Calcul débit de dose - Tir gamma

Bonjour à tous.

Travaillant dans un atelier de CND, je cherche à déterminer le débit de dose à la sortie de blockhaus lors d'un tir gamma.

Caratéristiques de la salle de tir :
Radionucléides : Iridium 192
Activité = 3.7 TBq
Pas de collimateur
Protection : 70cm de béton

Je me suis inspiré d'une méthode de calcul trouvée sur un autre forum : D = 1.3 10E-10 * A * E * I
A : Activité (Bq)
E : Energie des photons émis
I : Intensité d'émission des photons résultant de l'annihilation (il a été choisi 200%)
--> D = 1.3 10E-10 * 3.7 10E12 * 0.511 * (200/100) = 491.582 mSv/h à 1m

Ensuite je prend en compte les 70cm de béton :
µ/rho = 0.0852 cm2/g avec rho = 2.2 cm3/g ainsi µ = 0.187 cm-1
on en déduit le débit de dose : D = 491.582 e - µx = 491.582 e - (0.187 * 70) = 1.016 µSv/h

Pour finir, je prend en compte la distance gammagraphe-sortie atelier, que j'ai estimé à 2.5m :
D = (1.016 * 1^2)/2.5^2 = 0.16 µSv/h


Voila voila pour le détail de la démarche. Donc au final je m'adresse à vous pour me confirmer ou me corriger dans ma reflexion.
Si vous avez d'autre méthode je suis aussi preneur

En vous remerciant par avance.

Bonsoir
Bien alors quelques éléments par rapport au calcul.
On suppose la source ponctuelle mais cela paraît logique.

D'abord il faut prendre l'ensemble des raies gamma qui contribuent à la dose.
Si on prend les plus significatives :
E 1 = 468 keV - I 1 = 48 %
E 2 = 317 keV - I 2 = 83 %
E 3 = 309 keV - I 3 = 30 %
E 4 = 296 keV - I 4 = 29 %
Il n'y a pas d'annihiliation avec l'iridium-192.
Ensuite il faut déterminer la valeur de / pour chaque énergie (en principe). Après on peut éventuellement prendre une valeur moyenne pour faire une approximation.
Enfin, un point également dont il faut tenir compte : c'est le facteur d'augmentation en dose ou Build up factor. C'est en fait la prise en compte des rayonnements gamma diffusés par effet Compton mais qui contribuent à la dose.

Si je reprends les chiffres :
D = 1,3.10^-10 . 3,7.10¹² . (0,666) = 320 mGy/h à 1 mètre.
Si on prend comme hypothèse simplificatrice une énergie gamma autour de 300 keV, / = 0,105 cm².g^-1.
Avec = 2,2 g.cm^-3, cela donne un = 0,24 cm^-1.

x sera donc égal à 16,8
e^{- x} = 5,1.10^-8
Et le build up factor toujours en prenant une hypothèse simplificatrice B_D = 275
Ce qui donne :

DdD = 320 x 5,1.10^-8 x 275 = 4,5.10^-3 mGy/h soit 4,5 µGy/h à 1 mètre
Si on se place à 2,5 mètres cela donne 0,72 µGy/h.

N'ayant pas de code de calcul sous la main, j'ai fait ça rapidement sur un coin de table. J'ai pu me tromper.
A bientôt
KLOUG

Ok super, merci pour tes précisions, j'avais oublié pas mal de choses !

Juste une question : à quoi correspond le 0.666 en début de calcul ?

Merci encore.
Capi

Bonjour
La valeur correspond à :
0,468 x 0,48 + 0,317 x 0,83 + 0,309 x 0,30 + 0,296 x 0,29
Voilà
KLOUG

Ok tout est clair maintenant.

J'ai appliqué cette méthode sur le même type d'installation mais avec une porte Fe+Pb à la place du béton. Je me demande alors si les build-up et µx s'ajoutent de cette manière :
DdD = D * e-(µxfer + µxplomb) * (Bdfer + Bdplomb)

CAPI

Bonjour
On peut effectivement prendre en compte les build up pour le plomb et le fer.
Je ferai plutôt le calcul de cette manière :
DdD = DdD_init x B_Dplomb e^{- x}_plomb x B_Dfer e^{- x}_fer
KLOUG

Ok merci, en faisant le calcul j'obtiens une dose de 1.8 nSv/h à 7m (distance gammagraphe-porte).

Sachant qu'une zone surveillée est définie en sortie de blockhaus de 7 à 11m, sous entendant une dose supérieure à 0.5µSv/h, je me demande si celle-ci est vraiment pertinente ou si une erreur proviendrait des calculs se basant sur des approximations ?

