EP2798643B1 - Utilisation d'un mélange à base d'erbium et de praséodyme comme composition radio-atténuatrice, matériau radio-atténuateur et article de protection contre les rayonnements ionisants comprenant une telle composition - Google Patents

Utilisation d'un mélange à base d'erbium et de praséodyme comme composition radio-atténuatrice, matériau radio-atténuateur et article de protection contre les rayonnements ionisants comprenant une telle composition Download PDF

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EP2798643B1
EP2798643B1 EP12813051.5A EP12813051A EP2798643B1 EP 2798643 B1 EP2798643 B1 EP 2798643B1 EP 12813051 A EP12813051 A EP 12813051A EP 2798643 B1 EP2798643 B1 EP 2798643B1
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EP
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mass
erbium
oxide
praseodymium
compound
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Noël LANTHEAUME
Marc PICHEGUT
Jacky JEHANNO
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Orano Demantelement SAS
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Areva NC SA
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Definitions

  • the invention relates to the use of an erbium-praseodymium-based mixture as a radio-attenuating composition, that is to say as a composition having the property of attenuating ionizing radiation, in particular electromagnetic radiation of gamma and X type.
  • radio-attenuator material comprising a radio-attenuator composition based on erbium and praseodymium, and to an article of protection, individually or collectively, against ionizing radiation comprising this material.
  • the invention finds application in all fields in which a protection against ionizing radiation can be sought and, in particular, in the fields of nuclear medicine (scintigraphy, radiotherapy, etc. ) , radiology, medical imaging , and the nuclear industry.
  • radio-attenuator composition composed of elemental salt of barium, tungsten and bismuth.
  • the patent application US 2008/0128658 [2] discloses the use of a composition comprising gadolinium oxide Gd 2 O 3 , tungsten and one or more non-gadolinium rare earth oxides, such as LaO 3 , CeO 2 , Nd 2 O 3 , Pr 6 O 11 , Eu 2 O 3 and Sm 2 O 3 .
  • the patent application FR 2 948 672 [3] advocates the use of a composition composed of oxides of tungsten, bismuth and lanthanum.
  • a mixture comprising erbium or a compound thereof and praseodymium or a compound thereof has radiation properties. attenuation particularly advantageous, and that these properties can advantageously be used to produce materials and protective articles suitable for providing highly effective protection against ionizing radiation, in particular gamma and X electromagnetic radiation.
  • radio-attenuation implemented in the context of the invention is based on an interaction which takes place between, on the one hand, the photons resulting from an ionizing radiation, and on the other hand, at least one element radio-attenuator, the latter absorbing part of the energy of these photons.
  • This ionizing radiation may be an electromagnetic radiation of the gamma type, when the latter is emitted by one or more radioactive atoms during their disintegration.
  • This ionizing radiation may also be X-type electromagnetic radiation when it is produced by an X-ray generator, in which a potential difference usually ranging from several tens to several hundred kilovolts (kV) is applied.
  • kV kilovolts
  • the probability and the intensity of this interaction are closely related to various parameters, such as the nature of the radio-attenuator chemical element, the binding forces between the atomic nucleus of this element and the different layers of its electronic procession, or still the energy of the ionizing radiation.
  • the ability of a chemical element to attenuate radiation can be measured by a mass attenuation coefficient, which is proportional to this interaction probability, which is again referred to as an "effective cross-section ".
  • the attenuation is all the more important that the cross section is high.
  • the cross section has discontinuities related to the binding energies of the different electronic layers of this element.
  • the phenomenon of absorption of a photon (gamma or X) by the radio-attenuator chemical element is observed when the energy of the photon is substantially greater than the binding energy of one of the electrons of this chemical element. This phenomenon increases significantly when the energy of this photon is large enough to expel an electron from a deeper electronic layer of the radio-attenuator chemical element.
  • the interaction between the photons resulting from the ionizing radiation and the radio-attenuator chemical element, as described above, can occur according to several effects, such as the photoelectric effect, the Compton effect or the effect of materialization.
  • the predominant effects are closely related to the atomic number of the chemical element which carries out the absorption, but also to the energy of the absorbed radiation.
  • these photons constitute the base of a secondary radiation of type X, of energy mainly centered on 52 keV.
  • erbium and its compounds, in particular its oxides prove to be particularly effective in the field of radio-attenuation, when they are subjected to ionizing radiation, for example an electromagnetic radiation of the type gamma or X, of energy mainly centered on 60 keV.
  • ionizing radiation for example an electromagnetic radiation of the type gamma or X, of energy mainly centered on 60 keV.
  • Mostly centered energy on 60 keV means energy for which a proportion greater than or equal to 80% of the photon distribution of an energy spectrum, which corresponds to this radiation, has an energy of 60 keV.
  • This type of radiation can, for example, come from X-ray generators in which a potential difference, for example ranging from 80 to 150 kV, is applied.
  • This type of radiation may still be the main radiation emitted by a nuclear fuel, for example MOX (consisting of a mixture of plutonium and uranium oxides), for which this main radiation corresponds to the emission of a photon gamma americium-241, itself obtained by ⁇ decay - radioactive plutonium-241.
  • MOX consisting of a mixture of plutonium and uranium oxides
  • the erbium or erbium compound is used in the radio-attenuating composition in combination with praseodymium or a compound thereof.
  • the erbium compound is preferably an erbium oxide and, even more so, erbium sesquioxide (III), of the formula Er 2 O 3
  • the praseodymium compound is preferably an oxide of praseodymium and, more importantly, a chosen oxide from praseodymium (III) oxide, praseodymium (IV) oxide and praseodymium oxide (III-IV), of the formulas Pr 2 O 3 , PrO 2 and Pr 6 O 11 respectively .
  • Praseodymium (III-IV) oxide is particularly preferred.
  • the radio-attenuator composition according to the invention comprises such erbium and praseodymium oxides, this preferably comprises from 55 to 65% by weight of erbium oxide and from 35 to 45% by weight.
  • praseodymium oxide mass more preferably, the radio-attenuator composition comprises (60 ⁇ 2)% by weight of erbium oxide and (40 ⁇ 2)% by weight of praseodymium oxide.
  • a radio-attenuator composition which comprises erbium or a compound thereof and praseodymium or a compound thereof, can be further expanded. using them together with bismuth or a compound thereof.
  • the erbium or the erbium compound and the praseodymium or the praseodymium compound are used within the radio-attenuator composition, together with at least bismuth, introduced in elemental form or in the form of a compound, for example bismuth sesquioxide (III), of formula Bi 2 O 3 , in proportions which depend in particular on the energy of the ionizing radiation received by the radio-attenuator composition and incorporated.
