Estimation du bruit de fond dû au générateur

L’écran autour du générateur est le même qu’au paragraphe 3.1.2, c’est-à-dire une sphère d’épaisseur 60 cm en polyéthylène (CH2)n. On reprend également la méthode décrite au paragraphe 3.1.1 pour estimer le taux de comptage dans le détecteur LaBr3(Ce) avec une source neutronique, conduisant ici à 6,40.10³ coups/s pour celui à 150° proche du générateur, ce qui est du même ordre de grandeur qu’avec le colis d’enrobé bitumineux (5,22.10³ coups/s). Le spectre du bruit de fond aléatoire dû à la source neutronique de 14 MeV, ainsi que le spectre de temps de vol en tenant compte de ce bruit du fond, sont présentés en Figure IV - 14, montrant un bon rapport signal sur bruit. En plaçant le seuil de coupure en énergie à 790 keV, ce rapport est encore amélioré, voir Figure IV - 15.

Figure IV - 14. Spectre en énergie du bruit de fond aléatoire dû au générateur et spectre de temps de vol (avec ce bruit de fond) pour un détecteur LaBr₃(Ce) placé à 40 cm du colis CBF-C’2. Les barres verticales noires encadrent la zone du bruit de fond et les barres rouges celle du signal du colis.

Figure IV - 15. Spectre de temps de vol du colis CBF-C32 avec le bruit de fond aléatoire total pour un seuil de coupure en énergie à 790 keV.

Le bruit de fond aléatoire total dû à l’émission neutronique et photonique du colis ainsi qu’à l’émission neutronique du générateur est présentée en Figure IV - 16, avant et après avoir placé le seuil en énergie à 790 keV. Il est du même ordre que celui dû à la seule émission gamma du colis, voir Figure IV - 11.

Figure IV - 16. Spectres de temps de vol du colis CBF-C32 avec le bruit de fond aléatoire total pour un seuil de coupure en énergie de 100 keV (à gauche) et 790 keV (à droite).

3.2.3 Fût de 870 L

3.2.3.1 Bruit de fond dû à l’émission gamma et neutrons du colis

Ce fût est caractérisé par une activité moins élevée et donc une émission gamma de l’ordre de 10¹¹ γ.s^-1 plus faible que celle des colis précédents. Les principales émissions sont présentées dans le Tableau 7.

Tableau 7. Principales émissions gamma simulées dans le colis de 870 L.

Isotopes Energie (MeV) Emission (γ.s^-1)

241 Am 0,059 ~ 10¹¹ 137 Cs 0,661 ~ 10¹⁰ 241 Am 0,026 ~ 10⁹ 241 Am 0,033 ~ 10⁸ 243 Am 0,074 ~ 10⁸ 241 Am 0,043 ~ 10⁸ 60 Co 1,332 ~ 10⁸ 60 Co 1,173 ~ 10⁸ 134 Cs 0,605 ~ 10⁸ 134 Cs 0,796 ~ 10⁸

Pour de telles émissions gamma, dont celles de l’Am à très faible énergie sont arrêtées dans le liant hydraulique qui entoure le déchet (voir Figure IV - 17), le détecteur LaBr3(Ce) peut être placé à 10 cm du colis où sont taux de comptage est de ~ 5.10⁴ coups/s. Le taux d’empilement correspondant est négligeable (~ 0,4 %).

Figure IV - 17. Visualisation avec MCNP Vised des lieux d’émission des photons source (à gauche) et de la provenance des rayonnements gamma détectés (à droite). Les points rouges représentent l’énergie maximale (1,332 MeV) et les points bleus correspondent à l’énergie minimale (0,53 MeV).

La Figure IV - 18 présente le spectre du bruit de fond dû à l’activité gamma du colis et sa faible contribution au spectre de temps de vol. L’angle total d’ouverture du faisceau conique de neutrons marqués est de 7,24° pour cette simulation.

Figure IV - 18. Spectre du bruit de fond dû à l’émission gamma du colis et spectre de temps de vol (avec le bruit de fond gamma du colis) pour un détecteur placé à 10 cm dans un collimateur de plomb d’épaisseur 5 cm et avec un écran de protection de 0,5 cm. Les barres noires verticales encadrent la zone du bruit de fond et les barres rouges celle du signal du colis.

Pour le conteneur en acier de 870 L, l’émission neutronique totale simulée est de ~ 2.10⁶ n/s. La méthode de calcul est toujours la même qu’au paragraphe 3.1.1 et le taux de comptage

obtenu est de ~ 3.10² coups/s. Le spectre correspondant est présenté dans la Figure IV - 19, ainsi que sa contribution au signal au spectre du TOF du signal utile.

Figure IV - 19. Spectre du bruit de fond dû à l’émission neutronique du colis et celui de temps de vol (avec ce bruit de fond) pour un détecteur placé à 10 cm. Les barres noires délimitent la zone le bruit de fond et les barres rouges celle du signal du conteneur de 870 L.

3.2.3.2 Estimation du bruit de fond dû au générateur de neutrons

Le taux de comptage du détecteur à 10 cm du colis dû au générateur de neutrons de 14 MeV entouré d’une sphère de polyéthylène de 60 cm de rayon, estimé comme précédemment expliqué au paragraphe 3.1.1, est de 4,80.10³ coups/s, toujours du même ordre que pour les colis bitume et CBF-C’2 (5,22.10³ et 6,40.10³ coups/s respectivement). Le spectre du bruit aléatoire qui en résulte et sa contribution au spectre de temps de vol sont présentés en Figure IV - 20.

Figure IV - 20. Spectre gamma du bruit de fond aléatoire et spectre de temps de vol (avec ce bruit de fond) pour un détecteur LaBr3(Ce) placé à 10 cm du colis de 870 L. Les barres verticales noires encadrent la zone du bruit de fond et les barres rouges celle du signal du colis.

511 keV 511 keV

Du fait de la faible émission neutronique et photonique du colis, et grâce à l’efficacité de l’écran en polyéthylène autour du générateur, le bruit de fond aléatoire total présenté en Figure IV - 21 avec le seuil en énergie à 790 keV est négligeable.

Figure IV - 21. Spectre de temps de vol du conteneur de 870 L avec le bruit de fond aléatoire total pour un seuil en énergie à 790 keV.