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Fig. 32. - Schéma d'un système de comptage par anti-coïncidence.
sortie à O si ses deux entrées sont au niveau « 1 ».
La figure 33 représente un circuit de coïncidence à transistors.
5. Rendement de l'installation
Lorsqu'on désire connaître le taux absolu de désintégration d'une source radioactive, il est nécessaire d'appliquer sur le résultat obtenu, une correction équivalente au rende-ment global de l'ensemble. Nous ne pouvont traiter, ici, de tous les fac-teurs influençant le rendement ; sa-chons seulement qu'il dépend d'un grand nombre de paramètres, tels que efficacité du détecteur, géomé-trie de la source, absorption dans la fenêtre du compteur, auto-absorp-tion dans la source, rétrodiffusion, etc.
Applications
des radioéléments
Il n'est pas possible au cours de cet article de présenter toutes les applications des radioéléments, tant elles sont nombreuses et variées. Néanmoins, nous allons décrire quel-ques applications relatives à
diffé-rents domaines, en exposant briève-ment les techniques employées.
Jauge d'épaisseur
La mesure de l'épaisseur aux moyens de procédés nucléaires ap-porte différents avantages tels que mesures non-destructive, sans contact, distance pratiquement indif-férente. La gamme de mesure est très étendue puisqu· on peut mesurer des épaisseurs pour des matériaux aussi différents que le papier et l'acier. Elles emploient différents types de rayonnement tels que
a
f3 'Y ou X. Elles fonctionnent suivant deux principes, soit en transmission, soit en rétrodiffusion.En ce qui concerne la jauge à transmission, le matériau dont on doit mesurer l'épaisseur passe entre un détecteur et une source (fig. 34).
L'intensité que va fournir le .détec-teur sera fonction de l'épaisseur du matériau.
Notons qu· un tel ensemble peut être intégré dans une chaîne avec une régulation automatique ; en effet, toute variation de l'intensité du détecteur peut être transmise à un dispositif effectuant la correction nécessaire.
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+
En ce qui concerne les jauges à rétrodiffusion (ou réflexion), la source et le détecteur sont placés d'un même côté du matériau à ana-lyser (fig. 35). Le principe est basé sur le fait qu'une partie du rayonne-ment venant frapper le matériau est diffusé vers l'arrière et sensibilise le détecteur.
2. Mesure de niveau
La figure 36 représente un dispo-sitif de mesure de niveau ; la source et le détecteur sont placés de part et d'autre du réservoir. Une fois que le niveau atteint la ligne source-détec-teur, il y a absorption du rayonne-ment.
Une autre méthode est de placer le détecteur sous le réservoir et la source à l'intérieur de ce dernier sur un flotteur. L'absorption sera diffé-rente suivant la hauteur du liquide dans le réservoir.
3. Mesure d'humidité
Dans de nombreux processus techniques, il est nécessaire de connaître la teneur en eau du maté-riau traité ; ceci peut se réaliser à l'aide de sonde à neutrons. Cette dernière est constituée d'une source
r---.---<'>+Y
A A
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1 -_ _ _ _ _ _ _ _ _ ___.,__ _ _ _.... _ _ _ _ ' - -_ _ _ _ _ _ _ _ _ ---<>_Y
Fig. 33. - Système de coïncidence.
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fT/ZZZZZZZZZZ
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Fig. 34. - Jauge d'épaisseur à transmission.
ÉLEC .. ASSOCIEE
~ ~ W ; ~ -- -Blind1ge
~
-Fig. 35. - Jauge d'épaisseur à rétrodiffusion.
ÉLEC. ASSOCIÉE
Rb1rvoir
Fig. 36. - Mesure de niveau.
à neutrons rapides avec un détecteur à neutrons thermiques (lents). Un neutron rapide a la propriété de subir un ralentissement important lorsqu'il entre en collision avec un noyau d'hydrogène. Par contre, si l'interac-tion se fait avec un noyau lourd, la perte d'énergie qui en résulte est faible. Donc, plus le milieu contient d'hydrogène, plus la densité de neu-trons thermiques est élevée. Un dé-tecteur de neutrons thermiques cou-plé à une électronique du type échelle de comptage ou ratemeter fournira une indication proportion-nelle à la teneur en hydrogène.
4. Autoradiographie
Les techniques autoradiographi-ques utilisent l'effet que produit un rayonnement nucléaire sur une émul-sion photographique.
La méthode consiste à placer l'émulsion photographique au contact avec l'échantillon préalable-ment marquée par un isotope ra-dioactif. Après un certain temps d'exposition, on développe le film photographique qui portera une image représentative de la réparti-tion de l'élément marqué dans l'échantillon.
