Rapport C.E.A. n 2236 UTILISATION D'UN COMPTEUR PROPORTIONNEL A GRANDE SURFACE POUR LA MESURE DES FAIBLES ACTIVITES. par. P. AMARDEIL et R.
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- Eléonore Bourgeois
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1 PREMIER MINISTRE COMMISSARIAT A L'ÉNERGIE ATOMIQUE UTILISATION D'UN COMPTEUR PROPORTIONNEL A GRANDE SURFACE POUR LA MESURE DES FAIBLES ACTIVITES par P. AMARDEIL et R. GONNARD Rapport C.E.A. n 2236 C E N T R E NUCLEAIRES D ' E T U D E S DE GRENOBLE
2 CEA AMARDEIL P. et GONNARD R. UTILISATION D'UN COMPTEUR PROPORTIONNEL A GRANDE SURFACE POUR LE MESURE DES FAIBLES ACTIVITES (1962) 2 Sommaire. - Un compteur proportionnel à grande surface (150 cm ) est utilisé au Centre d'etudos Nucléaires de Grenoble pour la mesure des faibles activités nécessitée par la surveillance du site. Cet appareil permet le comptage direct de filtres de grandes surfaces (filtres Dapaf pour l'étude de la radioactivité artificielle de l'air) et permet le contrôle de l'eau des rivières et de pluie en évaporant des échantillons de faible volume (100 à 200 cm 3 ). CEA AMARDEIL P. et GONNARD R. USE OF À LARGE'SURFACE PROPORTIONAL COUNTER FOR MEASURING LOW ACTIVITIES (1962) ' ' Summary. - A proportional counter having a large surface (150 sq. cms) is used at the Grenoble Nuclear Studies Centre for the low-activity measurements made in controlling the site. This apparatus makes it possible to count directly high surface area filters (Dapaf filters for the study of the artificial radio-activity of air) and to control river and rain-water after evaporating samples having a small volume (100 to 200 ces).
3 - Rapport C.E.A. n Centre d'etudes Nucléaires de Grenoble UTILISATION D'UN COMPTEUR PROPORTIONNEL A GRANDE SURFACE POUR LA MESURE DES FAIBLES ACTIVITES par P. AMARDEIL et R. GONNARD
4 UTILISATION D'UN COMPTEUR PROPORTIONNEL A GRANDE SURFACE POUR LA MESURE DES FAIBLES ACTIVITES GENERALITES Depuis plus d'un an un compteur proportionnel à grande surface est en service à la SPR de Grenoble. Il est utilisé pour les mesures de faibles activités 3 nécessitées par la surveillance du site : - filtres Poelman-Schneider employés sur l'appareil DAPAF pour l'étude de la radioactivité artificielle de l'air. - échantillons d'eau prélevés dans les rivières - eaux de pluie Ce compteur à circulation gazeuse (butane domestique) a les caractéristiques suivantes 2 - surface utile : 1 50 cm environ 2 - bruit de fond : 20 c/mn soit 0,13 c/mn/cm 2 - épaisseur de la fenêtre : 1 mg/cm - rendement p : variable suivant la nature et la surface de la source, mais pouvant atteindre 40 p. 100 pour une source ponctuelle placée au centre et émettant des 3 de 1 MeV. Toujours pour des 3 de 1 MeV, le rendement est encore de 3 p. 100 pour une source liquide de 200 cm 3 (0 = 17 cm). (voir figures 2, 3, 4 et 5). - activité décelable : voisine de 10 curies. ETUDE DE LA RADIOACTIVITE 3 ARTIFICIELLE DES POUSSIERES DE L'AIR L'appareil que nous utilisons est un appareil DAPAF. Les filtres sont des filtres jaunes 3 Poelman-Schneider. Leur diamètre utile est de 10 cm. Le débit moyen est de 1200 m /24h. La procédure habituelle de comptage consiste à calciner les filtres et à passer les cendres sous un compteur Geiger de faible surface. Avec le compteur plat à grande surface, il n'est plus nécessaire de réduire la surface du filtre : on fait un comptage direct. On peut ainsi mesurer des activités spécifiques très faibles En effet, nous avons vu que la sensibilité était limitée à activité spécifique de 10 /1200 Ci/m soit environ 10 Ci/m Ci. Cela correspond à une