  • bismuth introduced in elemental form or in the form of a compound, for example bismuth sesquioxide (III), of formula Bi 2 O 3
  • composition combining erbium or a compound thereof, praseodymium or a compound thereof and bismuth or a compound thereof allows the attenuation ionizing radiation having a wide energy range, for example between 0 and 100 keV, the radio-attenuation properties of each of these three elements are not discrete but continuous.
  • the bismuth is used in elemental form.
  • bismuth when present in the radio-attenuator composition, it comprises from 30 to 45% by weight of erbium oxide, from 20 to 30% by weight of praseodymium oxide and from 30 to 30% by weight. 45% by weight of bismuth; more preferably, it comprises from 33 to 42% and, particularly preferably, (36 ⁇ 2)% by weight of erbium oxide, from 22 to 28% and, particularly preferably, (24 ⁇ 2)% in weight of praseodymium oxide, and 30 to 45% and particularly preferably (40 ⁇ 2)% by weight of bismuth.
  • erbium or the compound thereof and praseodymium or the compound thereof with antimony, barium, tin, tantalum, tungsten, uranium, one of their compounds and mixtures thereof.
  • erbium or its compound, praseodymium or its compound and, where appropriate, bismuth or its compound are preferably used in the form of powders dispersed in a matrix.
  • the erbium compound is typically an oxide and, in particular, erbium (III) sesquioxide of formula Er 2 O 3 .
  • the praseodymium compound is typically an oxide, which is preferably chosen from praseodymium (III) oxide, praseodymium (IV) oxide and praseodymium (III-IV) oxide, from respective formulas Pr 2 O 3 , PrO 2 and Pr 6 O 11 , praseodymium oxide (III-IV) being very particularly preferred.
  • the radio-attenuator composition according to the invention comprises such erbium and praseodymium oxides, this preferably comprises from 55 to 65% by weight of erbium oxide and from 35 to 45% by weight.
  • praseodymium oxide mass more preferably, this composition comprises (60 ⁇ 2)% by weight of erbium oxide and (40 ⁇ 2)% by weight of praseodymium oxide.
  • the radio attenuator composition according to the invention comprises an erbium oxide, a praseodymium oxide and bismuth
  • the latter preferably comprises from 30 to 45% by weight of erbium oxide, 30% by weight of praseodymium oxide and 30 to 45% by weight of bismuth; more preferably, it comprises from 33 to 42% and, particularly preferably, (36 ⁇ 2)% by weight of erbium oxide, from 22 to 28% and, particularly preferably, (24 ⁇ 2)% in weight of praseodymium oxide, and 30 to 45% and particularly preferably (40 ⁇ 2)% by weight of bismuth.
  • the respective proportions of the matrix and the radio-attenuator composition in the material can vary to a large extent according to the use for which this material is intended and, in particular, the desired level of radio-attenuation. as part of this usage.
  • the matrix represents from 10 to 25% by weight of the mass of the material and that the radio-attenuator composition represents from 75 to 90% by weight of the mass of the material.
  • the matrix represents (15 ⁇ 2)% by mass of the mass of the material and that the radio composition attenuator represents (85 ⁇ 2)% by weight of the mass of the material.
  • the radio-attenuator composition is preferably composed of particles of which at least 90% in number have a lower average particle size. or equal to 20 microns and, more preferably, less than or equal to 1 micron.
  • the matrix it is also chosen according to the use for which the radio-attenuator material is intended.
  • the mechanical properties sought, the characteristics of flexibility and comfort of this article preferably orient towards a matrix based on a thermoplastic material, in particular, polyvinyl chloride, or based on an elastomeric material, chosen in particular from natural rubber, synthetic polyisoprenes, polybutadienes, polychloroprenes, chlorosulfonated polyethylenes, elastomeric polyurethanes, fluoroelastomers (fluoroelastomers), isoprene- iso- butylene copolymers (or butyl rubbers), ethylene-propylene-diene copolymers (or EPDM), block copolymers of styrene-isoprene-s tyrene (or SIS),
  • the search for characteristics of durability and resistance to wear of the material preferably orient towards siliceous matrices, in particular glass, matrices based on a thermosetting resin, chosen in particular from unsaturated epoxy, vinyl ester and polyester resins, or a material based on a thermoplastic, chosen in particular from polyethylene, polypropylene, polycarbonate, for example, bisphenol A polycarbonate, acrylonitrile-butadiene-styrene (or ABS) and products obtained by coextrusion of ABS with (meth) acrylate type compounds , such as polymethylmethacrylate (or PMMA).
  • a thermosetting resin chosen in particular from unsaturated epoxy, vinyl ester and polyester resins
  • a material based on a thermoplastic chosen in particular from polyethylene, polypropylene, polycarbonate, for example, bisphenol A polycarbonate, acrylonitrile-butadiene-styrene (or ABS) and products obtained by coextrusion of ABS with (meth) acrylate type
  • the invention also relates to a protection article against ionizing radiation, comprising a radio-attenuator material as defined above.
  • the protective article is an individual protective article such as a glove, an apron, a chasuble, a jacket, a skirt, a cuff, a thyroid protector, a gonad shield, a protective clothing of the an axillary hollow, an eye protection strip, an operative field, a curtain, a sheet, or a collective protective article such as a mattress, panel, or shield.
  • an individual protective article such as a glove, an apron, a chasuble, a jacket, a skirt, a cuff, a thyroid protector, a gonad shield, a protective clothing of the an axillary hollow, an eye protection strip, an operative field, a curtain, a sheet, or a collective protective article such as a mattress, panel, or shield.
  • the invention has many advantages.
  • Samples E1, E2 and E3 correspond to materials that comprise a radio-attenuator composition composed of Er 2 O 3 and Pr 6 O 11 while samples E4 and E5 correspond to materials that comprise a radio-attenuator composition composed of Er 2 O 3 , Pr 6 O 11 , and bismuth in elemental form.
  • these samples use a radio-attenuator composition in the form of powders of which at least 90% of the particles constituting these powders have an average particle size of less than or equal to 20 ⁇ m.
  • Example 1 The samples obtained in Example 1 above were subjected to tests to evaluate their ability to attenuate ionizing radiation type X, which originates from X-ray generators in which a particular potential difference is applied, or of the gamma type, which are for example emitted by powders used in the manufacture of nuclear fuels.
  • ionizing radiation type X which originates from X-ray generators in which a particular potential difference is applied, or of the gamma type, which are for example emitted by powders used in the manufacture of nuclear fuels.
  • the attenuation properties of type X ionizing radiation by materials according to the invention are evaluated by applying the prescriptions of the standard NF EN 61331-1, entitled "Radiological protection devices against X-rays for medical diagnosis. - Part 1: Determination of the attenuation properties of materials .
