{"id":15501,"date":"2020-01-09T14:40:55","date_gmt":"2020-01-09T14:40:55","guid":{"rendered":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/quest-ce-que-le-compteur-proportionnel-de-trifluorure-de-bore-bf3-definition\/"},"modified":"2020-07-12T15:51:09","modified_gmt":"2020-07-12T15:51:09","slug":"quest-ce-que-le-compteur-proportionnel-de-trifluorure-de-bore-bf3-definition","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/fr\/quest-ce-que-le-compteur-proportionnel-de-trifluorure-de-bore-bf3-definition\/","title":{"rendered":"Qu’est-ce que le compteur proportionnel de trifluorure de bore – BF3 – D\u00e9finition"},"content":{"rendered":"
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L’une des m\u00e9thodes de d\u00e9tection des neutrons \u00e0 l’aide d’un compteur proportionnel consiste \u00e0 utiliser le trifluorure de bore gazeux (BF3) \u00e0 la place de l’air dans la chambre.\u00a0Compteur proportionnel de trifluorure de bore – BF3<\/div>\n<\/div>\n
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Un\u00a0\u00a0compteur proportionnel<\/strong><\/a>\u00a0, \u00e9galement appel\u00e9\u00a0\u00a0d\u00e9tecteur proportionnel<\/strong>\u00a0, est un appareil \u00e9lectrique qui d\u00e9tecte diff\u00e9rents types de rayonnements ionisants.\u00a0La tension du d\u00e9tecteur est ajust\u00e9e pour que les conditions correspondent \u00e0 la\u00a0\u00a0r\u00e9gion proportionnelle<\/a>\u00a0.\u00a0Dans cette r\u00e9gion, la tension est suffisamment \u00e9lev\u00e9e pour fournir aux \u00e9lectrons primaires une acc\u00e9l\u00e9ration et une \u00e9nergie suffisantes pour qu’ils puissent ioniser des atomes suppl\u00e9mentaires du milieu.\u00a0Ces ions secondaires (\u00a0amplification de gaz<\/strong>\u00a0) form\u00e9s sont \u00e9galement acc\u00e9l\u00e9r\u00e9s, provoquant un effet connu sous le nom d’\u00a0\u00a0avalanches de Townsend<\/strong><\/a>\u00a0, qui cr\u00e9e une seule impulsion \u00e9lectrique importante.\u00a0Les compteurs proportionnels gazeux fonctionnent g\u00e9n\u00e9ralement dans des champs \u00e9lectriques \u00e9lev\u00e9s de l’ordre de 10 kV \/ cm et atteignent\u00a0facteurs d’amplification d’environ 10\u00a05<\/sup><\/strong>\u00a0.\u00a0Comme le facteur d’amplification d\u00e9pend fortement de la tension appliqu\u00e9e, la charge collect\u00e9e (signal de sortie) d\u00e9pend \u00e9galement de la tension appliqu\u00e9e et les compteurs proportionnels n\u00e9cessitent une tension constante.<\/p>\n

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Il s’agit d’une diff\u00e9rence subtile mais importante entre les\u00a0\u00a0chambres d’ionisation<\/a>\u00a0\u00a0et les\u00a0\u00a0compteurs proportionnels<\/strong>\u00a0.\u00a0Une chambre d’ionisation produira un courant proportionnel au nombre d’\u00e9lectrons collect\u00e9s chaque seconde.\u00a0Ce courant est moyenn\u00e9 et est utilis\u00e9 pour piloter une lecture d’affichage en Bq, ou \u03bcSv \/ h.\u00a0Les compteurs proportionnels<\/strong>\u00a0\u00a0ne fonctionnent pas de cette fa\u00e7on.\u00a0Au lieu de cela, ils amplifient chacune des salves d’ionisation individuelles afin que chaque \u00e9v\u00e9nement ionisant soit d\u00e9tect\u00e9 s\u00e9par\u00e9ment.\u00a0Ils mesurent donc le nombre d’\u00e9v\u00e9nements ionisants (c’est pourquoi ils sont appel\u00e9s compteurs).\u00a0En instrumentation nucl\u00e9aire,\u00a0les compteurs proportionnels de trifluorure de bore<\/strong>\u00a0(BF3) sont largement utilis\u00e9s comme\u00a0d\u00e9tecteurs de plage de sources<\/a>\u00a0.<\/p>\n

