Qu’est-ce que le blindage du rayonnement bêta – Écran – Définition

Le blindage du rayonnement bêta doit utiliser des matériaux à faible numéro atomique Z. Les plages de particules bêta sont plus longues et dépendent fortement de l’énergie cinétique initiale des particules. Dosimétrie des rayonnements

Description des particules bêta

Les particules bêta sont des électrons ou des positons à haute énergie et à grande vitesse émis par certains fragments de fission ou par certains noyaux radioactifs primordiaux tels que le potassium-40. Les particules bêta sont une forme de rayonnement ionisant également connu sous le nom de rayons bêta. La production de particules bêta est appelée désintégration bêta . Il existe deux formes de désintégration bêta, la désintégration d’électrons (désintégration β−) et la désintégration de positrons (désintégration β +) . Dans un réacteur nucléaire se produit en particulier la désintégration β−, car la caractéristique commune des produits de fission est un excès de neutrons ( voir Stabilité nucléaire). Un fragment de fission instable avec l’excès de neutrons subit une désintégration β−, où le neutron est converti en proton, en électron et en antineutrino d’électrons .

désintégration bêta
Désintégration bêta du noyau C-14.

Blindage du rayonnement bêta – Écran

Les caractéristiques suivantes des particules bêta (électrons) sont cruciales dans leur blindage.

  • Les particules bêta  sont des électrons énergétiques, elles sont relativement légères et portent une seule charge négative .
  • Leur masse est égale à la masse des électrons orbitaux avec lesquels ils interagissent et contrairement à la particule alpha, une fraction beaucoup plus importante de son énergie cinétique peut être perdue en une seule interaction.
  • Leur chemin n’est pas si simple. Les particules bêta suivent un chemin très zigzag à travers un matériau absorbant. Ce chemin de particules résultant est plus long que la pénétration linéaire (plage) dans le matériau.
  • Comme elles ont une masse très faible, les particules bêta atteignent principalement des énergies relativistes.
  • Les particules bêta diffèrent également des autres particules chargées lourdes par la fraction d’énergie perdue par processus radiatif connue sous le nom de bremsstrahlung . Par conséquent, pour les rayonnements bêta à haute énergie, les matériaux denses sont inappropriés.
  • Lorsque la particule bêta se déplace plus rapidement que la vitesse de la lumière (vitesse de phase) dans le matériau, elle génère une onde de choc de rayonnement électromagnétique connue sous le nom de rayonnement Cherenkov .

Le rayonnement bêta ionise la matière plus faible que le rayonnement alpha . En revanche, les plages de particules bêta sont plus longues et dépendent fortement de l’énergie cinétique initiale des particules. Certains ont suffisamment d’énergie pour être préoccupés par l’exposition externe. Une particule bêta de 1 MeV peut parcourir environ 3,5 mètres dans l’air. Ces particules bêta peuvent pénétrer dans le corps et déposer la dose dans les structures internes près de la surface. Par conséquent, un blindage plus important qu’en cas de rayonnement alpha est requis.

Les matériaux à faible numéro atomique Z conviennent comme écrans de particules bêta. Avec des matériaux à haute teneur en Z, le bremsstrahlung(rayonnement secondaire – rayons X) est associé. Ce rayonnement est créé lors du ralentissement des particules bêta lorsqu’elles voyagent dans un milieu très dense. Des vêtements lourds, du carton épais ou une fine plaque d’aluminium fourniront une protection contre le rayonnement bêta et empêcheront la production de la bremsstrahlung. Le plomb et le plastique sont couramment utilisés pour protéger le rayonnement bêta. La littérature sur la radioprotection est omniprésente en conseillant le placement du plastique d’abord pour absorber toutes les particules bêta avant d’utiliser un blindage en plomb. Ces conseils sont basés sur la théorie bien établie selon laquelle les pertes radiatives (production de bremsstrahlung) sont plus fréquentes dans les matériaux à numéro atomique (Z) plus élevé que dans les matériaux à faible Z.

Voir aussi plus de théorie: Interaction du rayonnement bêta avec la matière

Voir aussi calculatrice: Activité bêta au débit de dose 

Alpha Particle - Cloud Chamber
Particules alpha et électrons (déviés par un champ magnétique) d’une tige de thorium dans une chambre nuageuse.
Source: wikipedia.org

Bremsstrahlung contre ionisation

Perte d’énergie fractionnelle par longueur de rayonnement dans le plomb en
fonction de l’énergie des électrons ou des positons.Source: http://pdg.lbl.gov/

Blindage des rayonnements alpha et bêta

Matériaux de base pour le blindage des particules alpha et bêta.

 

 

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