  • a gain factor, denoted F X , for a potential difference and specific proportions of Er 2 O 3 / Pr 6 O 11 / Bi in the radio attenuator composition, is also defined as being the ratio of e exp (X) to e theo (X) .
  • the efficiency of a material is equivalent, in terms of radio-attenuation, to that of a material of the same surface mass but consisting solely of lead.
  • Gain factors between 1.14 and 1.63 are obtained with the materials according to the invention, which means that these materials have increased radio attenuating properties compared to materials containing a radio-attenuator agent consisting only of lead.
  • the attenuation properties of a gamma-type ionizing radiation by materials in accordance with the invention are evaluated by means of a device using these materials, placed at a distance between, on the one hand, a a radioactive source consisting of americium-241, which emits ionizing radiation of gamma type energy 59 keV, and secondly, a spectrometer on which is assembled a germanium gamma detector.
  • the method used is to determine the attenuation of gamma-type radiation from americium-241, by measuring the area of the photoelectric absorption peaks recorded by the detector. This surface is compared, by the same method, to surfaces obtained with lead screens of known thickness.
  • e theo ( ⁇ ) an equivalent theoretical lead thickness, denoted e theo ( ⁇ ) , calculated from the mass per unit area of the tested materials, and the density of the lead in metallic form.
  • this thickness corresponds to the thickness of a material of the same mass as the materials tested, but composed only of lead.
  • Gain factors greater than 2 are obtained with the materials according to the invention, which thus have increased radio-attenuating properties compared to materials containing a radio-attenuator agent consisting solely of lead.
  • FIG. Figure 7 A graphical representation of the effective cross-section, denoted n, as a function of the photonic energy, denoted E, is shown on FIG. Figure 7 .
  • the thick line curve which represents the effective cross-section of photons resulting from gamma-type ionizing radiation emitted by americium-241, as a function of the photon energy, has a maximum corresponding to a high distribution of photons having an energy mainly centered on 59.6 keV.
  • such a material according to the invention can be used for attenuation of radiation from the MOX fuel.
  • this ionizing radiation of the type gamma represents a proportion ranging from 75 to 85% of all gamma radiation and X from the latter.

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Description

    DOMAINE TECHNIQUE
  • L'invention se rapporte à l'utilisation d'un mélange à base d'erbium et de praséodyme en tant que composition radio-atténuatrice, c'est-à-dire en tant que composition possédant la propriété d'atténuer les rayonnements ionisants, en particulier les rayonnements électromagnétiques de type gamma et X.
  • Elle se rapporte également à un matériau radio-atténuateur comprenant une composition radio-atténuatrice à base d'erbium et de praséodyme, ainsi qu'à un article de protection, individuelle ou collective, contre les rayonnements ionisants comprenant ce matériau.
  • L'invention trouve application dans tous les domaines dans lesquels une protection contre les rayonnements ionisants peut être recherchée et, en particulier, dans les domaines de la médecine nucléaire (scintigraphie, radiothérapie, etc.), de la radiologie, de l'imagerie médicale, et de l'industrie nucléaire.
    • ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
  • Dans un certain nombre de professions, il est usuel d'utiliser des vêtements et autres articles de protection contre les rayonnements ionisants.
  • C'est notamment le cas dans les domaines de la médecine, de la radiologie, ou encore de l'imagerie médicale, où les rayonnements ionisants sont utilisés à des fins diagnostiques et thérapeutiques.
  • C'est également le cas dans l'industrie des matières plastiques où des irradiations sont utilisées pour obtenir des effets chimiques de polymérisation, de greffage, de réticulation ou de dégradation de polymères ; dans l'industrie nucléaire, où des opérateurs sont exposés à un risque d'irradiation, notamment lors de la manipulation de poudres de combustibles nucléaires ou du démantèlement d'installations ; ou encore dans les laboratoires d'inspection et de contrôle, par exemple de pièces manufacturées, où des techniques analytiques basées sur l'utilisation de rayonnements ionisants sont employées.
  • La plupart des articles de radioprotection actuellement disponibles sur le marché comprennent une matrice dont la nature dépend de la destination de ces articles et qui renferme du plomb, soit sous la forme de feuilles, soit sous la forme de fines particules, le plomb pouvant alors être à l'état de métal, d'oxyde ou de sel.
  • Compte tenu de la toxicité du plomb et de ses composés, la fabrication de tels articles de protection nécessite un équipement lourd et coûteux pour prévenir toute contamination du personnel en charge de cette fabrication.
  • De plus, l'élimination des déchets issus de la fabrication de ces articles ainsi que celle des articles de protection après usage nécessite des filières spécifiques de collecte et de traitement, à défaut de quoi ils sont tout simplement éliminés dans des décharges avec toutes les conséquences néfastes sur l'environnement que cela peut impliquer.
  • Aussi a-t-il été récemment proposé de remplacer l'utilisation du plomb en tant qu'agent radio-atténuateur par celle d'autres métaux qui sont également capables d'atténuer les rayonnements ionisants mais qui ne sont pas toxiques ou, en tout cas, présentent une toxicité moindre que celle du plomb.
  • Ainsi, par exemple, la demande internationale PCT WO 2006/069007 [1] préconise d'utiliser une composition radio-atténuatrice composée d'un sel de baryum, de tungstène et de bismuth élémentaires.
  • La demande de brevet US 2008/0128658 [2] décrit l'utilisation d'une composition comprenant de l'oxyde de gadolinium Gd2O3, du tungstène et un ou plusieurs oxydes de terres-rares autres que de gadolinium, tels que LaO3, CeO2, Nd2O3, Pr6O11, Eu2O3 et Sm2O3.
  • La demande de brevet FR 2 948 672 [3] préconise l'utilisation d'une composition composée d'oxydes de tungstène, de bismuth et de lanthane.
  • La demande internationale PCT WO 2005/017556 [4] propose d'utiliser une composition comprenant au moins deux éléments choisis parmi l'antimoine, le bismuth, l'iode, le tungstène, l'étain, le tantale, l'erbium, le baryum, les sels, les composés et les alliages de ceux-ci, tandis que la demande de brevet DE 10 2006 958 [5] décrit un matériau multicouche de radioprotection dont certaines couches comprennent un élément radio-atténuateur choisi parmi l'étain, l'antimoine, l'iode, le césium, le baryum, le lanthane, le cérium, le praséodyme et le néodyme, éventuellement associé à un deuxième élément radio-atténuateur ayant, lui, un nombre atomique allant de 60 à 70.