\u00a0Compteur proportionnel\u00a0BF\u00a03<\/sub><\/h2>\n

Les neutrons \u00e9tant\u00a0\u00a0des particules \u00e9lectriquement neutres,<\/strong>\u00a0\u00a0ils sont principalement soumis \u00e0 de\u00a0\u00a0fortes forces nucl\u00e9aires<\/a>\u00a0\u00a0mais pas \u00e0 des forces \u00e9lectriques.\u00a0Par cons\u00e9quent, les neutrons\u00a0ne<\/strong>\u00a0sont\u00a0\u00a0pas directement ionisants<\/strong>\u00a0\u00a0et ils doivent g\u00e9n\u00e9ralement \u00eatre\u00a0\u00a0convertis<\/strong>\u00a0\u00a0en particules charg\u00e9es avant de pouvoir \u00eatre d\u00e9tect\u00e9s.\u00a0G\u00e9n\u00e9ralement, chaque type de d\u00e9tecteur de neutrons doit \u00eatre \u00e9quip\u00e9 d’un convertisseur (pour convertir le rayonnement neutronique en rayonnement d\u00e9tectable commun) et de l’un des d\u00e9tecteurs de rayonnement conventionnels (d\u00e9tecteur \u00e0 scintillation, d\u00e9tecteur gazeux, d\u00e9tecteur semi-conducteur, etc.).<\/p>\n

Les chambres d’ionisation<\/a>\u00a0sont souvent utilis\u00e9es comme dispositif de d\u00e9tection de particules charg\u00e9es.\u00a0Par exemple, si la surface int\u00e9rieure de la chambre d’ionisation est recouverte d’une fine couche de bore, la r\u00e9action (n, alpha) peut avoir lieu.\u00a0La plupart des r\u00e9actions (n, alpha) des neutrons thermiques sont des r\u00e9actions\u00a0\u00a010B (n, alpha) 7Li\u00a0<\/strong>\u00a0accompagn\u00e9es d’\u00a0une \u00e9mission gamma<\/a>\u00a0de 0,48 MeV\u00a0\u00a0.<\/p>\n

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De plus, l’isotope bore-10 a une section efficace de r\u00e9action (n, alpha) \u00e9lev\u00e9e sur tout\u00a0\u00a0le spectre d’\u00e9nergie neutronique<\/a>\u00a0.\u00a0La particule alpha provoque l’ionisation \u00e0 l’int\u00e9rieur de la chambre et les \u00e9lectrons \u00e9ject\u00e9s provoquent d’autres ionisations secondaires.<\/p>\n

Une autre m\u00e9thode de d\u00e9tection des neutrons \u00e0 l’aide d’un compteur proportionnel consiste \u00e0 utiliser le\u00a0trifluorure de bore<\/strong>\u00a0gazeux\u00a0\u00a0\u00a0(BF\u00a03<\/sub>\u00a0) \u00e0 la place de l’air dans la chambre.\u00a0Les neutrons entrants produisent des particules alpha lorsqu’ils r\u00e9agissent avec les atomes de bore dans le gaz d\u00e9tecteur.\u00a0L’une ou l’autre m\u00e9thode peut \u00eatre utilis\u00e9e pour d\u00e9tecter des neutrons dans un r\u00e9acteur nucl\u00e9aire.\u00a0Il convient de noter que les\u00a0\u00a0compteurs\u00a0BF\u00a03<\/sub>\u00a0sont g\u00e9n\u00e9ralement utilis\u00e9s dans la r\u00e9gion proportionnelle.<\/p>\n

