Chapitre 3 Les systèmes de caractérisation radiologique pour le suivi d’assainissement
3.1 Caractérisation radiologique de cuves contenant des Produits de Fission (PF)
3.1.2 Cas d’une source unique : Suivi d’assainissement d’une cuve de Produits de fission
La première scène est composée d’une cuve placée dans un local inaccessible. Cette scène est caractérisée par une configuration radiologique favorable. Le composant principal, la cuve, contient la source principale et elle est isolée du bruit par des murs de forte épaisseur. Une opération importante d’assainissement a été réalisée sur cette cuve contenant des produits de fission. Ce terrain expérimental est donc favorable pour tester des équipements et valider des méthodes de traitement des données brutes. Il s’agit alors d’instrumenter cette opération d’assainissement pour réaliser :
le point zéro préambule de l’opération, le suivi d’assainissement,
l’état final de fin d’assainissement.
Les séquences de mesure débutent par une cartographie de débit de dose réalisée suivant une ligne à l’aplomb du carottage prati- qué en toiture suivant un pas de 50 cm. La hauteur totale de la case est de 550 cm. La séquence d’acquisitions de mesures sera ensuite reproduite durant la période d’assainissement (Figure 32) pour observer l’évolution du débit de dose.
Les systèmes de caractérisation radiologique pour le suivi d’assainissement
Figure 32. A droite, résultats de mesure de débit de dose durant la séquence d’assainissement, à gauche photographie de la confi- guration de la cuve 68.01 contenant des produis de fission
Après chaque phase d’assainissement, l’évolution du profil est tracé la cuve vide. La source principale est concentrée en fond de cuve et l’évolution du niveau du débit dose est proportionnel aux résultats d’activité volumique estimée par analyse destructive sur l’effluent de décontamination. Ce couple de techniques d’analyse est couramment exploité et répond aux besoins de suivi opéra- tionnel.
La mesure du débit de dose dans les premières phases apporte le constat d’un fort contraste dû à la concentration de la source en fond de cuve. Après le retrait de la source principale, le contraste moins marqué est un handicap pour l’interprétation et exige une sélectivité spatiale plus prononcée. Un système spécifique a été développé pour répondre à la cartographie directe de la scène et répondre au suivi par la fourniture d’indicateurs de performance d’assainissement, le facteur de décontamination. Pour cela, un collimateur [51] a été breveté. La sonde de spectrométrie gamma ou de débit de dose est placée dans un étui en cuivre (repère 1, Figure 33). La réduction du bruit est assurée par des pièces de plomb librement assemblées (repère 2, Figure 33). Une pièce définis- sant plusieurs angles solides est positionnée à l’avant du détecteur (repère 3, Figure 33). La combinaison des protections de plomb et des pièces configurant l’angle solide confère à cet équipement une modularité importante qui répond aux configurations très variées des scènes à caractériser dans le cadre des opérations de suivi d’assainissement de composants.
Figure 33 : A gauche cartographie de débits de dose absorbée de la cuve en cours d’assainissement, à droite représentation 3D du collimateur modulaire [51] 0 0,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5 1,75 2 2,25 2,5 2,75 3 3,25 3,5 3,75 4 4,25 4,5 4,75 5 5,25 -90 -45 0 45 90 P r o f o n d e u r ( m ) Position angulaire de la perche (°) Cuve 68-01 vide le 21/10/04
Débit de dose (mGy/h) mesuré dans la case 68-01 à l'aide d'une perche collimatée suivant 5 positions angulaires
5,00 mGy/h-6,00 mGy/h 4,00 mGy/h-5,00 mGy/h 3,00 mGy/h-4,00 mGy/h 2,00 mGy/h-3,00 mGy/h 1,00 mGy/h-2,00 mGy/h 0,00 mGy/h-1,00 mGy/h Sol Pe 68 Fond de la case 68-01
Pot de passage solutions AL PE ou autre tuyauterie ? Cuve 68-01 SEID/GE2A/FEPR 21/10/04 Dalle béton
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Les résultats relevés ont été placés dans une matrice. Deux formes de résultats sont alors exprimées.
La première en temps réel est une carte qui, superposée avec une image visuelle de la scène, est un outil de localisation des points de concentration de la contamination (Figure 32, Figure 33).
La seconde forme est obtenue à partir de l’analyse des profils de débit de dose, cuve vide, puis cuve pleine. L’analyse des deux profils montre qu’il existe une contamination résiduelle en fond de cuve et un point de concentration, probablement au niveau des éjecteurs. En effet, dans la configuration cuve pleine le débit de dose maximal est atteint en fond de cuve, alors que, dans l’autre cas, il est atteint en partie centrale. Il existe donc un point de concentration au centre de la cuve qui est invisible, quand cette dernière est pleine, en raison de l’atténuation des par le liquide. Deux points de concentration sont donc identifiés.
Figure 34 : Profil de débit de dose sans collimation dans deux configurations, cuve pleine (1500 L) puis cuve vide
L’expression de l’activité contenue dans la cuve est obtenue en exploitant le logiciel Visiplan [46]. Visiplan est un code calcul de dose en trois dimensions basée sur la méthode point de Kernel qui présente l’avantage de disposer d’une interface graphique simplifiée pour le tracé ou le traitement de fichiers 3D [52]. De plus, une méthode inverse implémentée dans le code permet d’exploiter une série de mesures pour estimer l’activité contenue dans le composant. Le logiciel Visiplan est mis en œuvre sur la base d’une modélisation physique de la configuration « géo–mécanique » de la scène (plans), du profil de débit de dose (Figure 34), de la distribution des sources et du spectre type (100% 137Cs). L’information obtenue est la combinaison la plus probable de la répartition entre les deux sources : éjecteur et fond de cuve (Figure 36).
Longueur de mât (mm) DDD calculé mGy/h DDD mesuré mGy/h
1850 (face à l’éjecteur) 343 347
4250 (face à la cuve) 1050 1232
Tableau 22 : Résultats de traitement des résultats de mesure avec ajustement de la répartition de l’activité entre les deux sources ponctuelles
Une série de combinaisons a été proposée afin d’ajuster le profil de débit de dose calculé avec les données mesurées. Il vient une activité de 60 TBq en fond de cuve et de 5 TBq par éjecteur soit une activité totale de l’ordre de : 80 TBq.