Dosage du radon dans l'air

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Dosage du radon dans l’air

G. Delibrias

To cite this version:

78 A.

DOSAGE DU RADON DANS L’AIR. Par Mme G. DELIBRIAS,

Commissariat à

l’Énergie

atomique. Centre d’Études Nucléaires, à _Saclay.

Sommaire. 2014 On décrit _une méthode de

dosage de traces de radon dans _{l’atmosphère.} La sensi-bilité maximum de _dosage est de 10-12 Curie/l, soit 1/10e de la dose de tolérance. L’appareillage de

mesure utilisé comprend une chambre d’ionisation et un _{amplificateur} à courant continu.

Introduction. - L’air contient normalement

une certaine

_quantité

de

Radon,

de l’ordre de i o-1° Curie par m3 d’air au-dessus des continents

_[51.

Mais,

les teneurs de l’air en radon sont

beaucoup

plus

fortes et

_peuvent

être

_{dangereusement}

élevées dans les laboratoires où l’on

_manipule

des sels de

radium,

dans les locaux de

_stockage

de minerai

d’uranium,

dans les salles de traitement de minerai

et dans les mines.

La dose de tolérance actuellement admise est de

10 ~~ Curie de radon _{par litre d’air}

_respiré;

cette dose

est _{valable pour} un travail hebdomadaire de

4o

h.

Il convient donc d’êti e en mesure de déterminer

aisément la teneur de l’air en radon au

_voisinage

de cette valeur.

Plusieurs

_procédés

_peuvent

être

_employés

_{pour le}

dosage

du radon.

I ~ Un

_{premier procédé}

consiste à

_compter

indivi-duellement les

_{particules a}

_{émises par le gaz introduit} à l’intérieur d’un

_compteur

fonctionnant en

_régime

proportionnel

[1]

ou à l’intérieur d’une chambre

d’ionisation

à

_{impulsions [3], [2].}

La sensibilité _{limite atteinte actuellement par la}

méthode de mesure _par

_impulsions

dans une chambre d’ionisation est de I o-13 Curie de radon

_[2].

Il faut

alors utiliser un

_mélange

_gazeux

_approprié,

ou

suppri-mer

_{soigneusement}

toute trace

_d’oxygène

à l’intérieur

du

_compteur

ou de la chambre. En

_outre,

l’appa-reillage électronique indispensable, amplificateur,

,échelle,

haute tension est assez

_important.

20 Un second

_procédé

consiste à mesurer la valeur moyenne du courant d’ionisation

_produit

dans une

chambre d’ionisation. _{Le gaz utilisé} à l’intérieur de

la chambre est l’air. On évite ainsi les

_opérations

de

_remplissage

avec un

_mélange

_gazeux

_spécial

et

l’on

_supprime

l’ensemble

_{amplificateur-échelle.}

Les

_appareils

couramment utilisés pour ce _genre

de mesure sont les électromètres et les

amplifica-teurs à courant continu

_(1).

(1) Une méthode de _dosages du Rn récemment _employée utilise la fixation du _dépôt actif du radon sur des aérosols.

Nous utilisons cette seconde méthode au C. E. A.

pour le

dosage

du radon dans l’air. Le courant

d’ioni-sation est mesuré à l’aide d’un

_{amplificateur}

à

courant continu. Les

_quantités

les

_plus

faibles de

radon

_pouvant

être mesurées sont de 10-12

C,

c’est-à-dire le

_{I JIOe}

de la dose de tolérance.

L"air contenant le radon est

_prélevé

sans

précau-tions

_spéciales

dans une

_ampoule

et transféré ensuite

dans une chambre d’ionisation. Nous donnons ici les

_{points principaux}

de cette méthode.

La chambre d’ionisation. -

Descrip~ion.

-- La

chambre

_{d’ionisation (fig.}

_I)

utilisée est en verre,

jFig. z. - Schéma de la chambre d’ionisation

utilisée pour le dosage du radon.

à cathode intérieure constituée _par un

_grillage

en acier

_inoxydable.

L’électrode centrale est une

_tige

en duralumin de

4

mm de diamètre. Le volume utile

de la chambre est de 1 1 environ.

L’isolement

de l’électrode centrale est _{assuré par} un _passage en

plexiglass.