En vous remerciant d'accorder autant de temps à mon problème.
CAPI

Après atténuation par le fer et le plomb ?
KLOUG

Oui, la source se situe au fond d'un blokhaus. 7m plus loin se trouve la porte fer+plomb. Ce n'est qu'après l'atténuation de la porte que la zone surveillée est définie sur 4m.

Dernière question : l'épaisseur des matériaux fer et plomb ?
KLOUG

24mm de fer et 36mm de plomb

Si je reprends les chiffres :
D = 1,3.10-10 . 3,7.1012 . (0,666) = 320 mGy/h à 1 mètre.

Si on prend comme hypothèse simplificatrice une énergie gamma autour de 300 keV,
/ fer = 0,11 cm².g^-1.
Avec = 7,9 g.cm^-3, cela donne un = 0,87 cm^-1.
/ plomb = 0,4 cm².g^-1.
Avec = 11,3 g.cm^-3, cela donne un = 4.52 cm^-1.

µx fer = 2.1
µx plomb = 16.27
e^{- µx} fer = 0.122
e^{- µx} plomb = 8,6.10^-8

Et le build up factor toujours en prenant une hypothèse simplificatrice
B_D fer = 2,5
B_D plomb = 2,8
Ce qui donne :

DdD = 320 x 0.122 x 2,5 x 8,6.10^-8 x 2,8 = 0,023 µGy/h à 1 mètre
Si on se place à 7 mètres cela donne 0,5 nGy/h.

Compte tenu des hypothèses simplificatrices que j'ai prise et de l'importante variation sur l'atténuation du plomb en fonction de l'énergie je tombe sur les bons ordres de grandeur.
A titre de comparaison si je me place à 400 keV au lieu de 300 keV j'obtiens
/ fer = 0,095 cm².g^-1.
Avec = 7,9 g.cm^-3, cela donne un = 0,75 cm^-1.

/ plomb = 0,23 cm².g^-1.
Avec = 11,3 g.cm^-3, cela donne un = 2.6 cm^-1.

µx fer = 1.8
µx plomb = 9,36
e^{- µx} fer = 0.165 (à peu près équivalent)
e^{- µx} plomb = 8,6.10^-5 (ce qui fait un facteur 1000 d'écart avec la valeur à 300 keV !

Et le build up factor
B_D fer = 3,2
B_D plomb = 2,1
Ce qui donne :

DdD = 320 x 0.165 x 3,2 x 8,6.10^-5 x 2,1 = 30 µGy/h à 1 mètre
Si on se place à 7 mètres cela donne 0,6 µGy/h.
On voit donc la grande influence de l'énergie pour l'atténuation par le plomb.

L'idéal est de faire le calcul rayonnement par rayonnement ou avoir un petit logiciel type microshield ou autre pour faire la simulation.

KLOUG

Ok donc si je comprend bien, certains rayonnements émis peuvent engendrer un débit de dose qui confirmerait la présence d'une zone surveillée ? (même s'il est clair qu'avec un logiciel on serait plus vite et mieux fixé !)

Merci beaucoup pour tous ces détails, je me lance dans le calcul rayonnements par rayonnements.
CAPI

Pour info, calcul pour chaque rayonnements :
E1 (468 keV) : 5.51 µGy/h
E2 (317 keV) : 1.8 nGy/h
E3 (309 keV) : 0.83 nGy/h
E4 (296 keV) : 0.13 nGy/h

Si les valeurs sont exactes, le débit imposé par les rayonnements de 468 keV confirme la zone surveillée. Arrêtez-moi si je me trompe ...

CAPI

Bonsoir
Je n'ai pas refait les calculs mais le 468 keV effectivement prend le pas sur les autres rayonnements et impose la mise en palce d'une zone surveillée.
KLOUG

Bonjour,

Je suis a peu près dans le meme cas que Capitaine pour mon installation type blockhaus . L'ASN me demande de calculer les limites d'utilisation maximun de l'installationc conformément.

Je ne sais pas trop comment procéder.
Si vous avez une méthode.

Par avance merci,

Bonsoir
Le premier pas est de connaître quel nombre de sources, quelle activité maximum et quels radionucléides tu peux avoir dans ton installation.
KLOUG

Bonsoir,
plus la zone de "déplacement" de ta source en position de travail (soit la distance minimale entre ton porte source et les parois de ton enceinte), la nature et les épaisseurs des parois de ton enceinte

Et les mesures directes, elles confirment les calculs ?