Radioprotection autour d’une source 226Ra-Be à l’aide du code Monte Carlo Géant 4

Abstract

Les sources de neutrons sont caractérisées par un certain nombre de facteurs, notamment l'intensité, le nombre de neutrons émis par seconde, la distribution de l'énergie, la polarisation des neutrons et le mode d'émission. Elles sont classées en trois groupes : les réacteurs à fission nucléaire, les radio-isotopes et les générateurs de particules. Les sources isotopiques de neutrons sont très pratiques en raison de leur petite taille, de leur portabilité et de leur facilité de manipulation. Ces sources sont largement utilisées dans des activités telles que l'activation des neutrons, l'étalonnage des moniteurs et l'enseignement. Nous pouvons distinguer trois principaux types de sources de radio-isotopes : les émetteurs alpha, qui produisent des neutrons par une réaction (α, n), les émetteurs gamma par une réaction (γ, n)(les deux réactions (α, n) et (γ, n) sont des sources de neutrons indirectes) et la fission spontanée (source de neutrons directe). Le californium 252 est la source de neutrons radio-isotopiques directe la plus utilisée, les sources indirectes les plus courantes utilisant des émetteurs alpha tels que : Radium, Polonium, Plutonium ou Américium et un élément léger tel que le Béryllium ou le Bore mélangés sous forme de poudre. La combinaison du radium et du béryllium est une source de neutrons isotopiques qui provoque la réaction : + → + Le 226 Ra a une demi-vie de 1599 ans et forme un groupe de cinq isotopes émetteurs alpha dont l'énergie varie de 4,8 à 7,7 MeV. La source Ra-Be est un mélange mécanique de radium et de béryllium avec un spectre d'énergie continu allant jusqu'à 13 MeV et une énergie moyenne allant de 3,9 à 5 MeV. La masse de ce mélange est de 3 mg. Il est scellé dans un cylindre en acier (longueur=7 cm, D=2cm), ce cylindre est placé dans un cylindre en plomb (longueur=7 cm, D=4 cm). L'intensité de la source peut atteindre 10 5 n/s. Notre source est placée dans un conteneur en acier rempli de paraffine en plus de 7 canaux d’irradiation, les numéros 1, 2, 3, 4 sont à7 cm de la source, les numéros 5 et 6 sont à 14 cm de la source et le numéro 7 est à environ 20 cm de la source. Le but de la radioprotection est d’empêcher ou de réduire les risques liés aux rayonnements ionisants. Afin d’éviter ou réduire ces risques, la radioprotection s’appuie sur trois grands principes : justification, optimisation et limitation des doses de rayonnements. Pour appliquer ces principes, la radioprotection met en œuvre des moyens réglementaires et techniques spécifiquement adaptés à trois catégories de population : le public, les patients et les travailleurs. L’autorité de sûreté nucléaire élabore la réglementation et effectue en permanence, au nom de l’état, des contrôles de la bonne application du système de radioprotection. L’objectif de ce travail est la détermination du débit de dose de neutrons émis par la source de radium-béryllium, cela sera réalisé en utilisant le code Geant4 (Monte-Carlo) pour simuler l’interaction des rayonnements dans l’environnement physique de la source et de ses environs.