5 -12 Actuellement, l'activité spécifique de l'air étant très supérieure à cela (5.10 environ), il est suffisant de faire le comptage pendant un temps très court pour avoir une précision excellente. Pratiquement, le filtre "DAPAF" est compté durant 30 minutes. Cela correspond à une précision de 5 p. 100 pour une probabilité de 90 p L'erreur sur le comptage est donc négligeable. ETUDE DE LA RADIOACTIVITE DES EAUX DE RIVIERES ET DES PLUIES Notre ancienne méthode consistait à évaporer un litre d'eau à basse température dans une petite coupelle et à compter le résidu au compteur Geiger de faible diamètre (3 cm). Le compteur plat de grande surface permet d'envisager : 10" 6 [ICi/cm 3 ), moins actives. - un comptage direct pour les eaux renfermant une activité assez grande (de l'ordre de - une evaporation sur une coupelle de plus grand diamètre (jusqu'à 16 cm) pour les eaux a) - Comptage direct. L'épaisseur d'eau que l'on peut utiliser est limitée (voir figure n 6) et se situe aux alentours de 2 ou 3 millimètres suivant l'énergie considérée. A 0,16 MeV, une source épaisse se comporte comme une source mince 125 fois moins active. A 1, 7 MeV, le facteur de correction passe de 125 à 10. Or, nous avons vu que le compteur permettait de déceler 10 curies. Lorsque la sour- _g ce est sous forme liquide et d'épaisseur infinie, on pourra, donc déceler une activité de 1, à 0,16 MeV et de 10 curies à 1, 7 MeV. Pour un mélange inconnu de produits de fission émettant des 3 d'énergie moyenne de 0, 7 à 1 MeV, on pourra déceler (voir figure,n 7) de l'ordre de 10 fi *3 5.10~ curies soit 2, 5. 10" ^LCi/cm. b) - Comptage après evaporation. Lorsque l'activité n'est plus suffisante pour un comptage direct ou demande un temps de comptage trop long, on a intérêt à chercher un compromis entre la quantité d'eau évaporée (c'est-à-dire le temps d 1 evaporation) et le temps de comptage. Les figures 8, 9 et 10 montrent quelques résultats obtenus. Pratiquement, pour le contrôle des eaux de pluie et de rivières, nous utilisons des coupelles en acier inoxydable de 10 centimètres de diamètre (ce sont en fait les diamètres des plaques chauffantes utilisées sur les é- vaporateurs qui ont fixé cette dimension). g Nous évaporons 100 cm et la durée de comptage utilisée est de 100 minutes.
6 - 3 - CONCLUSION L'emploi du compteur proportionnel à grande surface nous a permis de réduire considérablement le temps nécessaire pour l'étude des filtres "DAPAF" et des échantillons d'eau de rivières et de pluie. - Il nous fallait auparavant 2 h de calcination et 1/2 h de comptage pour mesurer une radioactivité artificielle de l'air de 10 Ci/m. Il nous faut maintenant 30 minutes sans calcination. _o o - Pour une eau renfermant 10 ^LCi/m, il nous fallait un échantillon d'un litre nécessitant 40 h pour l'évaporation et 12 h pour le comptage. 3 II nous suffit maintenant d'un échantillon de 100 cm. L'évaporation dure 1 h 15 et le comp- _O Q tage 100 minutes. La durée totale pour l'analyse d'un échantillon d'eau contenant 10 ^.Ci/cm est donc passé de 52 heures à moins de 3 heures. N. B. 1 - Le compteur proportionnel à grande surface que nous utilisons est construit sous licence par la manufacture belge de lampes électroniques (MBLE). 2 - La plupart des mesures mentionnées dans ce compte-rendu ont été faites avec un mouvement propre de 22 coups/minute. Le mouvement propre de 30 coups/minute mentionné sur certaines courbes correspond au mouvement propre mesuré en présence d'une coupelle. 3 - Les sources utilisées au cours des étalonnages sont les suivantes : 35 s 147 Pm 36 C1 40 K Manuscrit reçu le 18 décembre 1962.
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