dust to form an aerosol deposit 28 (Figure 2). The sample constituted by this deposit 28 contains a first group of solid descendants of the radon gas of the radioactive chain of uranium and thorium normally present in the atmosphere, and a second group of dust of other compounds representing the image of a radioactive contamination. These different radioactive dusts emit Alpha particles, Beta particles, and Gamma radiation.
La mesure de la radioactivité des poussières du deuxième groupe doit être extraite du rayonnement important engendré par les descendants solides du premier groupe. Le rayonnement du premier groupe est environ 100 fois plus important que celui des poussières radioactives du deuxième groupe.The measurement of the radioactivity of the dust of the second group must be extracted from the important radiation generated by the solid descendants of the first group. The radiation of the first group is about 100 times greater than that of the radioactive dust of the second group.
Les diodes D1 et D2 du capteur 12 sont soumises d'autre part au rayonnement Gamma ambiant naturel ou non (source Gamma).The diodes D1 and D2 of the sensor 12 are subjected, on the other hand, to ambient or non-natural gamma radiation (gamma source).
En référence aux figures 4 et 5, le capteur 16 comprend une première voie de détection VD1 incluant la première diode réceptrice D1 sensible aux rayonnements Bêta, Alpha et Gamma de l'échantillon d'aérosols 28 déposé sur la partie intermédiaire 14A du filtre 14, et une deuxième voie de détection VD2 comportant la deuxième diode réceptrice D2 sensible uniquement au rayonnement
Gamma. Les deux diodes D1, D2 superposées sont séparées l'une de l'autre par un premier écran 30 continu destiné à écarter le rayonnement Bêta. Les sorties des deux diodes réceptrices D1, D2 sont connectées respectivement à des préamplificateurs 32,34 du circuit électrique 18, lequel comporte de plus un amplificateur 36 intercalé entre les sorties respectives des préamplificateurs 32,34 et un circuit de traitement à processeur 38.With reference to FIGS. 4 and 5, the sensor 16 comprises a first detection channel VD1 including the first reception diode D1 sensitive to the Beta, Alpha and Gamma radiation of the aerosol sample 28 deposited on the intermediate portion 14A of the filter 14, and a second detection channel VD2 comprising the second receiving diode D2 only sensitive to radiation
Gamma. The two diodes D1, D2 superimposed are separated from each other by a first continuous screen for removing beta radiation. The outputs of the two receiver diodes D1, D2 are respectively connected to preamplifiers 32, 34 of the electrical circuit 18, which furthermore comprises an amplifier 36 interposed between the respective outputs of the preamplifiers 32, 34 and a processor processing circuit 38.
Le circuit de traitement à processeur 38 fonctionne avec un algorithme de calcul permettant de discriminer le rayonnement des aérosols Bêta à partir de la mesure des rayonnements émis par les particules de l'échantillon 28 déposé sur le filtre 14. Il ressort de l'analyse des spectres de détection des diodes D1, D2 qu'il est impossible de séparer les rayonnements Gamma et Bêta par une fenêtrage en énergie. La détermination du rayonnement des aérosols Bêta met en oeuvre une géométrie spécifique du capteur 16, combinée avec une méthode de calcul élaborée dans le processeur 38 pour obtenir, à partir des rayonnements Bêta et
Gamma globaux, et des rayonnements Alpha séparés en énergie: - d'une part les rayonnements séparés en énergie des descendants solides Bêta du premier groupe; - d'autre part le rayonnement compensé Bêta correspondant à la radioactivité des contaminants du deuxième groupe.The processor processing circuit 38 operates with a calculation algorithm making it possible to discriminate the radiation of the B aerosols from the measurement of the rays emitted by the particles of the sample 28 deposited on the filter 14. It appears from the analysis of the detection spectra of diodes D1, D2 that it is impossible to separate gamma and beta radiation by energy windowing. The determination of the aerosol Beta radiation implements a specific geometry of the sensor 16, combined with a calculation method developed in the processor 38 to obtain, from Beta radiation and
Global gamma, and alpha radiations separated into energy: - on the one hand the energy separated radiations of the solid Beta descendants of the first group; on the other hand, the compensated beta radiation corresponding to the radioactivity of the contaminants of the second group.