Cette technique est surtout utili-sée en métallurgie, mais également dans d'autres domaines tels qu'en agriculture, en biologie, etc.
5. Marquage radioactif
radioactif qui permettra de suivre l'évolution de l'élément.
Les domaines d'utilisation de cette technique sont très nombreux ; passons en revue quelques applica-tions type.
Dans l'industrie, on peut citer l'étude de l'usure des pièces, étude des fuites dans une canalisation, étude de débit, etc.
La figure 37 représente un dispo-sitif de mesure de débit. Le traceur injecté dans le fluide canalisé passe sous deux détecteurs qui produiront deux pics pouvant être enregistrés.
Un élément marqué est un produit Autoradiographie d'une feuille de caféier
mar-dans lequel on a incorporé un traceur quée au Ca 45.
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Canalisation
Fig. 3 7. - Mesure de débit.
Par étalonnage, il est aisé de connaî-tre le débit.
En hydrologie, les traceurs trou-vent leurs emplois dans l'étude des par exemple la diffusion de différents métaux dans un métal déterminé, la diffusion des ions à travers une solu-tion acqueuse.
- L'étude de la cinétique et des mé-canismes des réactions chimiques.
- L'étude des procédés de sépara-tion chimique ; dans ce cas, un des composants du mélange est radioac-tif, il suffit alors de la suivre avec un détecteur approprié.
- L'analyse par dilution isotopique : sert à isoler un composé pur avec une bonne précision.
Dans le domaine de la médecine, les traceurs sont également em-ployés pour :
- L'étude des disfonctionnements de différents systèmes du corps. - L'étude de tumeurs.
- L'étude du système sanguin (vo-lume, vitesse ... ).
6. Analyse par activation
On peut rendre radioactif un cer-tain nombre d'éléments chimiques grâce aux réactions nucléaires. Soit que l'on bombarde une cible « R » avec des neutrons ; il va se former un élément « R' » qui a acquis un neutron en plus, mais dont les pro-priétés chimiques restent inchan-gées. La réaction nucléaire s'écrit : effectuer des analyses chimiques qualitatives ou quantitatives. Citons la fabrication des semi-conducteurs où l'on peut doser les traces d' une série de dispositifs électroniques tant pour la détermination des isoto-pes formés (échelle de comptage, imprimante et calculateur, enregis-treur, spectromètre ... ) que pour la protection du personnel (stylo-dosi -mètre, neoviteur, film, etc.).
7. Sources intenses de rayonnement
L'irradiation d'un matériau par une source d'activité élevée a pour conséquence d'apporter dans le ma-tériau lui-même toute une série de modifications complexes comme par exemple le transfert de charges, la dissociation de molécules, etc.
Les sources utilisées peuvent avoir des activités de plusieurs mil-liers de curies ; ce sont principale-ment des sources de Co60 ou Cs 137, ou encore des électrons de grandes énergies produit dans des accélérateurs. Comme utilisations, on peut citer :
- la polymérisation : fabrication du bois-plastique ;
- stérilisation du matériel médical par destruction des micro-organis-mes par les rayonnements ;
- conservation des aliments tels que les pommes de terre, les grains, les fruits ;
amélioration des cultures ; traitement des cancers. PAGE 48 - ELECTRONIQUE APPLICATIONS N° 19
8. Générateurs d'électricité Le principe est basé sur le fait qu'une source dont les rayonne-ments sont écrêtés par la masse de la source elle-même s'échauffe. A l'aide de semi-conducteurs adé-quats, Te-Pb, Ge-Si, il est possible de convertir l'énergie calorifique dis-sipée dans la source en énergie élec-trique. Le rendement de conversion est faible, de l'ordre de 5 à 10 %, et pour des puissances électriques éle-vées, il faut des sources dont I' acti-vité peut atteindre plusieurs milliers de curies.
De tels générateurs trouvent leurs emplois dans les domaines des télé-communications (alimentation des satellites), de l'océanographie, de la médecine (stimulation cardiaque).
9. Prospection
des matières premières
En ce qui concerne la prospection, plusieurs méthodes sont employées.
On peut faire passer dans un trou préalablement foré dans le sol, un détecteur qui mesure la radioactivité naturelle (généralement en gamma).
L'activité enregistrée à différentes profondeurs renseigne sur la nature des couches traversées. dans l'industrie. Ed. Radio.
- Taylor et Sharpe : Mesures détec-teurs de radiations nucléaires. Elec-tronique Applications. N° 11 p. 139-144.
Lagasse : Mesures nucléaires.
Revues techniques Philips.