Un anneau de

garde

évite les fuites de courant entre électrodes le

_long

des isolants. La

résistance d’isolement de la chambre entre électrode collectrice et anneau de

_garde

est de

_{5(± 2) .1015}

fut

Mesure du courant d’ionisation. - La chambre

d’ionisation est suivie d’un

_{préamplificateur}

et

d’un

_{amplificateur}

à courant continu

standard,

du La sensibilité de ces dosages peut atteindre 10-15 Curie de radon _[7].

’

79 A

type

G. E. A. [6].

L’électrode

centrale,

qui

est

l’élec-trode collectrice de la chambre

d’ionisation,

est

reliée à la

grille

d’entrée du

_{préamplificateur.}

La tension de collection utilisée est la tension

continue de 200 V

_prélevée

sur l’alimentation de

l’amplificateur.

Étalonnage

de la chambre. - Un carbonate de

baryum

radifère dont la teneur en radium est

Fig. 2. - Courbe

d’étalonnage de la chambre d’ionsiation.

connue

(~,6. I o-’

Curie de radium par gramme de

_sel),

nous a été fourni _{par l’Institut du Radium. Des}

quantités

variables de ce

_sel,

mises en solutions

constituent des sources de radon d’intensité connue de I o-~1 à 10-8 Curie.

Ces sources de radon ont

_permis

d’étalonner la

chambre. La courbe

_indiquant

la variation du courant d’ionisation mesuré en fonction de la teneur en radon de l’air

_remplissant

la chambre est donnée

par la

_figure

2.

Le

_remplissage

de la chambre d’ionisation se fait directement à travers un desséchant

(CI OJ2 Mg

avec de l’air

_qui

s’est

_chargé

de _{Rn par}

_barbotage

dans la solution de radium

_{[5] :}

la durée du

barbo-tage

pour un volume de 11 1 est de 20 mn. Tout le

radon est alors extrait de la solution. En

effet,

un second

_barbotage

effectué immédiatement

_après

le

premier

n’entraîne aucune trace de radon.

Les mesures du courant d’ionisation sont

toujours

effectuées 3 h 30 mn

_après

le

_remplissage

de la

chambre;

le

radon

est alors en

_équilibre

radioactif

avec son

_dépôt

actif à

_période

courte

_{(tableau I).}

Sensibilité et

_précision

des mesures. - Le courant

le

_plus

_{faible que l’on}

_puisse

_apprécier

avec une résistance d’entrée de 1013

_~,

à l’aide de

l’amplifi-cateur à courant continu utilisé est de

(c’est-TABLEAU 1.

à-dire,

1 o _pour i oo de la déviation totale sur la

sensibilité o, i

V),

ce

_{qui correspond}

à 10-12 Curie

de Rn _{par litre d’air} dans la chambre d’ionisation.

La

_précision

des mesures effectuées est variable avec la teneur de l’air en radon

_{(tableau II).}

TABLEAU Il.

Ces erreurs résultent des erreurs commises lors

de la

_{préparation des}

solutions et surtout des erreurs de lecture commises lors de la mesure du courant

d’ionisation.

Prélèvements d’air. - Les

prélèvements

d’air

sont effectués dans les locaux où l’on _suppose

_trop

forte la concentration de radon dans l’air.

Des

_ampoules

de verre, de 1 1 de

volume,

préala-blement

vidées,

sont

_remplies

avec l’air

ambiant,

refermées et

_envoyées

en laboratoire.

Transport

du radon de

_l’ampoule

dans la chambre d’ionisation. - Deux solutions

peuvent

être

envi-sagées :

10 L’air contenu dans

_l’ampoule

est détendu dans la chambre

d’ionisation,

à travers un desséchant.

Fig. 3. - Schéma de

l’appareil utilisé pour le transport du radon dans la chambre d’ionisation.

Dans ce _cas, si la teneur en radon de l’air

_prélevé

est

faible,

le courant d’ionisation

_peut

être diffici-lement

mesurable,

la

_quantité

de radon contenue

dans

_l’ampoule

se

_{répartissant}

dans les volumes de

80 A

20 Le radon contenu dans

_l’ampoule

de

prélè-vement est

_{transporté intégralement.}

C’est cette

dernière solution que nous utilisons

systématique-ment. Le

_transport

se fait par

_adsorption

du radon sur du

_{silicagel porté}

à la

_température

d’ébullition de l’azote

_liquide;

à la

_température

de l’eau

bouil-lante, le

_silicagel

restitue

_{intégralement}

dans la chambre d’ionisation le radon

_qu’il

avait adsorbé. Différentes

_quantités

de

_radon,

extraites de solutions

étalonnées,

ont été

_{transportées}

dans la chambre

d’ionisation par ce

_{procédé :}

la totalité du radon

envoyé

a été retrouvée dans la chambre d’ionisation.

