ETUDE DE LA CEINTURE DE CRITICITE

Comme vu précédemment, nous avons été équipés tout au long de la visite d’une ceinture de criticité ; j’ai donc voulu m’intéresser de plus près à cet équipement.

Je me suis rendu sur le site de l’IRSN pour en savoir plus :
Source IRSN :
La ceinture de criticité :

Ce système dosimétrique permet de déterminer l’orientation de la personne dans le champ de rayonnement lors de l’accident. L’orientation est une donnée cruciale pour l’interprétation des doses mesurées. Cette ceinture est composée de 6 pastilles d’ébonite. Le soufre contenu dans l’ébonite est activé en cas d’exposition à des neutrons. L’analyse de l’activation induite dans les différentes pastilles de la ceinture, apporte une information sur l’orientation de la victime et permet de corriger les doses mesurées en vue de déterminer les doses maximales reçues. On peut donc se poser la question du fonctionnement de cette ceinture de criticité :

Tout d’abord, l’ébonite contient entre 20 et 40% de soufre (95% de 32S)
Sous flux neutronique :

(_16^32) S+ (_0^1)n □(→┴ ) (_15^32) P+(_1^1)p (avec σ_(c S)=0,3 barns)

Nous allons donc nous intéresser plutôt au 32P ainsi produit :

(_15^32) P □(→┴ ) (_16^32) P+(_-1^0)e^- +ν (avec T1/2 = 14,28 jours, Eβmax = 1,71 MeV et I% = 100 %)

Nous sommes donc capables de déterminer l’activité Béta et ainsi remonter à la réaction de capture neutronique du Soufre pour en déterminer le flux neutronique…

Soit N le nombre d’atomes de soufre, dNn la variation du nombre d’atomes de soufre par capture neutronique et dNβ la variation du nombre d’atomes par désintégration Béta du 32P.
Soit Ф le flux neutronique, λ la constante radioactive du 32P (λ=ln2/T_(1/2) )et n le nombre d’atomes de 32P.

On peut écrire : dN_n= -NФσ_cS dt
Et
dN_β=λndt
D’où : dN= dN_n+ dN_β=-NФσ_cS dt+ λndt

Or, le nombre total de noyau 32S et 32P est constant et aussi égal à N0 le nombre initial de noyau de 32S :
N+n=N_0
dN_0=0=dN+dn