Calcul Monte Carlo du facteur d'auto-Absorption pour Analyse par Activation Neutronique Instrumentale

Abstract

Dans ce travail, la technique d'analyse par activation neutronique instrumentale a été exploitée pour la détermination précise des concentrations des lanthanides présentes dans les échantillons de phosphate collectés au niveau du gisement de phosphate de Jebel El Onk, dans l'est de l'Algérie, qui contient d'importantes ressources minérales, l'uranium et de thorium, avec des réserves estimées à plus de 2 milliards de tonnes dans cette région. L'Analyse par Activation Neutronique Instrumentale (INAA) est une méthode très efficace pour l'analyse des éléments à faible teneur dans les échantillons environnementaux, notamment les phosphates. Mais la présence des REEs et de phosphore dans l'échantillon de phosphate affect la limite de détection de la technique. L'irradiation des échantillons de phosphate sous un flux neutronique dans un réacteur nucléaire est affectée par la perturbation locale de flux de neutrons produits principalement par l'échantillon. La présence du phosphore dans la matrice de phosphate conduit à la production du 32P sous irradiation par un flux de neutrons. Ce radioélément présente un spectre de Bremssatrlhung (bruit de fond) qui influe sur le spectre gamma des éléments de terres rares dans l'échantillon, affectant ainsi les limites de détection de la méthode. Pour assurer une analyse d'une grande précision, des corrections des paramètres d'irradiation et de mesure doivent être effectuées. Une méthodologie d'analyse a été développée en se basant sur des simulations Monte Carlo et de mesures expérimentales pour la calibration de l'efficacité du détecteur Ge(Hp), l'optimisation de l'épaisseur du filtre pour réduire le bruit de Bremsstranlhung et l'estimation du facteur d'auto-absorption des neutrons thermiques et épithermiques. La méthodologie développée a permis l'amélioration des limites de détection permettant une haute précision pour la détermination des teneurs en REEs tels que le La, Nd, Eu, Sm, Ce, Tb, Yb et Hf dans les échantillons de phosphate des gisements de Bled El Hadba. Les résultats obtenus peuvent servir comme une base de données précieuses pour la future exploitation de ces ressources.