La structure du capteur 16 est représentée en détail à la figure 5.The structure of the sensor 16 is shown in detail in FIG.
En plus du premier écran 30 écartant la venue du rayonnement Bêta sur la deuxième diode D2, le capteur 16 comporte un deuxième écran 40 en forme de grille plane de séparation accolée à la première diode D1 du côté de l'intervalle 26, et positionné en regard de l'échantillon 28 d'aérosols sur le filtre 14. Le deuxième écran 40 est transparent au rayonnement Bêta, et est percé dans la zone centrale d'un trou 42 calibré de forme circulaire pour la séparation du rayonnement Alpha. La présence du trou 42 dans cette grille plane de séparation permet d'obtenir la détection et la séparation des descendants solides Alpha du Radon. In addition to the first screen 30 separating the arrival of Beta radiation on the second diode D2, the sensor 16 comprises a second screen 40 in the form of planar separation grid contiguous to the first diode D1 on the side of the gap 26, and positioned in The second screen 40 is transparent to the beta radiation, and is pierced in the central zone of a calibrated hole 42 of circular shape for the separation of the alpha radiation. The presence of the hole 42 in this planar separation grid makes it possible to obtain the detection and separation of Radon solid alpha descendants.
Les caractéristiques spécifiques du dimensionnement du capteur 16 déterminent essentiellement l'épaisseur e du deuxième écran 40, de la distance d de l'intervalle 26 entre la bande 14A de filtration et la première diode D1, et du diamètre dd du trou 42.The specific characteristics of the dimensioning of the sensor 16 essentially determine the thickness e of the second screen 40, the distance d of the gap 26 between the filtering strip 14A and the first diode D1, and the diameter dd of the hole 42.
Pour déterminer l'épaisseur e, le deuxième écran 40 doit arrêter le rayonnement Alpha tout en étant transparent au rayonnement Bêta.To determine the thickness e, the second screen 40 must stop alpha radiation while being transparent to beta radiation.
L'énergie E maximale à prendre en compte est celle du ThC', soit 8,78 MeV.The maximum E energy to be taken into account is that of ThC ', ie 8.78 MeV.
La distance d'arrêt R(milieu) dans un milieu quelconque est donnée par la règle de Bragg-Kherman et la distance d'arrêt R(air) dans l'air par la loi de Geiger:
R(milieu) = 3,2.1ou
R (middle) = 3.2.1or
<tb> 4Wj. <SEP> R(air)
<tb>
R(air) = O, 32E312
Avec une grille en aluminium (A=26,98 et p=2,7), il faut une épaisseur e=5,12.10-3 cm pour arrêter le rayonnement Alpha d'énergie inférieure à 8,78 MeV.<tb> 4Wj. <SEP> R (air)
<Tb>
R (air) = O, 32E312
With an aluminum grid (A = 26.98 and p = 2.7), a thickness e = 5.12 × 10 -3 cm is required to stop the energy alpha radiation below 8.78 MeV.
La distance d'arrêt Rp(air) pour l'aluminium du rayonnement Bêta d'énergie inférieure à 800KeV est donnée par la formule:
Rp(air) = 0,4E 1,38
Soit pour une épaisseur e de 5,12.10-3 cm, une énergie de 85 KeV.The stopping distance Rp (air) for aluminum of beta radiation with energy below 800KeV is given by the formula:
Rp (air) = 0.4E 1.38
Either for a thickness e of 5.12 × 10 -3 cm, an energy of 85 KeV.
Le rayonnement Bêta d'énergie inférieure à 85KeV est arrêté par la grille plane de l'écran 40. Cela n'a pas d'incidence sur le capteur, car la fenêtre d'énergie pour le Rayonnement Bêta est entre 100 et 200 KeV.Beta radiation with energy below 85KeV is stopped by the flat grid of screen 40. This does not affect the sensor because the energy window for Beta Radiation is between 100 and 200 KeV.
