Développement d'une méthode analytique pour quantifier par spectrométrie gamma in-situ les radionucléides présents dans les sols - IRSN - Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2007

Analytic method development to quantify by in-situ gamma spectrometry radionuclides in the ground

Développement d'une méthode analytique pour quantifier par spectrométrie gamma in-situ les radionucléides présents dans les sols

Résumé

This research thesis reports the development of an analytic method based on a Monte Carlo simulation to quantify radionuclides present in soils by means of in-situ gamma spectrometry, to understand physical phenomena involved before and after detection, and to improve and complement results after spectrum analysis. The first part describes the evolution of in-situ gamma spectrometry: sensor development, in-situ measurement principle, evolution of the analysis principle. The second part introduces the Monte Carlo simulation and describes the used models (sensor model using the stripping method, development of a new simulation model for the incident flow). The third part discusses the understanding of an in-situ spectrum with the localization of the origin of incident photons and the identification of measurement parameters. Modelling results are then presented, as well as the development of spectrum de-convolution method, and the calculation of dose factors. Finally, the use of the 'Peak-to-Valley' method completed by the Monte Carlo simulation results is explained and used to localize a source depth and to define the exponential distribution of Cs-137 in Orsay
La spectrométrie gamma in-situ est un outil de plus en plus utilisé de nos jours pour la caractérisation de sites contaminés et pour le démantèlement d’installations nucléaires. C’est une technique performante qui permet d’obtenir des résultats immédiats représentatifs de la valeur moyenne de l’activité du site étudié. Le principe consiste à amener un détecteur Ge sur le site et, à partir du spectre mesuré identifier les radionucléides présents dans les sols, et estimer les activités et les débits de dose associés. Malgré la performance de cette technique, dans certains cas de mesures effectuées lors d’intercomparaisons, des écarts entre le résultat in-situ et les valeurs cibles ont été observés. Dans ce travail, l’outil Monte Carlo est utilisé pour comprendre ces écarts. Le modèle développé a été séparé en deux étapes : le modèle du détecteur et le modèle du flux de photons incidents sur le détecteur. Ce développement a permis de comprendre en détail la formation d’un spectre in-situ, les principaux paramètres déterminant sa forme, l’origine des photons incidents et les différentes contributions radioactives. Cette modélisation a permis de comprendre les écarts observés lors des intercomparaisons. Cette modélisation a permis par l’obtention de spectres simulés correspondant à différentes hypothèses d’améliorer l’analyse en permettant, par exemple, la localisation de sources ponctuelles ou l’identification de distribution des radionucléides.
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Dates et versions

tel-04483488 , version 1 (29-02-2024)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04483488 , version 1

Citer

Mickaël Lemercier. Développement d'une méthode analytique pour quantifier par spectrométrie gamma in-situ les radionucléides présents dans les sols. Physique [physics]. Université Paris 11, 2007. Français. ⟨NNT : 2007PA112304⟩. ⟨tel-04483488⟩
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