  • S'il n'est pas contestable que l'erbium et le praséodyme font partie des éléments chimiques qui sont cités, dans les références [2], [4] et [5] précitées, comme étant susceptibles d'être utilisés dans des compositions radio-atténuatrices, il s'avère que rien n'est dit dans ces références sur les capacités réelles de ces deux éléments, pris séparément ou en combinaison, à atténuer les rayonnements ionisants.
  • Or, il se trouve que, dans le cadre de leurs travaux, les inventeurs ont constaté qu'un mélange comprenant de l'erbium ou un composé de celui-ci et du praséodyme ou un composé de celui-ci présente des propriétés de radio-atténuation particulièrement intéressantes, et que ces propriétés peuvent avantageusement être mises à profit pour réaliser des matériaux et des articles de protection propres à assurer une protection très efficace contre les rayonnements ionisants, en particulier les rayonnements électromagnétiques de type gamma et X.
  • Et c'est sur la base de cette constatation qu'est basée l'invention.
    • EXPOSÉ DE L'INVENTION
  • L'invention a donc, en premier lieu, pour objet l'utilisation d'un mélange comprenant :
    • de 30 à 70% en masse d'erbium ou d'un composé de celui-ci ;
    • de 20 à 50% en masse de praséodyme ou d'un composé de celui-ci ; et
    • de 0 à 50% en masse de bismuth ou d'un composé de celui-ci ; en tant que composition radio-atténuatrice.
  • Le principe de radio-atténuation mis en oeuvre dans le cadre de l'invention a pour base une interaction qui a lieu entre, d'une part, les photons issus d'un rayonnement ionisant, et d'autre part, au moins un élément chimique radio-atténuateur, ce dernier absorbant une partie de l'énergie de ces photons.
  • Ce rayonnement ionisant peut être un rayonnement électromagnétique de type gamma, lorsque celui-ci est émis par un ou plusieurs atomes radioactifs lors de leur désintégration.
  • Ce rayonnement ionisant peut encore être un rayonnement électromagnétique de type X, lorsque celui-ci est produit par un générateur de rayons X, au sein duquel une différence de potentiel allant usuellement de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de kilovolts (kV) est appliquée.
  • La probabilité et l'intensité de cette interaction sont étroitement liées à divers paramètres, tels que la nature de l'élément chimique radio-atténuateur, les forces de liaison entre le noyau atomique de cet élément et les différentes couches de son cortège électronique, ou encore l'énergie du rayonnement ionisant.
  • De manière concrète, la capacité d'un élément chimique à atténuer un rayonnement peut être mesurée par un coefficient d'atténuation massique, qui est proportionnel à cette probabilité d'interaction, celle-ci étant encore appelée « section efficace ».
  • Ainsi, l'atténuation est d'autant plus importante que la section efficace est élevée. Pour un même élément de la classification périodique, la section efficace présente des discontinuités liées aux énergies de liaison des différentes couches électroniques de cet élément.
  • Le phénomène d'absorption d'un photon (gamma ou X) par l'élément chimique radio-atténuateur est constaté lorsque l'énergie du photon est sensiblement supérieure à l'énergie de liaison de l'un des électrons de cet élément chimique. Ce phénomène augmente de manière significative lorsque l'énergie de ce photon est suffisamment importante pour expulser un électron d'une couche électronique plus profonde de l'élément chimique radio-atténuateur.
  • Les inventeurs ont ainsi pu mettre en évidence, tel qu'il est explicité de manière ultérieure, l'existence, pour l'erbium et ses composés, d'un maximum d'absorption pour une énergie photonique de l'ordre de 60 kiloélectron-volts (keV). Ce maximum d'absorption est, en outre, supérieur à celui mesuré pour le plomb à la même énergie.
  • L'interaction entre les photons issus du rayonnement ionisant et l'élément chimique radio-atténuateur, telle que nous l'avons décrite plus haut, peut se produire suivant plusieurs effets, tels que l'effet photoélectrique, l'effet Compton ou encore l'effet de matérialisation. Les effets prépondérants sont liés de manière étroite au numéro atomique de l'élément chimique qui réalise l'absorption, mais également à l'énergie du rayonnement absorbé.
  • Dans le cas de l'erbium, élément de numéro atomique 68, soumis à un rayonnement ionisant de 60 keV, l'interaction se produit principalement suivant l'effet photoélectrique, ce qui signifie que chacun des photons du rayonnement ionisant est absorbé en expulsant un électron d'une des couches électroniques de l'atome d'erbium. Celui-ci réorganise de manière subséquente la lacune électronique créée, et restitue l'énergie acquise en émettant un ou plusieurs photons.
  • Ainsi, pour cet élément, ces photons constituent la base d'un rayonnement secondaire de type X, d'énergie majoritairement centrée sur 52 keV.
  • Les inventeurs ont ainsi pu mettre en évidence que l'erbium et ses composés, notamment ses oxydes, se révèlent particulièrement efficaces dans le domaine de la radio-atténuation, lorsqu'ils sont soumis à un rayonnement ionisant, par exemple un rayonnement électromagnétique de type gamma ou X, d'énergie majoritairement centrée sur 60 keV.
  • On entend par énergie « majoritairement centrée » sur 60 keV, une énergie pour laquelle une proportion supérieure ou égale à 80% de la distribution de photons d'un spectre énergétique, qui correspond à ce rayonnement, possède une énergie valant 60 keV.
  • Ce type de rayonnement peut, par exemple, provenir de générateurs de rayons X au sein desquels une différence de potentiel, allant par exemple de 80 à 150 kV, est appliquée.
  • En particulier, pour des différences de potentiel de 80 et 140 kV, les inventeurs ont notamment pu mettre en évidence l'existence d'une distribution élevée de photons ayant une énergie approximativement égale à 60 keV.
  • Ce type de rayonnement peut encore être le rayonnement principal émis par un combustible nucléaire, par exemple MOX (constitué d'un mélange d'oxydes de plutonium et d'uranium), pour lequel ce rayonnement principal correspond à l'émission d'un photon gamma par l'américium-241, obtenu lui-même par désintégration β- du plutonium-241 radioactif.
  • L'existence d'un rayonnement électromagnétique secondaire de type X, tel que décrit précédemment, a également été prise en considération par les inventeurs.
  • De ce fait et conformément à l'invention, l'erbium ou le composé d'erbium est utilisé, dans la composition radio-atténuatrice, en combinaison avec du praséodyme ou un composé de celui-ci.
