{"id":15450,"date":"2020-01-09T04:47:08","date_gmt":"2020-01-09T04:47:08","guid":{"rendered":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/quest-ce-que-la-detection-des-neutrons-thermiques-definition\/"},"modified":"2020-07-12T15:28:58","modified_gmt":"2020-07-12T15:28:58","slug":"quest-ce-que-la-detection-des-neutrons-thermiques-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/fr\/quest-ce-que-la-detection-des-neutrons-thermiques-definition\/","title":{"rendered":"Qu’est-ce que la d\u00e9tection des neutrons thermiques – D\u00e9finition"},"content":{"rendered":"
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Les m\u00e9thodes de d\u00e9tection des neutrons thermiques reposent sur le fait que les neutrons thermiques ont une section efficace d’absorption des neutrons diff\u00e9rente et souvent beaucoup plus grande (fission ou capture radiative) pour un nucl\u00e9ide donn\u00e9 que les neutrons rapides.\u00a0Dosim\u00e9trie des rayonnements<\/div>\n<\/div>\n
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\"d\u00e9tection<\/a>
G\u00e9n\u00e9ralement, chaque type de d\u00e9tecteur de neutrons doit \u00eatre \u00e9quip\u00e9 d’un convertisseur et de l’un des d\u00e9tecteurs de rayonnement conventionnels.
\nSource: large.stanford.edu<\/figcaption><\/figure>\n

Les neutrons thermiques<\/strong><\/a>\u00a0sont des neutrons en \u00e9quilibre thermique avec un milieu environnant de temp\u00e9rature 290K (17 \u00b0 C ou 62 \u00b0 F).\u00a0L’\u00e9nergie la plus probable \u00e0 17 \u00b0 C (62 \u00b0 F) pour la distribution maxwellienne est de\u00a00,025 eV<\/strong>\u00a0(~ 2 km \/ s).\u00a0Cette partie du spectre d’\u00e9nergie des neutrons constitue la partie la plus importante du spectre\u00a0dans les r\u00e9acteurs thermiques<\/strong>\u00a0.<\/p>\n

Les neutrons thermiques ont une\u00a0section<\/strong><\/a>\u00a0efficace d’absorption des neutrons<\/strong>\u00a0diff\u00e9rente et souvent beaucoup\u00a0plus<\/strong>\u00a0grande\u00a0(\u00a0fission<\/a>\u00a0ou\u00a0capture radiative<\/a>\u00a0) pour un nucl\u00e9ide donn\u00e9 que les neutrons rapides.<\/p>\n

En g\u00e9n\u00e9ral, il existe de nombreux principes de d\u00e9tection et de nombreux types de d\u00e9tecteurs.\u00a0Dans les r\u00e9acteurs nucl\u00e9aires, les d\u00e9tecteurs \u00e0 ionisation gazeuse sont les plus courants, car ils sont tr\u00e8s efficaces, fiables et couvrent une large gamme de flux neutroniques.\u00a0Diff\u00e9rents types de d\u00e9tecteurs \u00e0 ionisation gazeuse constituent ce que l’on appelle le\u00a0\u00a0syst\u00e8me d’instrumentation nucl\u00e9aire d’Excore<\/a>\u00a0(NIS)<\/strong>\u00a0.\u00a0Le syst\u00e8me d’instrumentation nucl\u00e9aire d’Excore surveille le niveau de puissance du r\u00e9acteur en\u00a0\u00a0d\u00e9tectant les fuites<\/strong>\u00a0\u00a0de\u00a0neutrons<\/strong>\u00a0du c\u0153ur du r\u00e9acteur.<\/p>\n

D\u00e9tection de neutrons \u00e0 l’aide d’une chambre d’ionisation<\/span><\/h2>\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 de 0,48 MeV\u00a0\"(n,<\/a><\/p>\n

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 pour d\u00e9tecter les neutrons \u00e0 l’aide d’une chambre d’ionisation consiste \u00e0 utiliser le\u00a0trifluorure de bore<\/strong>\u00a0gazeux\u00a0\u00a0\u00a0(BF\u00a03<\/sub>\u00a0) au lieu 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

