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OMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE
L'invention, due aux travaux de MM. André BLANC et Georges ROUX, concerne un procède de détection d'aérosols radioactifs émetteurs Ó ou ss dans l'air.
Les concentrations d'aérosols contaminants à détecter dans l'air sont faibles et environ cent fois inférieures à celles des dépôts actifs du radon et du thoron naturellement présents dans l'air. Il s'agit donc, lors d'une mesure de l'activité totale des aérosols présents dans l'air, de dé- terminer avec précision quelle est la part due à l'activité naturelle afin de la retrancher de l'activité totale pour obtenir l'activité propre des aérosols contaminants.
La. mesure de cette activité propre de l'air a déjà été effectuée par différente:: méthodes commues, plus et.! !!!Oins satisfaisantes,
L'une d'elles utilise la comparaison de l'activité de l'air conta- miné à celle d'un air de référence supposé de même teneur en dépôt actif radon, thoron. Cette méthode n'est pas toujours viable, en particulier dans
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le cas de laboratoires où le niveau d'activité intérieur peut varier sans rapport bien défini, ni constant, avec l'air de référence (air d'alimen- tation du laboratoire).
Une autre méthode repose sur l'estimation de l'activité due aux dépôts actifs de radon et de thoron par la comparaison des mesures d'ac- tivités Ó effectuées à divers seuils de discrimination. Cette méthode né- cessite une électronique très stable et, pour une même activité, le rapport des comptages mesurés à deux seuils très différents est grand et est fonc- tion de la méthode de collection des aérosols.
On peut également caractériser, par une mesure simultanée et comparée, l'activité due au radon et au thoron en effectuant le rapport
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des comptages oc, et p ou y. Cela suppose que le rapport (x = K est l30uY constant. Des contaminations Ó et ss simultanées faussent ici les résul- tata car le rapport K peut alors ne pas varier et aucune indication n'est donnée, ou bien varier de façon incorrecte et donner une indication ine- xaote.
La présente invention a pour objet un procédé de déteotion des aérosols radioactifs à longue période présents dans l'air, plus simple et plus précis que les procédés connus jusqu'à ce jour.
Ce procédé de détection est essentiellement caractérisé en ce que, l'air à surveiller étant aspiré au travers d'un filtre, à très haut pouvoir d'arret, deux détecteurs, dont l'un est sensible aux rayons Ó et l'autre aux rayons p , regardent le dépôt actif dans le but d'y rechercher les pseudo-ooïneidenees ce, p caractéristiques du RaC et du ThC, en suite de quoi on obtient, par soustraction de cette activité naturelle de l'ao- tivité totale enregistrée, l'activité anomale due à des aérosols conta- minanta.
L'aspiration sur filtre fixe d'un air contenant des dépôts actifs du radon et du thoron en équilibre radioactif conduit à une saturation de l'activité collectée dont le niveau varie au cours du temps.
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L'activité de ce dépôt en radon et thoron est déduite do la mesure du taux des transformations:
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Ces transformations se détectent avec précision grâce à l'émission d'une particule et après celle d'une particule ss en un tenps relativement court dû à la faible période des RaC' (163us) et ThC (0,3us). Il existe donc des pseudo-coincidences ss, Ó dont le nombre est en rapport oonstant avec les activités Ó ou p du dép8t actif radon-thoron collecté.
L'activité de ce dépôt actif radon-thoron est alors traduite élec- troniquement à partir du nombre de pseude-colncidences observées ; la soustraction de cette activité de l'activité totale est également faite électroniquement ce qui permet d'obtenir ainsi automatiquement l'activité due aux aérosols radioactifs contaninants.
La mesure de l'activité duo aux dépôts actifs do radon et de thoron par les pseudo-coïncidences des émissions ss,Ó caractérisant les désinté- grations des groupes d'élénents en filiation (RaC - RaC' et ThC - ThC') constitue l'originalité du procédé de détection, objet de la présente invention.
L'intérêt majeur do ce procédé, et c'est ce qui le distingue des procédés antérieurs, tient à ce que o'ost un temps de coïncidence qui définit l'identité du corps émetteur, et à ce que ce temps, qui est faible, permet d'éliminer les perturbations qu'apportent aux autres méthodes les émetteurs Ó et/ou ss. D'autre part, la aise en oeuvre conduit à une élec- tronique restreinte, aucune stabilité particulière de seuil de discri- mination ou de valeur de haute tension d'alimentation de détecteur n'étant à rechercher. Le procédé apparaît ainsi plus sûr que ceux déjà connus, en raison de sa spacificitéet de sa stabilité de fonctionnement.
Son rendement pour un même nombre de désintégrations dues au RaC' sur le filtre est meilleur que celui de la néthode basée sur la discrimination d'énergie ce :
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toutes choses égales d'ailleurs, il est donc plus sensible.