  • En effet, en utilisant une composition radio-atténuatrice associant de l'erbium ou un composé de celui-ci avec du praséodyme ou un composé de celui-ci, les inventeurs ont ainsi pu mettre en évidence, tel qu'il sera démontré ci-après, l'existence de deux maxima d'absorption :
    • grâce à l'erbium ou au composé de celui-ci, par exemple le sesquioxyde d'erbium(III), un maximum d'absorption pour une énergie photonique de l'ordre de 60 keV ; et
    • grâce au praséodyme ou au composé de celui-ci, par exemple l'oxyde de praséodyme(III-IV), un autre maximum d'absorption pour une énergie photonique de l'ordre de 45 keV, correspondant à l'énergie du rayonnement secondaire de type X émis par l'erbium, que nous avons décrit précédemment.
  • Le composé d'erbium est, de préférence, un oxyde d'erbium et, plus encore, le sesquioxyde d'erbium(III), de formule Er2O3, tandis que le composé de praséodyme est, de préférence, un oxyde de praséodyme et, plus encore, un oxyde choisi parmi l'oxyde de praséodyme(III), l'oxyde de praséodyme(IV) et l'oxyde de praséodyme(III-IV), de formules respectives Pr2O3, PrO2 et Pr6O11. L'oxyde de praséodyme(III-IV) est tout particulièrement préféré.
  • Lorsque la composition radio-atténuatrice conforme à l'invention comprend de tels oxydes d'erbium et de praséodyme, celle-ci comprend, de préférence, de 55 à 65% en masse d'oxyde d'erbium et de 35 à 45% en masse d'oxyde de praséodyme; mieux encore, la composition radio-atténuatrice comprend (60 ± 2)% en masse d'oxyde d'erbium et (40 ± 2)% en masse d'oxyde de praséodyme.
  • Par ailleurs, les inventeurs ont également pu montrer que le spectre de protection conférée par une composition radio-atténuatrice, qui comprend de l'erbium ou un composé de celui-ci et du praséodyme ou un composé de celui-ci, peut être davantage élargi en les utilisant conjointement avec du bismuth ou un composé de celui-ci.
  • Aussi, selon une disposition particulièrement préférée de l'invention, l'erbium ou le composé d'erbium et le praséodyme ou le composé de praséodyme sont utilisés au sein de la composition radio-atténuatrice, de manière conjointe avec au moins du bismuth, introduit sous forme élémentaire ou sous la forme d'un composé, par exemple le sesquioxyde de bismuth(III), de formule Bi2O3, dans des proportions qui dépendent notamment de l'énergie du rayonnement ionisant reçu par la composition radio-atténuatrice ainsi constituée.
  • Ainsi, en utilisant une composition radio-atténuatrice associant de l'erbium ou un composé de celui-ci, du praséodyme ou un composé de celui-ci et du bismuth ou un composé de celui-ci, les inventeurs ont pu mettre en évidence, tel qu'il sera démontré ci-après, l'existence de trois maxima d'absorption :
    • grâce à l'erbium ou au composé d'erbium, par exemple le sesquioxyde d'erbium(III), un maximum d'absorption pour une énergie photonique de l'ordre de 60 keV ;
    • grâce au praséodyme ou au composé de praséodyme, par exemple l'oxyde de praséodyme(III-IV), un maximum d'absorption pour une énergie photonique de l'ordre de 45 keV ;
    • enfin, grâce au bismuth ou au composé de bismuth, un maximum d'absorption pour une énergie photonique de l'ordre de 90 keV, auquel s'ajoutent des propriétés de radio-atténuation très satisfaisantes pour des rayonnements ionisants possédant des énergies photoniques de l'ordre de 40 keV et inférieures.
  • Au surplus, on peut noter que l'utilisation d'une composition associant de l'erbium ou un composé de celui-ci, du praséodyme ou un composé de celui-ci et du bismuth ou un composé de celui-ci permet l'atténuation d'un rayonnement ionisant ayant une large gamme énergétique, par exemple comprise entre 0 et 100 keV, les propriétés de radio-atténuation de chacun de ces trois éléments n'étant pas discrètes mais continues.
  • De préférence, le bismuth est utilisé sous forme élémentaire.
  • De préférence également, lorsque du bismuth est présent dans la composition radio-atténuatrice, celle-ci comprend de 30 à 45% en masse d'oxyde d'erbium, de 20 à 30% en masse d'oxyde de praséodyme et de 30 à 45% en masse de bismuth ; mieux encore, elle comprend de 33 à 42% et, de façon particulièrement préférée, (36 ± 2)% en masse d'oxyde d'erbium, de 22 à 28% et, de façon particulièrement préférée, (24 ± 2)% en masse d'oxyde de praséodyme, et de 30 à 45% et, de façon particulièrement préférée, (40 ± 2)% en masse de bismuth.
  • En variante, il est également possible d'associer l'erbium ou le composé de celui-ci et le praséodyme ou le composé de celui-ci avec de l'antimoine, du baryum, de l'étain, du tantale, du tungstène, de l'uranium, l'un de leurs composés et des mélanges de ceux-ci.
  • Conformément à l'invention, l'erbium ou son composé, le praséodyme ou son composé et, le cas échéant, le bismuth ou son composé sont, de préférence, utilisés sous la forme de poudres dispersées dans une matrice.
  • L'invention a donc également pour objet un matériau radio-atténuateur qui comprend une matrice dans laquelle est dispersée une composition radio-atténuatrice, la composition étant sous la forme d'une poudre, et qui caractérisé en ce que ladite composition comprend :
    • de 30 à 70% en masse d'erbium ou d'un composé de celui-ci ;
    • de 20 à 50% en masse de praséodyme ou d'un composé de celui-ci ; et
    • de 0 à 50% en masse de bismuth ou d'un composé de celui-ci.
  • Comme mentionné précédemment, le composé d'erbium est typiquement un oxyde et, en particulier, le sesquioxyde d'erbium(III), de formule Er2O3.
  • De même, le composé de praséodyme est typiquement un oxyde, lequel est, de préférence, choisi parmi l'oxyde de praséodyme(III), l'oxyde de praséodyme(IV) et l'oxyde de praséodyme(III-IV), de formules respectives Pr2O3, PrO2 et Pr6O11, l'oxyde de praséodyme(III-IV) étant tout particulièrement préféré.
  • Lorsque la composition radio-atténuatrice conforme à l'invention comprend de tels oxydes d'erbium et de praséodyme, celle-ci comprend, de préférence, de 55 à 65% en masse d'oxyde d'erbium et de 35 à 45% en masse d'oxyde de praséodyme; mieux encore, cette composition comprend (60 ± 2)% en masse d'oxyde d'erbium et (40 ± 2)% en masse d'oxyde de praséodyme.