La distance d de l'intervalle 26 a été choisie à 3mm pour réaliser un compromis entre le rendement au rayonnement Bêta, et la réalisation matérielle du capteur 16.The distance d of the gap 26 has been chosen to be 3 mm to achieve a compromise between the Beta radiation yield and the hardware embodiment of the sensor 16.
La distance dd du trou 42 circulaire du deuxième écran 40 est calculée pour séparer les deux corps les plus proches en énergie E, à savoir le radium C', et le thorium C'. L'énergie maximum Emax du premier corps RaC' doit être inférieure ou égale à l'énergie minimum Emîn du deuxième corps ThC'. Dans le cas d'un écran 40 ayant un diamètre extérieur ds de 24 mm, le diamètre du trou 42 doit être de l'ordre de 8 mm pour assurer une bonne séparation des descendants solides Alpha.The distance dd from the circular hole 42 of the second screen 40 is calculated to separate the two closest bodies into energy E, namely the radium C ', and the thorium C'. The maximum energy Emax of the first body RaC 'must be less than or equal to the minimum energy Emine of the second body ThC'. In the case of a screen 40 having an outside diameter ds of 24 mm, the diameter of the hole 42 must be of the order of 8 mm to ensure good separation of the solid descendants Alpha.
La distance d de 3mm de l'intervalle 26 entre le filtre 14 et la première diode D1 correspond au trajet minimal d'une particule émise par l'échantillon 28. Le trajet maximal d'une particule émise est donné par la relation (1):
Le signal de mesure S1 à la sortie de la première diode Dt correspond à l'image des rayonnements Bêta, Alpha et Gamma.The measurement signal S1 at the output of the first diode Dt corresponds to the image of the Beta, Alpha and Gamma radiation.
Le fenêtrage en énergie permet de discriminer les dérivés solides (RaA, RaC', ThA, ThC') présenté dans le tableau suivant:
<tb> <SEP> El <SEP> MeV <SEP> El <SEP> <SEP> (MeV) <SEP> <SEP> AIE <SEP>
<tb> CORPS <SEP> E0 <SEP> (MeV) <SEP> t=0,3cm <SEP> t=1,628cm
<tb> U <SEP> 238 <SEP> 4,20 <SEP> 3,885 <SEP> 2,309 <SEP> 1,576
<tb> U <SEP> 235 <SEP> 4,40 <SEP> 4,093 <SEP> 2,574 <SEP> 1,519
<tb> U <SEP> 234 <SEP> 4,78 <SEP> 4,486 <SEP> 3,059 <SEP> 1,427
<tb> U <SEP> 233 <SEP> 4,82 <SEP> 4,535 <SEP> 3,119 <SEP> 1,416
<tb> PU <SEP> 239 <SEP> 5,15 <SEP> 4,871 <SEP> 3,518 <SEP> 1,353
<tb> AM <SEP> 241 <SEP> 5,48 <SEP> 5,210 <SEP> 3,913 <SEP> 1,297
<tb> PU <SEP> 238 <SEP> 5,49 <SEP> 5,220 <SEP> 3,925 <SEP> 1,295
<tb> Po218RaA <SEP> 6,00 <SEP> 5,742 <SEP> 4,520 <SEP> 1,222
<tb> Bi212ThC <SEP> 6,09 <SEP> 5,834 <SEP> 4,623 <SEP> 1,211 <SEP>