En se référant à la figure schémetique 1 ci-jointe, on va décrire ci-après un exemple, donné à titre non limitatif, de mise en oeuvre du pro- cédé de détection des aérosols radioactifs, objet de l'invention. Les dis- positions de réalisation qui seront décrites à propos de cet exemple devront
6tre considérées conne faisant partie de l'invention, étant entendu que toutes dispositions équivalentes pourront aussi bien être utilisées sans sortir du cadre de celle-ci.
La Fig, 1 représente schématiquement un appareil détecteur de plutonium dans l'air, utilisant le procédé objet de l'invention.
L'air pollué de plutonium à analyser est aspiré par l'engin d'as- piration 1 à travers le filtre fixe 2, à haut pouvoir d'arrêt qui arrête les aérosols en suspension, jusqu'à des dimensions inférieures au mioron.
Les activités Ó et ss sont mesurées do part et d'autre de ce filtre 2 par deux détecteurs à scintillations 3 et 4., sensibles respectivement aux rayons Ó et ss.
Après amplification, discrimination et mise on tome en 5, les impulsions p ouvrent une porto en 6 pendant un temps de quelques centaines de microsecondes pendant lequel les impulsions Ó correctement amplifiées, discriminées, aises en forme et retardées en 7 de quelquesus, peuvent passer, déterminant ainsi le taux de pseudo-coïncidences.
D'autre part, les impulsions , intégrées par l'intégrateur 8 donnant l'activité Ó totale.
Enfin, un autre intégrateur 9 effectue, coopte tenu des rendements Ó et coïncidences, la différence de l'activité Ó totale et de l'activité Ónaturelle, déterminée à partir du taux de coïncidences multiplié par un certain coefficient qui dépend des rendenents. Les deux intégrateurs 8 et 9 fournissent alors des tensions respectivement proportionnelles à l'activité Ó totale et à celle du plutonùn et pouvant être enregistrées en 10, Uno alame réglable permet de déolencher une alerte en cas de contamination importante.
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@ la concentration maximum permise de 1'aérosol de plutonium est
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très faible (2,10-1 C/m3) et correspond à 4,44 déeintéSrat.oruminura3 Elle est de l'ordre de 100 à 200 fois inférieure à celle des députa actifs des radon et thoron.
A ce faible niveau de contamination, la détection n'est possible qu'en rassemblant, sur un filtre ou tout autre dispositif équivalent, l'activité contenue dans un volume d'air très élevé,
Ainsi, avec un engin d'aspiration convenable (pompe à huile d'un débit de 10 m3/h ) et une collection des aérosols sur un filtre fixe, la "dose meximum" permise amène en 24 heures une activité Ód'environ 18 coups/seconde, c'est-à-dire une dose x jour, soit, en tenant compte d'un rendement de détection de 1/4, un comptage de 4,5 coups/seconde,
Cette activité est facilement décelable même parmi une activité Ó de 200 coups/seconde (comptage de 50 coups/seconde) présente sur le filtre et due au dépôt actif du radon et du thoron.
L'appareil ainsi conçu permet de prévenir le personnel à protéger avant qu'il n'ait absorbé 1/2 dose z jour lorsque le dépôt actif naturel de l'air produit un comptage de l'ordre de 50 coupe/seconde ; cette pro- teotion eat encore améliorée dans les laboratoires où le +,aux de renouvel- lement de l'air est élevé, ce qui abaisse l'activité du dépôt collecté.
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ATOMIC ENERGY OMMISSARIAT
The invention, due to the work of MM. André BLANC and Georges ROUX, concerns a procedure for the detection of radioactive aerosols emitting Ó or ss in the air.
The concentrations of contaminating aerosols to be detected in the air are low and about a hundred times lower than those of active deposits of radon and thoron naturally present in the air. It is therefore a question, when measuring the total activity of the aerosols present in the air, to determine with precision what part is due to natural activity in order to subtract it from the total activity for obtain the specific activity of contaminating aerosols.
The measurement of this inherent air activity has already been carried out by various: common methods, plus and.! !!! Satisfying anointings,
One of them uses the comparison of the activity of the contaminated air with that of a reference air assumed to have the same content of active radon deposit, thoron. This method is not always viable, especially in
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the case of laboratories where the indoor activity level can vary without a well-defined or constant relationship with the reference air (laboratory supply air).
Another method is based on estimating the activity due to active radon and thoron deposits by comparing the activity measurements Ó made at various discrimination thresholds. This method requires very stable electronics and, for the same activity, the ratio of the counts measured at two very different thresholds is large and depends on the aerosol collection method.
It is also possible to characterize, by a simultaneous and compared measurement, the activity due to radon and thoron by carrying out the report
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oc, and p or y counts. This assumes that the ratio (x = K is l30uY constant. Simultaneous Ó and ss contaminations here distort the results because the ratio K may then not vary and no indication is given, or else vary incorrectly and give an ine xaote indication.