  • Lorsque la composition radio-atténuatrice conforme à l'invention comprend un oxyde d'erbium, un oxyde de praséodyme et du bismuth, celle-ci comprend, de préférence, de 30 à 45% en masse d'oxyde d'erbium, de 20 à 30% en masse d'oxyde de praséodyme et de 30 à 45% en masse de bismuth ; mieux encore, elle comprend de 33 à 42% et, de façon particulièrement préférée, (36 ± 2)% en masse d'oxyde d'erbium, de 22 à 28% et, de façon particulièrement préférée, (24 ± 2)% en masse d'oxyde de praséodyme, et de 30 à 45% et, de façon particulièrement préférée, (40 ± 2)% en masse de bismuth.
  • Conformément à l'invention, les proportions respectives de la matrice et de la composition radio-atténuatrice dans le matériau peuvent varier dans une large mesure en fonction de l'usage auquel ce matériau est destiné et, notamment, du niveau de radio-atténuation recherché dans le cadre de cet usage.
  • Ceci étant, on préfère généralement que la matrice représente de 10 à 25% en masse de la masse du matériau et que la composition radio-atténuatrice représente, elle, de 75 à 90% en masse de la masse du matériau.
  • Pour la fabrication d'articles de radioprotection et, notamment, d'articles de protection individuelle tels qu'un tablier de protection, on préfère que la matrice représente (15 ± 2)% en masse de la masse du matériau et que la composition radio-atténuatrice représente (85 ± 2)% en masse de la masse du matériau.
  • Par ailleurs, et ce, de manière à obtenir une répartition de cette composition la plus homogène possible dans la matrice, la composition radio-atténuatrice est, de préférence, constituée de particules dont au moins 90% en nombre ont une taille moyenne de particules inférieure ou égale à 20 µm et, mieux encore, inférieure ou égale à 1 µm.
  • Quant à la matrice, elle est également choisie en fonction de l'usage auquel est destiné le matériau radio-atténuateur.
  • Ainsi, par exemple, pour la fabrication d'un article de protection individuelle du type gant, tablier, chasuble, veste, jupe, manchette, protège-thyroïde, protège-gonades, vêtement de protection du creux axillaire, bandeau de protection oculaire, champ opératoire, rideau, nappe, les propriétés mécaniques recherchées, les caractéristiques de souplesse et de confort de cet article, orientent de préférence vers une matrice à base d'un matériau thermoplastique, en particulier, le polychlorure de vinyle, ou encore à base d'un matériau élastomère, choisi en particulier parmi le caoutchouc naturel, les polyisoprènes de synthèse, les polybutadiènes, les polychloroprènes, les polyéthylènes chlorosulfonés, les polyuréthanes élastomères, les élastomères fluorés (ou fluoroélastomères), les copolymères d'isoprène-iso-butylène (ou caoutchoucs butyles), les copolymères d'éthylène-propylène-diène (ou EPDM), les copolymères séquencés de styrène-isoprène-styrène (ou SIS), les copolymères séquencés de styrène-éthylène-butylène-styrène (ou SEBS), et les mélanges de ceux-ci.
  • En variante, pour la fabrication d'un article de protection collective du type matelas, panneau, écran de protection, la recherche de caractéristiques de durabilité et de résistance à l'usure du matériau orientent de préférence vers des matrices de type siliceuse, en particulier le verre, des matrices à base d'une résine thermodurcissable, choisie en particulier parmi les résines de type époxydes, vinylesters et polyesters insaturés, ou encore un matériau à base d'un thermoplastique, choisi en particulier parmi le polyéthylène, le polypropylène, un polycarbonate, par exemple, le polycarbonate de bisphénol A, l'acrylonitrile-butadiène-styrène (ou ABS) et les produits obtenus par co-extrusion de l'ABS avec des composés de type (méth)acrylate, tel que le polyméthacrylate de méthyle (ou PMMA).
  • L'invention a également pour objet un article de protection contre les rayonnements ionisants, comprenant un matériau radio-atténuateur tel que précédemment défini.
  • De préférence, l'article de protection est un article de protection individuelle tel qu'un gant, un tablier, une chasuble, une veste, une jupe, une manchette, un protège-thyroïde, un protège-gonades, un vêtement de protection du creux axillaire, un bandeau de protection oculaire, un champ opératoire, un rideau, une nappe, ou un article de protection collective tel qu'un matelas, un panneau ou un écran de protection.
  • L'invention présente de nombreux avantages.
  • En effet, elle permet de réaliser des matériaux et des articles de protection qui présentent des propriétés remarquables d'atténuation des rayonnements ionisants, en particulier des rayonnements électromagnétiques de type gamma et X, d'énergie pouvant se situer dans une large gamme, typiquement comprise entre 0 et 100 keV, et ce, à partir de métaux et d'oxydes métalliques qui ne possèdent pas de toxicité connue à ce jour pour la santé humaine et l'environnement.
  • En outre, l'élimination des déchets issus de leur fabrication ne nécessite donc pas de filière spécifique de collecte et de traitement.
  • Enfin, de manière similaire, l'élimination de ces matériaux et articles de protection après usage ne nécessite pas de filière spécifique autre que celles qui sont imposées par une éventuelle contamination par des matières toxiques ou radioactives.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture du complément de description qui suit, qui se rapporte à des exemples de fabrication de matériaux conformes à l'invention ainsi que de démonstration des propriétés de radio-atténuation de ces matériaux.
  • Bien entendu, ces exemples ne sont donnés qu'à titre d'illustrations de l'objet de l'invention et ne constituent en aucun cas une limitation de cet objet.
    • BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES
    • La Figure 1 est une représentation graphique comparée du coefficient d'atténuation massique, noté N, en fonction de l'énergie photonique, notée E, dans le cas des éléments plomb (courbe repérée par un pictogramme représentant une croix) et erbium (courbe repérée par un pictogramme représentant un disque).
    • La Figure 2 représente la répartition des composantes de l'interaction entre des photons issus d'un rayonnement ionisant, à la fois en fonction du numéro atomique de l'élément radio-atténuateur, noté Z, et de l'énergie photonique, notée E, les portions de surface notées « EP », « EC » et « EM » représentant respectivement les domaines d'observation de l'effet photoélectrique, de l'effet Compton et de l'effet de matérialisation.
    • La Figure 3 (respectivement, la Figure 4) représente la section efficace, notée N, de photons issus d'un générateur de rayons X au sein duquel une différence de potentiel de 80 kV (respectivement, 140 kV) est appliquée, en fonction de l'énergie photonique, notée E.
    • La Figure 5 est une représentation graphique comparée, du coefficient d'atténuation massique, noté N, en fonction de l'énergie photonique, notée E, dans le cas des éléments erbium (courbe repérée par un pictogramme représentant un disque) et praséodyme (courbe repérée par un pictogramme représentant un triangle).