<tb> Po216ThA <SEP> 6,78 <SEP> 6,538 <SEP> 5,405 <SEP> 1,133
<tb> Po2i4RaC' <SEP> 7,68 <SEP> 7,453 <SEP> 6,401 <SEP> 1,052
<tb> Po212ThC' <SEP> 8,78 <SEP> 8,568 <SEP> 7,594 <SEP> 0,974
<tb>
Le calcul effectif des seuils électroniques devra bien entendu tenir compte de la dispersion et de la précision des éléments électroniques.<tb><SEP> El <SEP> MeV <SEP> El <SEP><SEP> (MeV) <SEP><SEP> IEA <SEP>
<tb> BODY <SEP> E0 <SEP> (MeV) <SEP> t = 0.3cm <SEP> t = 1.628cm
<tb> U <SEP> 238 <SEP> 4.20 <SEP> 3.885 <SEP> 2.309 <SEP> 1.576
<tb> U <SEP> 235 <SEQ> 4.40 <SEP> 4.093 <SEP> 2.574 <SEP> 1.519
<tb> U <SEP> 234 <SEQ> 4.78 <SEQ> 4.486 <SEP> 3.059 <SEP> 1.427
<tb> U <SEP> 233 <SEQ> 4.82 <SEP> 4.535 <SEP> 3.119 <SEP> 1.416
<tb> PU <SEP> 239 <SEP> 5.15 <SEP> 4.871 <SEP> 3.518 <SEP> 1.353
<tb> AM <SEP> 241 <SEP> 5.48 <SEP> 5.210 <SEP> 3.913 <SEP> 1.297
<tb> PU <SEP> 238 <SEP> 5.49 <SEP> 5.220 <SEP> 3.925 <SEP> 1.295
<tb> Po218RaA <SEP> 6.00 <SEP> 5.742 <SEP> 4.520 <SEP> 1.222
<tb> Bi212ThC <SEP> 6.09 <SEP> 5.834 <SEP> 4.623 <SEP> 1.211 <SEP>
<tb> Po216ThA <SEP> 6.78 <SEP> 6.538 <SEP> 5.405 <SEP> 1.133
<tb> Po2i4RaC '<SEP> 7.68 <SEP> 7.453 <SEP> 6.401 <SEP> 1.052
<tb> Po212ThC '<SEP> 8.78 <SEP> 8.568 <SEP> 7.594 <SEP> 0.974
<Tb>
The actual calculation of the electronic thresholds will of course have to take into account the dispersion and precision of the electronic elements.
La géométrie du capteur 16 permet d'obtenir un rendement maximal aux rayonnements Bêta et une discrimination des descendants solides Alpha.The geometry of the sensor 16 makes it possible to obtain a maximum yield of beta radiation and discrimination of the solid Alpha descendants.
La séparation des rayonnements Bêta et Gamma résulte de la compensation des rayonnements Gamma obtenue par une opération de soustraction du signal de mesure S2 délivré par la deuxième voie de détection VD2, laquelle est associée à la deuxième diode D2 sensible uniquement au rayonnement Gamma. Une erreur de réjection existe néanmoins due à une légère différence résultant de la géométrie du capteur 16, entre le rendement au rayonnement
Gamma de la première diode D1 et de la deuxième diode D2.The separation of Beta and Gamma radiation results from the Gamma radiation compensation obtained by a subtraction operation of the measurement signal S2 delivered by the second detection channel VD2, which is associated with the second diode D2 sensitive only to Gamma radiation. A rejection error nevertheless exists due to a slight difference resulting from the geometry of the sensor 16, between the radiation efficiency
Gamma of the first diode D1 and the second diode D2.