D\u00e9tecteurs de plage source<\/h2>\n

Les\u00a0d\u00e9tecteurs de la plage source<\/strong>\u00a0surveillent le flux de neutrons (puissance du r\u00e9acteur) aux niveaux d’arr\u00eat les plus bas et fournissent des indications, des alarmes et des arr\u00eats de r\u00e9acteur.\u00a0L’instrumentation de la plage source se compose g\u00e9n\u00e9ralement de deux ou quatre canaux de la plage source, chacun avec son propre d\u00e9tecteur s\u00e9par\u00e9, son chemin de c\u00e2ble et ses circuits \u00e9lectroniques.\u00a0Les d\u00e9tecteurs utilis\u00e9s sont g\u00e9n\u00e9ralement des\u00a0compteurs proportionnels de<\/a>\u00a0trifluorure de bore \u00e0 haute sensibilit\u00e9 (BF\u00a03<\/sub>\u00a0)\u00a0.\u00a0En g\u00e9n\u00e9ral, les compteurs proportionnels sont capables d’\u00a0identifier les particules<\/strong>\u00a0et de mesurer l’\u00e9nergie (spectroscopie).\u00a0La hauteur d’impulsion refl\u00e8te l’\u00e9nergie d\u00e9pos\u00e9e par le rayonnement incident dans le gaz d\u00e9tecteur.\u00a0En tant que tel, il est possible de distinguer les impulsions plus importantes produites par\u00a0les particules alpha<\/a>(produites par des r\u00e9actions (n, alpha)) \u00e0 partir des impulsions plus petites produites par\u00a0les particules b\u00eata<\/a>\u00a0ou\u00a0les rayons gamma<\/a>\u00a0.<\/p>\n

Ces\u00a0d\u00e9tecteurs\u00a0<\/strong>BF\u00a03<\/sub><\/strong>\u00a0produisent une sortie de fr\u00e9quence d’impulsion proportionnelle au flux de neutrons thermiques observ\u00e9 au niveau du d\u00e9tecteur.\u00a0Ces canaux sont g\u00e9n\u00e9ralement utilis\u00e9s sur une\u00a0plage de<\/strong>\u00a0comptage\u00a0de 0,1 \u00e0 10\u00a0<\/strong>6<\/sup><\/strong>\u00a0comptes par seconde<\/strong>\u00a0, mais varient en fonction de la conception du r\u00e9acteur.\u00a0Ces d\u00e9tecteurs d’excore sont g\u00e9n\u00e9ralement situ\u00e9s dans des puits d’instruments dans le bouclier primaire (bouclier en b\u00e9ton) adjacent \u00e0 la cuve du r\u00e9acteur.<\/p>\n

L’instrumentation de la plage de sources surveille et indique le niveau de flux neutronique du c\u0153ur du r\u00e9acteur et la vitesse \u00e0 laquelle le flux neutronique change pendant l’\u00a0arr\u00eat du r\u00e9acteur<\/a>\u00a0et la\u00a0phase initiale de d\u00e9marrage<\/strong><\/a>\u00a0.\u00a0Ils sont tr\u00e8s importants pour la surveillance de la sous-criticit\u00e9 lors du rechargement du carburant, lorsque la\u00a0multiplication sous<\/a>\u00a0–\u00a0critique<\/a>\u00a0a lieu.\u00a0Le flux neutronique est indiqu\u00e9 en coups par seconde (cps).\u00a0Le taux de changement de la population de neutrons est indiqu\u00e9 comme\u00a0taux de d\u00e9marrage<\/a>\u00a0(SUR), qui est d\u00e9fini comme le nombre de facteurs de dix qui modifient la puissance en une minute.\u00a0Par cons\u00e9quent, les unit\u00e9s de\u00a0SUR<\/strong>\u00a0sont des puissances de dix par minute, ou\u00a0d\u00e9ca\u00a0<\/strong>des par minute<\/strong>\u00a0(\u00a0dpm<\/strong>\u00a0).<\/p>\n

Il existe deux principaux probl\u00e8mes dans l’instrumentation de la plage source:<\/span><\/p>\n