    • La Figure 6 est une représentation graphique comparée, reprenant le formalisme et la signalétique utilisés dans la Figure 5, en y adjoignant le cas de l'élément bismuth (courbe repérée par un pictogramme représentant un carré).
    • La Figure 7 représente, en trait épais, la section efficace, notée n, de photons issus d'un rayonnement ionisant de type gamma émis par de l'américium-241, en fonction de l'énergie photonique, notée E. Les portions de surface situées en dessous de la courbe en trait fin représentent la section efficace des photons issus d'un matériau à base d'erbium conforme à l'invention, ayant reçu le rayonnement ionisant, en fonction de l'énergie photonique.
    EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Exemple 1 : Fabrication de matériaux conformes à l'invention
  • Cinq échantillons, respectivement E1, E2, E3, E4 et E5, de matériaux conformes à l'invention ont été réalisés.
  • Les échantillons E1, E2 et E3 correspondent à des matériaux qui comprennent une composition radio-atténuatrice composée d'Er2O3 et de Pr6O11 tandis que les échantillons E4 et E5 correspondent à des matériaux qui comprennent une composition radio-atténuatrice composée d'Er2O3, de Pr6O11, et de bismuth sous forme élémentaire.
  • Ces échantillons, qui se présentent sous la forme de carrés d'approximativement 30 centimètres de côté, sont réalisés par technique d'enduction.
  • En outre, ces échantillons mettent en oeuvre une composition radio-atténuatrice sous la forme de poudres dont au moins 90% des particules constituant ces poudres possèdent une taille moyenne des particules inférieure ou égale à 20 µm.
  • Les caractéristiques propres à chacun de ces échantillons sont regroupées dans le Tableau 1. TABLEAU 1
    Échantillon E1 E2 E3 E4 E5
    Épaisseur (mm) 4,6 2,3 5,2 1,6 3,2
    Masse surfacique (kg/m2) 13,4 5,8 13,8 4,8 9,6
    Base de la matrice Silicone PVC PVC Silicone Silicone
    Proportion massique composition/matrice (%/%) 75/25 68/32 68/32 75/25 75/25
    Proportion massique Er2O3/Pr6O11/Bi dans la composition (%/%/%) 60/40/0 70/30/0 70/30/0 36/24/40 36/24/40
    • Exemple 2 : Propriétés de radio-atténuation de matériaux conformes à l'invention
  • Les échantillons obtenus à l'Exemple 1 ci-avant ont été soumis à des tests visant à évaluer leur capacité à atténuer les rayonnements ionisants de type X, qui proviennent de générateurs de rayons X au sein desquels une différence de potentiel particulière est appliquée, ou de type gamma, qui sont par exemple émis par des poudres entrant dans la fabrication de combustibles nucléaires.
    • 1. Propriétés de radio-atténuation en présence d'un rayonnement ionisant de type X
  • Les propriétés d'atténuation d'un rayonnement ionisant de type X par des matériaux conformes à l'invention sont évaluées en appliquant les prescriptions de la norme NF EN 61331-1, intitulée « Dispositifs de protection radiologique contre les rayonnements X pour diagnostic médical. - Partie 1 : détermination des propriétés d'atténuation des matériaux » .
  • Les résultats tels qu'obtenus avec diverses différences de potentiel sont exprimés en termes d'épaisseur équivalente en plomb théorique, notée ethéo(X), et d'épaisseur équivalente en plomb mesurée, notée eexp(X).
  • On définit également un facteur de gain, noté FX, pour une différence de potentiel et des proportions massiques de Er2O3/Pr6O11/Bi particulières au sein de la composition radio-atténuatrice, comme étant le rapport de eexp(X) à ethéo(X).
  • Lorsque le rapport FX vaut 1, l'efficacité d'un matériau est équivalente, en terme de radio-atténuation, à celle d'un matériau de même masse surfacique mais constitué uniquement de plomb.
  • Les résultats obtenus pour les échantillons E1, E2, E4 et E5 figurent dans le Tableau 2 ci-après. TABLEAU 2
    Différence de potentiel (kV) Échantillon Proportion massique Er2O3/Pr6O11/Bi (%/%/%) ethéo(X) (mm) eexp(X) (mm) FX (Ø)
    80 E1 60/40/0 0,88 1,35 1,53
    E2 70/30/0 0,35 0,43 1,22
    E4 36/24/40 0,31 0,43 1,37
    E5 36/24/40 0,63 1,03 1,63
    110 E4 36/24/40 0,31 0,48 1,52
    E5 36/24/40 0,63 1,02 1,61
    150 E2 70/30/0 0,35 0,40 1,14
    E4 36/24/40 0,31 0,39 1,24
    E5 36/24/40 0,63 0,76 1,19
  • Des facteurs de gain compris entre 1,14 et 1,63 sont obtenus avec les matériaux conformes à l'invention, ce qui signifie que ces matériaux présentent des propriétés radio-atténuatrices accrues par rapport à des matériaux contenant un agent radio-atténuateur constitué uniquement de plomb.
    • 2. Propriétés de radio-atténuation en présence d'un rayonnement ionisant de type gamma
  • Les propriétés d'atténuation d'un rayonnement ionisant de type gamma par des matériaux conformes à l'invention sont évaluées par l'intermédiaire d'un dispositif mettant en oeuvre ces matériaux, placés à une certaine distance entre, d'une part, une source radioactive constituée par de l'américium-241, qui émet un rayonnement ionisant de type gamma d'énergie 59 keV, et d'autre part, un spectromètre sur lequel est assemblé un détecteur gamma au germanium.
  • La méthode employée consiste à déterminer l'atténuation du rayonnement de type gamma issu de l'américium-241, en mesurant la surface des pics d'absorption photoélectrique enregistrés par le détecteur. Cette surface est comparée, par la même méthode, à des surfaces obtenues avec des écrans de plomb d'épaisseur connue.
  • Comme dans le paragraphe 1 précédent, on définit une épaisseur équivalente en plomb théorique, notée ethéo(γ), calculée à partir de la masse surfacique des matériaux testés, et de la masse volumique du plomb sous forme métallique. En d'autres termes, cette épaisseur correspond à l'épaisseur d'un matériau de même masse que les matériaux testés, mais composé uniquement de plomb.
  • On définit encore une épaisseur équivalente en plomb mesurée, notée eexp(γ).
  • On définit enfin un facteur de gain Fγ, correspondant au rapport eexp(γ)/ethéo(γ).