The subject of the present invention is a process for the deteotion of long-lived radioactive aerosols present in the air, which is simpler and more precise than the processes known to date.
This detection method is essentially characterized in that, the air to be monitored being drawn in through a filter, with very high stopping power, two detectors, one of which is sensitive to Ó rays and the other to p rays, look at the active deposit with the aim of looking for the pseudo-ooinidenees ce, p characteristic of RaC and ThC, as a result of which we obtain, by subtracting this natural activity from the recorded total activity, abnormal activity due to contaminating aerosols.
Suction through a fixed filter of air containing active deposits of radon and thoron in radioactive equilibrium leads to saturation of the activity collected, the level of which varies over time.
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The activity of this radon and thoron deposit is deduced from the measurement of the rate of transformations:
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These transformations are detected with precision thanks to the emission of a particle and after that of an ss particle in a relatively short time due to the low period of RaC '(163us) and ThC (0.3us). There are therefore pseudo-coincidences ss, Ó, the number of which is in constant relation to the activities Ó or p of the active radon-thoron deposit collected.
The activity of this active radon-thoron deposit is then translated electronically from the number of pseude-coincidences observed; the subtraction of this activity from the total activity is also done electronically, thereby automatically obtaining the activity due to the contaminating radioactive aerosols.
The measurement of duo activity at active radon and thoron deposits by pseudo-coincidences of ss emissions, Ó characterizing the decays of groups of elements in parentage (RaC - RaC 'and ThC - ThC') constitutes the originality of the detection method, object of the present invention.
The major interest of this process, and this is what distinguishes it from previous processes, lies in the fact that there is a time of coincidence which defines the identity of the emitting body, and that this time, which is low , allows to eliminate the disturbances brought to the other methods by the transmitters Ó and / or ss. On the other hand, ease of use leads to limited electronics, no particular stability of discrimination threshold or high detector supply voltage value being to be sought. The process thus appears to be safer than those already known, because of its spaciousness and its operating stability.
Its efficiency for the same number of disintegrations due to RaC 'on the filter is better than that of the method based on energy discrimination:
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all other things being equal, it is therefore more sensitive.
With reference to the attached schematic FIG. 1, an example, given without limitation, of implementation of the method for detecting radioactive aerosols, which is the subject of the invention, will be described below. The implementation arrangements which will be described with regard to this example must
6 be considered as forming part of the invention, it being understood that all equivalent arrangements could equally well be used without departing from the scope thereof.
FIG. 1 schematically represents an apparatus for detecting plutonium in air, using the method which is the subject of the invention.
The air polluted with plutonium to be analyzed is sucked by the suction device 1 through the fixed filter 2, with high stopping power which stops the aerosols in suspension, down to dimensions smaller than one mioron.
The activities Ó and ss are measured on either side of this filter 2 by two scintillation detectors 3 and 4., respectively sensitive to Ó and ss rays.
After amplification, discrimination and setting on volume in 5, the pulses p open a port in 6 for a time of a few hundred microseconds during which the pulses Ó correctly amplified, discriminated, easy in shape and delayed in 7 by a fewus, can pass, thus determining the rate of pseudo-coincidences.
On the other hand, the pulses, integrated by the integrator 8 giving the total activity Ó.
Finally, another integrator 9 performs, taking into account the yields Ó and coincidences, the difference between the total activity Ó and the Ónatural activity, determined from the rate of coincidences multiplied by a certain coefficient which depends on the yields. The two integrators 8 and 9 then supply voltages respectively proportional to the total activity Ó and to that of plutonùn and which can be recorded at 10, an adjustable uno alame enables an alert to be released in the event of significant contamination.
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@ the maximum allowable concentration of the plutonium aerosol is
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very low (2.10-1 C / m3) and corresponds to 4.44 déeintéSrat.oruminura3 It is of the order of 100 to 200 times lower than that of the active deputa of radon and thoron.
At this low level of contamination, detection is only possible by gathering, on a filter or any other equivalent device, the activity contained in a very high volume of air,
Thus, with a suitable suction device (oil pump with a flow rate of 10 m3 / h) and a collection of aerosols on a fixed filter, the "meximum dose" allowed brings in 24 hours an activity Ó of about 18 strokes. / second, that is to say a dose x day, i.e., taking into account a detection efficiency of 1/4, a count of 4.5 counts / second,
This activity is easily detectable even among an activity Ó of 200 strokes / second (counting 50 strokes / second) present on the filter and due to the active deposition of radon and thoron.
The device thus designed makes it possible to warn the personnel to be protected before they have absorbed ½ dose z day when the natural active deposition of the air produces a count of the order of 50 cuts / second; this protection is further improved in laboratories where the +, to the air renewal is high, which lowers the activity of the collected deposit.