Chambre de fission – D\u00e9tecteurs \u00e0 large plage<\/span><\/span><\/h2>\n

Les chambres \u00e0 fission<\/span><\/a><\/strong>\u00a0\u00a0sont des d\u00e9tecteurs \u00e0 ionisation utilis\u00e9s pour d\u00e9tecter les neutrons.\u00a0Les chambres de fission peuvent \u00eatre utilis\u00e9es comme d\u00e9tecteurs de gamme interm\u00e9diaire pour surveiller le flux de neutrons (puissance du r\u00e9acteur) au niveau du flux interm\u00e9diaire.\u00a0Ils fournissent \u00e9galement des indications, des alarmes et des signaux de d\u00e9clenchement du r\u00e9acteur.\u00a0La conception de cet instrument est choisie pour assurer un chevauchement entre les canaux de la plage source et la pleine plage des instruments de la plage de puissance.<\/span><\/p>\n

Dans le cas des\u00a0\u00a0<\/span>chambres \u00e0 fission<\/span><\/strong>\u00a0, la chambre est recouverte d’une fine couche d’\u00a0<\/span>uranium 235<\/span><\/a>\u00a0hautement enrichi\u00a0\u00a0\u00a0pour d\u00e9tecter les neutrons.\u00a0Les neutrons\u00a0<\/span>ne<\/span><\/strong>\u00a0sont\u00a0\u00a0pas directement ionisants<\/strong>\u00a0\u00a0et doivent g\u00e9n\u00e9ralement \u00eatre\u00a0\u00a0<\/span>convertis<\/span><\/strong>\u00a0\u00a0en particules charg\u00e9es avant de pouvoir \u00eatre d\u00e9tect\u00e9s.\u00a0Un\u00a0\u00a0<\/span>neutron thermique<\/span><\/a>\u00a0\u00a0provoquera la\u00a0<\/span>fission d’<\/span><\/a>\u00a0un atome d’uranium 235\u00a0\u00a0, les deux\u00a0\u00a0<\/span>fragments de fission<\/span><\/a>\u00a0\u00a0produits ayant une\u00a0\u00a0<\/span>\u00e9nergie cin\u00e9tique \u00e9lev\u00e9e<\/span><\/a>\u00a0\u00a0et provoquant l’ionisation du gaz d’argon \u00e0 l’int\u00e9rieur du d\u00e9tecteur.\u00a0Un avantage d’utiliser un rev\u00eatement d’uranium 235 plut\u00f4t que du bore 10 est que les fragments de fission ont une \u00e9nergie beaucoup plus \u00e9lev\u00e9e que la particule alpha issue d’une r\u00e9action au bore.\u00a0Par cons\u00e9quent\u00a0<\/span>les chambres de fission<\/span><\/strong>\u00a0\u00a0sont\u00a0\u00a0<\/span>tr\u00e8s sensibles<\/span><\/strong>\u00a0\u00a0au flux de neutrons, ce qui permet aux chambres de fission de fonctionner dans\u00a0\u00a0<\/span>des champs gamma sup\u00e9rieurs<\/span><\/strong>\u00a0\u00a0\u00e0 une chambre \u00e0 ions non compens\u00e9e avec rev\u00eatement en bore.<\/span><\/p>\n

Feuilles d’activation et fils de flux<\/span><\/h2>\n

Les neutrons peuvent \u00eatre d\u00e9tect\u00e9s \u00e0 l’aide de\u00a0<\/span>feuilles d’activation<\/span><\/strong>\u00a0et de\u00a0<\/span>fils de flux<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Cette m\u00e9thode est bas\u00e9e sur l’activation des neutrons, o\u00f9 un \u00e9chantillon analys\u00e9 est d’\u00a0<\/span>abord irradi\u00e9<\/span><\/strong>\u00a0avec des neutrons pour produire\u00a0<\/span>des radionucl\u00e9ides sp\u00e9cifiques<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0La d\u00e9sint\u00e9gration radioactive de ces radionucl\u00e9ides produits est sp\u00e9cifique \u00e0 chaque \u00e9l\u00e9ment (nucl\u00e9ide).\u00a0Chaque nucl\u00e9ide \u00e9met les\u00a0<\/span>rayons gamma caract\u00e9ristiques<\/span><\/strong>\u00a0qui sont mesur\u00e9s par\u00a0<\/span>spectroscopie gamma<\/span><\/strong>\u00a0, o\u00f9 les rayons gamma d\u00e9tect\u00e9s \u00e0 une \u00e9nergie particuli\u00e8re sont indicatifs d’un radionucl\u00e9ide sp\u00e9cifique et d\u00e9terminent les concentrations des \u00e9l\u00e9ments.<\/span><\/p>\n

Les mat\u00e9riaux s\u00e9lectionn\u00e9s pour les films d’activation sont par exemple:<\/span><\/p>\n