  • Les résultats obtenus pour les échantillons E2 et E3 figurent dans le Tableau 3 ci-après. TABLEAU 3
    Échantillon Proportion massique Er2O3/Pr6O11/Bi (%/%/%) ethéo(X) (mm) eexp(X) (mm) Fγ (Ø)
    E2 70/30/0 0,35 0,80 2,28
    E3 70/30/0 0,82 1,67 2,03
  • Des facteurs de gain supérieurs à 2 sont obtenus avec les matériaux conformes à l'invention, qui possèdent ainsi des propriétés radio-atténuatrices accrues par rapport à des matériaux contenant un agent radio-atténuateur constitué uniquement de plomb.
  • Une représentation graphique de la section efficace, notée n, en fonction de l'énergie photonique, notée E, est montrée sur la Figure 7.
  • La courbe en trait épais, qui représente la section efficace de photons issus d'un rayonnement ionisant de type gamma émis par de l'américium-241, en fonction de l'énergie photonique, présente un maximum correspondant à une distribution élevée de photons ayant une énergie majoritairement centrée sur 59,6 keV.
  • En comparant les portions de surface situées sous la courbe en trait fin, on constate une forte atténuation du rayonnement d'énergie majoritairement centrée sur 59,6 keV.
  • En outre, on peut également observer l'émission d'un rayonnement secondaire de type X, qui se matérialise sous la forme de deux raies notées « RS » et « RS » sur la Figure 7, et dont les énergies respectives sont majoritairement centrées sur 49 et 55 keV.
  • Comme exposé précédemment, un tel matériau conforme à l'invention peut être utilisé à des fins d'atténuation d'un rayonnement issu du combustible MOX.
  • À cet égard, et à titre de complément, on peut ajouter que, selon la variabilité de la composition isotopique de ce combustible, celui-ci étant placé à faible distance d'un point de mesure, typiquement 50 centimètres, ce rayonnement ionisant de type gamma représente une proportion allant de 75 à 85% de l'ensemble du rayonnement gamma et X issu de ce dernier.
  • Cette proportion importante rend d'autant plus légitime la mise en oeuvre d'une composition radio-atténuatrice telle que décrite plus haut dans la fabrication d'articles de protection contre les rayonnements ionisants.
    • RÉFÉRENCES CITÉES
    1. [1] Demande internationale PCT WO 2006/069007
    2. [2] Demande de brevet US 2008/0128658
    3. [3] Demande de brevet FR 2 948 672
    4. [4] Demande internationale PCT WO 2005/017556
    5. [5] Demande de brevet DE 10 2006 958

Claims (14)

  1. Utilisation d'un mélange comprenant :
    - de 30 à 70% en masse d'erbium ou d'un composé de celui-ci ;
    - de 20 à 50% en masse de praséodyme ou d'un composé de celui-ci ; et
    - de 0 à 50% en masse de bismuth ou d'un composé de celui-ci ;
    en tant que composition radio-atténuatrice.
  2. Utilisation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le composé d'erbium est un oxyde d'erbium, cet oxyde d'erbium étant, de préférence, le sesquioxyde d'erbium(III), de formule Er2O3.
  3. Utilisation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le composé de praséodyme est un oxyde de praséodyme, cet oxyde de praséodyme étant, de préférence, l'oxyde de praséodyme(III-IV), de formule Pr6O11.
  4. Utilisation selon la revendication 3, caractérisée en ce que la composition radio-atténuatrice comprend :
    - de 55 à 65% en masse, et préférentiellement (60 ± 2)% en masse, d'oxyde d'erbium, et
    - de 35 à 45% en masse, et préférentiellement (40 ± 2)% en masse, d'oxyde de praséodyme.
  5. Utilisation selon la revendication 3, caractérisée en ce que la composition radio-atténuatrice comprend :
    - de 30 à 45% en masse, et préférentiellement de 33 à 42% en masse, d'oxyde d'erbium,
    - de 20 à 30% en masse, et préférentiellement de 22 à 28% en masse, d'oxyde de praséodyme, et
    - de 30 à 45% en masse de bismuth.
  6. Matériau radio-atténuateur comprenant une matrice dans laquelle est dispersée une composition radio-atténuatrice, ladite composition étant sous la forme d'une poudre, caractérisé en ce que ladite composition comprend :
    - de 30 à 70% en masse d'erbium ou d'un composé de celui-ci ;
    - de 20 à 50% en masse de praséodyme ou d'un composé de celui-ci ; et
    - de 0 à 50% en masse de bismuth ou d'un composé de celui-ci.
  7. Matériau radio-atténuateur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le composé d'erbium est un oxyde d'erbium, cet oxyde d'erbium étant, de préférence, le sesquioxyde d'erbium(III), de formule Er2O3.
  8. Matériau radio-atténuateur selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le composé de praséodyme est un oxyde de praséodyme, cet oxyde de praséodyme étant, de préférence, l'oxyde de praséodyme(III-IV), de formule Pr6O11.
  9. Matériau radio-atténuateur selon la revendication 8, caractérisé en ce que la composition radio-atténuatrice comprend :
    - de 55 à 65% en masse, et préférentiellement (60 ± 2)% en masse, d'oxyde d'erbium, et
    - de 35 à 45% en masse, et préférentiellement (40 ± 2)% en masse, d'oxyde de praséodyme.
  10. Matériau radio-atténuateur selon la revendication 8, caractérisé en ce que la composition radio-atténuatrice comprend :
    - de 30 à 45% en masse, et préférentiellement de 33 à 42% en masse, d'oxyde d'erbium,
    - de 20 à 30% en masse, et préférentiellement de 22 à 28% en masse, d'oxyde de praséodyme, et
    - de 30 à 45% en masse de bismuth.
  11. Matériau radio-atténuateur selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que :
    - la matrice représente de 10 à 25% en masse, et préférentiellement (15 ± 2)% en masse, de la masse du matériau, tandis que
    - la composition radio-atténuatrice représente de 75 à 90% en masse, et préférentiellement (85 ± 2)% en masse, de la masse du matériau.
  12. Matériau radio-atténuateur selon l'une quelconque des revendications 6 à 11, caractérisé en ce que la composition radio-atténuatrice est constituée de particules dont au moins 90% en nombre possèdent une taille moyenne de particules inférieure ou égale à 20 µm.
  13. Article de protection contre les rayonnements ionisants, en particulier les rayonnements électromagnétiques de type gamma et X, comprenant un matériau radio-atténuateur selon l'une quelconque des revendications 6 à 12.
  14. Article de protection selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il est un gant, un tablier, une chasuble, une veste, une jupe, une manchette, un protège-thyroïde, un protège-gonades, un vêtement de protection du creux axillaire, un bandeau de protection oculaire, un champ opératoire, un rideau, une nappe, un matelas, un panneau ou un écran de protection.
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