Qu’est-ce que la contamination de surface – Définition

La contamination de surface signifie que des matières radioactives ont été déposées sur des surfaces (comme des murs, des sols). Il peut se déposer librement, un peu comme la poussière ordinaire, ou il peut être assez fermement fixé par réaction chimique. Dosimétrie des rayonnements
contamination radioactive
La contamination radioactive est constituée de matières radioactives qui génèrent des rayonnements ionisants. C’est la source de rayonnement, pas le rayonnement lui-même.

Contamination de surface

La contamination de surface signifie que des matières radioactives ont été déposées sur des surfaces (comme des murs, des sols). Il peut se déposer librement, un peu comme la poussière ordinaire, ou il peut être assez fermement fixé par réaction chimique. Cette distinction est importante et nous classons la contamination de surface en fonction de sa facilité d’élimination:

  • Contamination gratuite . En cas de contamination libre (ou de contamination lâche), les matières radioactives peuvent se répandre. Il s’agit d’une contamination de surface qui peut être facilement éliminée avec des méthodes de décontamination simples. Par exemple, si des particules de poussière contenant divers radio-isotopes atterrissent sur la peau ou les vêtements de la personne, nous pouvons la nettoyer ou enlever les vêtements. Une fois qu’une personne a été décontaminée, toutes les sources de radioactivité particulaire sont éliminées et l’individu n’est plus contaminé. La contamination libre est également un danger plus grave que la contamination fixe, car les particules de poussière peuvent se disséminer dans l’air et être facilement ingérées. Cela conduit à une exposition interne par des contaminants radioactifs. Bien que presque tous les contaminants soient radioactifs bêta avec accompagnementémission gamma , mais il y a aussi la possibilité de contamination alpha dans toutes les zones de manutention du combustible nucléaire.
  • Contamination fixe . En cas de contamination fixe, la matière radioactive ne peut pas se répandre, car elle est liée chimiquement ou mécaniquement aux structures. Il ne peut pas être retiré par des méthodes de nettoyage normales. La contamination fixe est un danger moins grave que la contamination libre, elle ne peut pas être remise en suspension ou transférée sur la peau. Par conséquent, le danger est généralement externe uniquement. En revanche, cela dépend du niveau de contamination. Bien que presque tous les contaminants soient radioactifs bêta avec émission gamma associée, mais il existe également la possibilité d’une contamination alpha dans toutes les zones de manutention du combustible nucléaire. À moins que le niveau de contamination ne soit très sévère, le débit de dose de rayonnement gamma sera faible et l’exposition externe ne sera importante qu’au contact ou très près des surfaces contaminées. Étant donné que les particules bêta pénètrent moins que les rayons gamma , le débit de dose bêta ne peut être élevé qu’au contact. Une valeur de 1 mSv / h au contact pour un niveau de contamination de 400 à 500 Bq / cm 2 est assez représentative.

Calcul du débit de dose blindé chez les Sieverts à partir d’une surface contaminée

Supposons une surface contaminée par 1,0 Ci de 137 Cs Supposons que ce contaminant puisse être aproximé par la source isotrope ponctuelle qui contient 1,0 Ci de 137 Cs , qui a une demi-vie de 30,2 ans . Notez que la relation entre la demi-vie et la quantité de radionucléide nécessaire pour donner une activité d’ un curie est indiquée ci-dessous. Cette quantité de matière peut être calculée en utilisant λ, qui est la constante de désintégration de certains nucléides:

Curie - Unité d'activité

Environ 94,6 pour cent se désintègre par émission bêta vers un isomère nucléaire métastable du baryum: le baryum-137m. Le pic photonique principal de Ba-137m est de 662 keV . Pour ce calcul, supposons que toutes les désintégrations passent par ce canal.

Calculez le débit de dose de photons primaires , en sieverts par heure (Sv.h -1 ), à la surface extérieure d’un blindage en plomb de 5 cm d’épaisseur. Ensuite, calculez les débits de dose équivalents et efficaces pour deux cas.

  1. Supposons que ce champ de rayonnement externe pénètre uniformément dans tout le corps. Cela signifie: calculer le débit de dose efficace pour tout le corps .
  2. Supposons que ce champ de rayonnement externe ne pénètre que dans les poumons et que les autres organes soient complètement protégés. Cela signifie: calculer le débit de dose efficace .

Notez que le débit de dose de photons primaires néglige toutes les particules secondaires. Supposons que la distance effective de la source au point de dose soit de 10 cm . Nous supposerons également que le point de dose est un tissu mou et qu’il peut raisonnablement être simulé par l’eau et nous utilisons le coefficient d’absorption d’énergie de masse pour l’eau.

Voir aussi: Atténuation des rayons gamma

Voir aussi: Blindage des rayons gamma

Solution:

Le débit de dose des photons primaires est atténué de façon exponentielle , et le débit de dose des photons primaires, en tenant compte du blindage, est donné par:

calcul du débit de dose

Comme on peut le voir, nous ne tenons pas compte de l’accumulation de rayonnement secondaire. Si des particules secondaires sont produites ou si le rayonnement primaire change d’énergie ou de direction, l’atténuation effective sera alors beaucoup moins importante. Cette hypothèse sous-estime généralement le véritable débit de dose, en particulier pour les écrans épais et lorsque le point de dose est proche de la surface de l’écran, mais cette hypothèse simplifie tous les calculs. Dans ce cas, le véritable débit de dose (avec l’accumulation de rayonnement secondaire) sera plus de deux fois plus élevé.

Pour calculer le débit de dose absorbé , nous devons utiliser dans la formule:

  • k = 5,76 x 10 -7
  • S = 3,7 x 10 10 s -1
  • E = 0,662 MeV
  • μ t / ρ =  0,0326 cm 2 / g (les valeurs sont disponibles au NIST)
  • μ = 1,289 cm -1 (les valeurs sont disponibles au NIST)
  • D = 5 cm
  • r = 10 cm

Résultat:

Le débit de dose absorbé résultant en gris par heure est alors:

débit de dose absorbé - gris - calcul

1) Irradiation uniforme

Étant donné que le facteur de pondération de rayonnement pour les rayons gamma est égal à un et que nous avons supposé le champ de rayonnement uniforme (le facteur de pondération tissulaire est également égal à l’unité), nous pouvons calculer directement le débit de dose équivalent et le débit de dose efficace (E = H T ) à partir du débit de dose absorbé:

calcul - dose efficace - uniforme

2) Irradiation partielle

Dans ce cas, nous supposons une irradiation partielle des poumons uniquement. Ainsi, nous devons utiliser le facteur de pondération tissulaire , qui est égal à T = 0,12 . Le facteur de pondération de rayonnement pour les rayons gamma est égal à un. En conséquence, nous pouvons calculer le débit de dose efficace comme suit:

calcul - dose efficace - non uniforme

Notez que si une partie du corps (par exemple, les poumons) reçoit une dose de rayonnement, cela représente un risque pour un effet particulièrement dommageable (par exemple, le cancer du poumon). Si la même dose est administrée à un autre organe, elle représente un facteur de risque différent.

Si nous voulons tenir compte de l’accumulation de rayonnement secondaire, nous devons inclure le facteur d’accumulation. La formule étendue pour le débit de dose est alors:

débit de dose absorbé - gris

 

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