Couplage de méthodes de simulation Monte-Carlo avec la spectrométrie gamma à bas bruit de fond : Application aux mesures des basses activités environnementales

Abstract

Les mesures fines des faibles radioactivités par la spectrométrie gamma nécessitent l'optimisation de la géométrie de détection et la connaissance du schéma de niveaux des raies gamma. Ainsi, on peut augmenter le taux de comptage et par conséquent, réduire l'incertitude statistique des pics spectraux exploités pour la quantification des radioéléments en rapprochant le plus possible l'échantillon du détecteur. Cependant, l'augmentation du volume de l'échantillon demande une correction de l'auto-absorption des émissions pour l'échantillon même, et le rapprochement du détecteur est à l'origine du phénomène de pic-somme. L'utilisation de MCNPX a permis de mettre en évidence les effets de matrice séparés : la densité de l'échantillon et le nombre atomique effectif dans l'atténuation des photons d'énergie en-dessous de 100 keV. Les facteurs de correction du pic-somme sont obtenus par MCNPX et ETNA pour des géométries standardisées SG50. Dans une application de dosimétrie, des échantillons géologiques de gisements de matières premières, à savoir les phosphates et leurs produits dérivés, ainsi que quelques matériaux construction ont été analysés par la spectrométrie gamma. L'238U, le 232Th et le 40K ont été identifiés et corrigés des effets cités auparavant. La dosimétrie de leurs rayonnements gamma a permis d'évaluer les indices de risque radiologique, la dose absorbée et la dose efficace annuelle reçues provenant de ces matériaux. Les résultats obtenus sont dans les limites réglementaires prescrites par UNSCEAR.