La détection de la radioactivité par le capteur 16 permet de définir les relations (2) suivantes
Ni=Nfi+Nyi
N2 = Nr2
Ne = Nyl + Nr2
WNI -N2=Np+Ne où N1 est le nombre total d'impulsions sur la diode D1 (pendant un temps donné);
N2 est le nombre total d'impulsions sur la diode D2;
Nss est le nombre total d'impulsions Bêta sur la diode Di
Ny1 est le nombre total d'impulsions Gamma sur la diode Di;
Ny2 est le nombre total d'impulsions Gamma sur la diode D2;
N est l'erreur de réjection des Gamma;
En fonction du rendement du capteur aux rayonnements Bêta, le nombre d'impulsions Bêta (NB) pour une même irradiation sera plus ou moins grand. Ainsi l'erreur de réjection sera imputable à une quantité Nss différente .Pour quantifier ce phénomène on définit un rapport de réjection, r, par la relation (3): rp
K où r est le rendement géométrique au rayonnement Bêta:
K est un coefficient qui dépend de l'efficacité des diodes D1 et D2 au rayonnement Gamma.The detection of the radioactivity by the sensor 16 makes it possible to define the following relationships (2)
Ni = Nfi + Nyi
N2 = Nr2
Ne = Nyl + Nr2
WNI -N2 = Np + Ne where N1 is the total number of pulses on diode D1 (for a given time);
N2 is the total number of pulses on diode D2;
Nss is the total number of Beta pulses on di di
Ny1 is the total number of Gamma pulses on diode Di;
Ny2 is the total number of gamma pulses on diode D2;
N is the error of Gamma rejection;
Depending on the performance of the Beta radiation sensor, the number of Beta pulses (NB) for the same irradiation will be greater or smaller. Thus the rejection error will be attributable to a different quantity Nss. To quantify this phenomenon, we define a rejection ratio, r, by the relation (3): rp
K where r is the geometric yield of beta radiation:
K is a coefficient that depends on the efficiency of the diodes D1 and D2 to gamma radiation.
Le rapport de réjection est caractéristique de la géométrie du capteur. Plus il est grand, plus la réjection des Gammas (séparation des Gamma et des Bêta) est bonne.The rejection ratio is characteristic of the geometry of the sensor. The bigger it is, the better the rejection of Gammas (separation of Gamma and Beta).
On note que l'amélioration du rendement géométrique aux rayonnements Bêta entraîne indirectement une meilleure mesure du rayonnement Bêta, car le rapport de réjection augmente.It is noted that the improvement in the geometric yield of beta radiation indirectly leads to a better measurement of beta radiation, because the rejection ratio increases.
L'extraction de la mesure compensée des aérosols Bêta du bruit constitué par les descendants solides à rayonnement Bêta, est complexe. La solution proposée est basée sur: - la géométrie du capteur 16 telle que décrit précédemment, - l'algorithme de calcul dans le processeur 38.The extraction of the compensated measurement of Beta aerosols from the noise constituted by the solid beta-radiation descendants is complex. The proposed solution is based on: the geometry of the sensor 16 as described above, the calculation algorithm in the processor 38.
L'étude des équations de filiation du système global (atmosphère+filtre) montre qu'il est possible de calculer les quantités de descendants solides à rayonnements Bêta à partir des quantités de descendants solides à rayonnement Alpha. Ainsi par "soustraction" de la mesure globale, on obtient la valeur du rayonnement Bêta compensée.The study of the equations of filiation of the global system (atmosphere + filter) shows that it is possible to calculate the quantities of Beta radiation solid offspring from the quantities of solid alpha radiation progeny. Thus by "subtraction" of the overall measurement, the value of the compensated Beta radiation is obtained.
La figure 6 montre la contribution globale des deux critères constituant la géométrie du capteur 16 et l'algorithme de calcul mis en oeuvre dans le processeur 38.FIG. 6 shows the global contribution of the two criteria constituting the geometry of the sensor 16 and the calculation algorithm implemented in the processor 38.
La structure du capteur 16 permet d'obtenir - le rayonnement Alpha des descendants solides séparés en énergie; - à la sortie de la deuxième diode D2, le signal S2 représentatif du rayonnement Gamma global; - à la sortie de la première diode D1, le signal S1 représentatif du rayonnement Gamma et Bêta total.The structure of the sensor 16 makes it possible to obtain the alpha radiation of the solid descendants separated in energy; at the output of the second diode D2, the signal S2 representative of the global Gamma radiation; at the output of the first diode D1, the signal S1 representative of gamma and beta total radiation.
