Mesures UV pour la détection à distance de contamination alpha dans les installations en démantèlement
Langue Anglais
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  • Thèse soumise à l'embargo de l'auteur : embargo illimité (communication intranet).
 
Auteur : El Haber, Elias
Date de soutenance : 26-09-2024

Directeur(s) de thèse : El Bitar, Ziad - Mahé, Charly

Président : Gschwind, Régine
Rapporteur(s) : Baldacchino, Gérard - Francis, Ziad
Membre(s) du jury : Maigne, Lydia

Établissement de soutenance : Strasbourg
Laboratoire : Institut pluridisciplinaire Hubert Curien (Strasbourg ; 2006-....)
École doctorale : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
 
Discipline : Chimie physique
Classification : Physique

Mots-clés libres : Décontamination et Démantèlement, Détection de la contamination alpha à distance, Déchets nucléaires, Radio-luminescence de l’azote, Simulations Monte-Carlo, Zone radiologique contrôlée
Mots-clés :
  • Installations nucléaires -- Déclassement - Mesures de sécurité
  • Décontamination radioactive
  • Contamination radioactive - Mesure
Résumé : Dans le cadre du démantèlement des installations nucléaires, la fiabilité des techniques de mesure nucléaire revêt une importance cruciale pour assurer le suivi rigoureux des matériaux radioactifs. Cela garantit non seulement la sécurité, mais aussi la sûreté des opérations, ce qui est un enjeu majeur. Cette nécessité se trouve renforcée par le vieillissement des infrastructures de nombreuses installations nucléaires, qui sont de plus en plus confrontées aux défis inhérents au démantèlement et à la décontamination. Cependant, les méthodes de mesure nucléaire actuellement utilisées, notamment celles dédiées à la détection de la contamination alpha, s'avèrent insuffisantes en raison de la faible portée des particules alpha dans l'air. Une technique innovante basée sur la radio-luminescence UV de l'azote induite par les particules alpha a démontré un potentiel significatif pour la détection à distance de la contamination alpha. Cette approche permet en effet de détecter les radionucléides émetteurs alpha à des distances plus grandes que la portée limitée des particules alpha dans l'air, et ce, en détectant les photons ultraviolets générés lorsque les particules alpha interagissent avec l'azote présent dans l’air ambiant. Bien que cette technique soit très prometteuse, son application pratique reste pour l'heure limitée et elle est encore en cours de développement. Les obstacles majeurs à son utilisation résident dans le signal de radio luminescence émis, qui s'avère faible, et les interférences induites par le bruit lumineux. Cette thèse explore la capacité de diverses technologies d'imagerie à détecter la radiation alpha et évalue leur pertinence pour la détection de la contamination alpha. Une approche expérimentale est présentée pour évaluer la réponse de divers systèmes d'imagerie lorsqu'ils sont exposés à une source alpha. En outre, les démarches expérimentales et les conclusions sur le détecteur d'imagerie le plus approprié sont exposées. Les performances du capteur d'imagerie ICCD ont été caractérisées sous différentes distances et durées d'acquisition. Le système a fourni des images de haute qualité et a réussi à détecter un niveau de radiation alpha de 1500 Bq/cm² à 60 cm en une minute, dans des conditions isolées à la lumière. En outre, l'évaluation de la technologie d'imagerie MCP-PMT a permis de mettre en lumière son potentiel pour la détection de la contamination alpha. Les expériences ont démontré sa capacité à détecter la radio-luminescence UV et donc à localiser les zones de contamination alpha à distance. Dans le cadre de cette étude, nous avons aussi développé un prototype de système de comptage UV destiné à la surveillance des objets quittant les zones contrôlées. Le système de détection a été capable de détecter la contamination alpha à une distance de 52 cm, même en présence d'autres types de radiation, avec une limite de détection mesurée à 208 ± 13 Bq. Des simulations Geant4 ont été utilisées pour étudier le potentiel de ce prototype, et des applications potentielles, telles que la surveillance des fûts de déchets, ont été proposées. Cette avancée significative ouvre des perspectives prometteuses pour la détection de la contamination alpha à distance en utilisant la radioluminescence de l’azote, avec un potentiel d'application plus vaste dans le secteur de l'industrie nucléaire.
 
Type de contenu : Text
Format : PDF
 
Entrepôt d'origine : STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises
Identifiant : 2024STRAE050
Type de ressource : Thèse