Manuscrit reçu le a4 octobre _{196 3.} BIBLIOGRAPHIE.

[1] SANDBORN C. BROWN, ELLIOT L. G. et ROBLEY D. EVANS.

2014 Rev. _sc.

Instr., 1942, 13, 147-151.

[2] CURTISS LEEN F. et DAVIS FRANCIS J. 2014 Bur. Stand.

J. _{Research, 1943, 31,} n° 1.

[3] HUDGENS J. E., BENZING R. O., COLI J. P., MEGER R. C. et NELSON L. C. 2014 Nucleonics, 1951, 9, n° 2. [4] JACOBI R. B. 2014 J. Chem. Soc., 1949, n° _{2, p. 314-318.} [5] CURIE Mme P. 2014 Radioactivité, 1910.

[6] LABEYRIE J., LALLEMANT C., WEILL J. 2014 J.

Physique

Rad., 1951, 12, 32A-36A.

[7] LABEYRIE J. 2014 Mesure des concentrations et

propriétés

des aérosols radioactifs émetteurs 03B1 _{Thèse, Paris, 1953.}

MESURES DE SONDES DANS UNE SOURCE D’IONS A

ÉLECTRONS

OSCILLANTS.

Par MM. MAX HOYAUX, ROBERT LEMAITRE et PAUL _GANS,

Centre _Nucléonique des A. C. E. _C., Charleroi _(Belgique).

Sommaire. 2014 L’article qui _va suivre

présente les vérifications _{expérimentales} de la Théorie des

sources d’ions à électrons _{oscillants établie par l’un d’entre} nous _[1]. En accord avec cette théorie, la distribution radiale de la densité _{électronique} est très proche d’une courbe de Gauss, tandis que la distribution radiale du _potentiel est sensiblement _parabolique. Les mesures ont été faites _jusqu’ici uniquement dans la vapeur de mercure.

1. But de la recherche. - Le but de la

présente

recherche est la vérification

_{expérimentale}

des

données

_théoriques

_{obtenues par l’un d’entre} nous

_[1]

relativement aux sources d’ions à électrons oscillants.

Parmi les résultats

essentiels,

signalons :

a. _{Confirmation par voie}

_théorique

de l’existence

de deux états distincts : état normal « Normal

state » et état

_supérieur

«

_Superstate

», le

_premier

correspondant

à une

_décharge

_{électronique}

_pure dans un

_champ

_magnétique,

le second à une

_décharge

bipolaire.

b. La distribution radiale de l’ionisation dans

l’état

_supérieur

_(«

_Superstate

_»)

est une courbe de Gauss.

c. La distribution radiale du

_{potentiel d’espace}

est une

_parabole.

d. Si les conditions d’extraction restent

fixes,

le courant

_ionique

est

_{proportionnel}

au courant

électro-nique.

2.

_Principe

de la rriéthode. - La théorie des

sondes

_[2],

_[3]

est bien connue et a

_déjà

été usilisée

dans notre laboratoire _pour l’étude d’autres

_types

de

_décharges

_[5]

à

_[13].

Rappelons

que

l’on

_appelle

« sonde» une électrode

auxiliaire de

_petites

dimensions

_immergée

dans le

plasma

d’une

_décharge.

Une sonde isolée tend à

prendre

un

_potentiel

différent du

_{potentiel d’espace;}

en

_effet,

les

_électrons,

étant

_{plus rapides,}

la

_frappent

en

_{plus grand}

nombre _que les ions et font baisser son

_{potentiel jusqu’à}

une valeur sufplsarriment

néga-tive pour ralentir les électrons et accélérer les ions de _{manière à compenser la différence. Ce}

_potentiel

s’appelle potentiel

flottant.

Si la sonde est

_polarisée

_{négativement,}

au delà

du

_potentiel

flottant,

elle

_capte

un excès de courant

ionique (négatif

par

convention).

Pour une sonde

_cylindrique

et ~un

_plasma

de faible

densité,

le carré du courant

_ionique

est une fonction

linéaire du

_potentiel

de sonde.

Si la sonde est

_polarisée

_positivement

par

rapport

au

_potentiel

_flottant, elle

_capte

un excès de courant

électronique (négatif

par

convention).