Il en ressort que la seule structure du capteur 16 rend impossible la séparation des rayonnements Gamma et Bêta par un fenêtrage en énergie. It follows that the only structure of the sensor 16 makes it impossible to separate gamma and beta radiation by energy windowing.
La mise en oeuvre de l'algorithme de calcul dans le processeur 38 permet de calculer le rayonnement Bêta des descendants solides séparés en énergie à partir des quantités de descendants solides à rayonnement Alpha. Par soustraction de la mesure globale, on obtient la valeur du rayonnement Bêta compense.The implementation of the calculation algorithm in the processor 38 makes it possible to calculate the Beta radiation of the solid separated descendants in energy from the amounts of solid alpha radiation descendants. By subtracting the overall measurement, the value of the compensated beta radiation is obtained.
Le rendement maximal aux rayonnements Bêta, et la séparation des descendants solides Alpha du Radon permet une détection en continu des aérosols Bêta. Cette mesure est considérée " continue compte tenu que l'intervalle de temps nécessaire au renouvellement du filtre au moyen de la commande motorisée de la cassette de captage 12, est très court ( quelques secondes) au regard de la période de temps qui sépare deux renouvellements successifs ( de un à plusieurs jours). Le signal S3 à la sortie du circuit de traitement 38 peut être visualisé sur un afficheur 46 et/ou un dispositif d'alarme. The maximum Beta radiation yield and Radon Alpha solid descendant separation allows for continuous detection of Beta aerosols. This measurement is considered "continuous considering that the time interval necessary for the renewal of the filter by means of the motorized control of the capture cassette 12, is very short (a few seconds) with regard to the period of time which separates two renewals. successive (from one to several days) The signal S3 at the output of the processing circuit 38 can be viewed on a display 46 and / or an alarm device.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9700353A FR2758396B1 (en) | 1997-01-10 | 1997-01-10 | DEVICE FOR MEASURING THE RADIOACTIVITY OF AIR-CONTAINED AEROSOLS, COMPENSATED FOR NATURAL CONTRIBUTION AND AMBIENT GAMMA IRRADIATION |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9700353A FR2758396B1 (en) | 1997-01-10 | 1997-01-10 | DEVICE FOR MEASURING THE RADIOACTIVITY OF AIR-CONTAINED AEROSOLS, COMPENSATED FOR NATURAL CONTRIBUTION AND AMBIENT GAMMA IRRADIATION |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2758396A1 true FR2758396A1 (en) | 1998-07-17 |
| FR2758396B1 FR2758396B1 (en) | 1999-04-09 |
Family
ID=9502618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9700353A Expired - Lifetime FR2758396B1 (en) | 1997-01-10 | 1997-01-10 | DEVICE FOR MEASURING THE RADIOACTIVITY OF AIR-CONTAINED AEROSOLS, COMPENSATED FOR NATURAL CONTRIBUTION AND AMBIENT GAMMA IRRADIATION |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2758396B1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1852715A1 (en) | 2006-05-03 | 2007-11-07 | Helmut Bitt | Device and method for automatic and continuous measuring of alpha, beta and gamma irradiation from natural and artificial radioactive aerosols |
| ITFI20120069A1 (en) * | 2012-04-03 | 2013-10-04 | Tema Sinergie S R L | RADIOACTIVE CONTAMINATION DETECTION AND MEASUREMENT SYSTEM IN AIR. |
| FR3011340A1 (en) * | 2013-10-01 | 2015-04-03 | Commissariat Energie Atomique | SYSTEM FOR MEASURING RADIOACTIVITY IN A GAMMA BACKGROUND NOISE |
Citations (2)
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| FR2593610A1 (en) * | 1986-01-28 | 1987-07-31 | Wiederaufarbeitung Von Kernbre | radiamètre |
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-
1997
- 1997-01-10 FR FR9700353A patent/FR2758396B1/en not_active Expired - Lifetime
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| WO2015049153A1 (en) * | 2013-10-01 | 2015-04-09 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | System for measuring radioactivity in a gamma background noise |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2758396B1 (en) | 1999-04-09 |
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