FR2872294A1 - Procede d'evaluation de l'activite radioactive d'un lot de colis radioactifs - Google Patents

Abstract

Ce procédé d'évaluation de l'activité radioactive d'un lot de colis radioactifs (C1, CN) comporte les étapes suivantes :- définition (E100) d'un modèle (P0-P2) aléatoire de remplissage en masse et de répartition d'activité pour un colis théorique de la famille de ces colis radioactifs (C1, CN) ;- calcul (E200) de la sensibilité (SP0-P2(i)) d'une mesure théorique d'activité pour une pluralité de tels colis théoriques ;- estimation (E400) de la répartition statistique (RTP0-P2) d'un indicateur (AttP0-P2(i)) de l'atténuation théorique subie par le rayonnement de ces colis théoriques ;- mesure (E600) de la répartition statistique (RR) d'un indicateur de l'atténuation réelle subie par le rayonnement des colis radioactifs (C1, CN) ;- ajustement (E100) et validation (E700) dudit modèle aléatoire (P0-P2) en fonction desdites répartitions statistiques (RTP0-P2, RR) ; et- évaluation (E800) de l'activité radioactive en utilisant ledit modèle aléatoire (P0-P2) validé.

Description

La présente invention concerne un procédé d'évaluation de l'activité d'un

lot de colis radioactifs.

Dans la suite de ce document, on désignera par colis un objet radioactif quelconque, par exemple un colis de déchets constitué d'une enveloppe (a priori non radioactive) et d'un contenu (à priori radioactif) .

Un colis pourra aussi être constitué par un équipement (cuve, moteur, ..) De façon connue, les déchets radioactifs sont généralement classés en différentes catégories en fonction de leur activité, et de la période de décroissance de l'activité des radioéléments.

De façon privilégiée, mais non limitative, l'invention s'applique à la mesure de la radioactivité de déchets des deux catégories suivantes: déchets TFA , c'est-à-dire de très faible activité ; - déchets FAIMA , c'est-à-dire d'activité faible ou moyenne et à courte durée de vie.

L'invention permet en particulier d'évaluer l'activité de colis radioactif volumineux et massifs.

Traditionnellement, l'évaluation de l'activité radioactive d'un colis à l'aide d'une mesure gamma, (débit de dose ou spectrométrie), suppose que la répartition de la masse et de l'activité est homogène dans le colis.

Malheureusement, cette hypothèse conduit à des incertitudes très importantes, à savoir typiquement, un facteur cinquante, pour des caissons de 5 m3 contenant le radioélément 60Co.

De telles incertitudes sont en particulier dues au fait qu'en réalité, dans un colis de déchets, l'activité radioactive peut être notamment profonde, en surface, ou plus ou moins bien répartie.

Par ailleurs la répartition de masse dans le colis peut également être inhomogène, constituant un écran pour le rayonnement, ou, à contrario, ménageant des fenêtres favorisant l'émergence de ces rayonnements endehors du colis.

L'invention permet de pallier les inconvénients précités. A cet effet elle vise un procédé d'évaluation de l'activité radioactive d'un lot de colis radioactifs d'une même famille, ce procédé d'évaluation étant caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: définition d'un modèle aléatoire de remplissage en masse et de répartition d'activité pour un colis théorique de la famille desdits colis radioactifs; calcul de la sensibilité d'une mesure théorique d'activité pour une pluralité de colis théoriques conformes audit modèle aléatoire; estimation de la répartition statistique d'un indicateur de l'atténuation théorique subie par le rayonnement desdits colis théoriques; mesure de la répartition statistique d'un indicateur de l'atténuation réelle subie par le rayonnement desdits colis radioactifs; ajustement et validation dudit modèle aléatoire en fonction desdites répartitions statistiques; et évaluation de ladite activité radioactive en utilisant ledit modèle aléatoire validé.

Dans la suite de la description, on appellera famille de colis , un ensemble de colis présentant des caractéristiques communes telles que les dimensions, l'épaisseur et la nature de l'enveloppe (si elle existe), la nature du contenu, la densité apparente de remplissage.

Ainsi, le procédé d'évaluation selon l'invention repose sur la définition et l'ajustement progressif de modèles successifs de remplissage en masse et de répartition d'activité pour un colis théorique, jusqu'à l'obtention d'un modèle représentant valablement la famille de colis dont l'activité radioactive doit être mesurée.

Le procédé d'évaluation selon l'invention ne présuppose donc pas que la répartition de la masse et de l'activité est homogène dans le colis, ce qui permet de diminuer grandement l'incertitude de mesure.

Ainsi, pour reprendre l'exemple des caissons de 5 m3 contenant du 60Co, l'incertitude dans l'évaluation de l'activité radioactive par le procédé selon l'invention est réduite à 20%.

Mais, bien entendu, cette incertitude, ainsi que l'incertitude initiale dépendent des caractéristiques du colis: volume du colis, densité de remplissage, énergies des émissions gamma...

Dans un premier mode de réalisation, le colis théorique est divisé en éléments finis de même volume.

Cette caractéristique avantageuse est particulièrement simple à mettre en oeuvre et permet de simuler tous types de colis et notamment les plus courants: fûts, caissons...

Dans la suite de la description, on appellera:

objet un paquet d'éléments finis pleins et contigus dans un colis, disjoint des autres objets; densité nominale: la densité de la matière constituant le remplissage, par exemple celle de l'acier pour un colis contenant des ferrailles; et densité apparente, la masse nette du colis divisée par le volume utile. En pratique, pour des colis de déchets ferrailles, la densité apparente est de l'ordre de 10 % de la densité nominale, voire moins.

Dans un deuxième mode de réalisation, on modélise les objets selon des caractéristiques réelles (par exemple des tuyaux, de diamètre, épaisseur et longueur donnés), et on range (ou jette) ces objets dans le colis, en tenant compte de leur encombrement et de la gravité.

Dans une première variante du premier mode de réalisation, le nombre d'éléments finis est variable et on fait varier les autres paramètres du modèle en fonction de ce nombre d'éléments finis de sorte que les caractéristiques générales du modèle (densité apparente, distribution de taille des objets, distribution d'activité) restent invariables quelque soit la finesse (celle-ci étant caractérisée par le nombre d'éléments finis) avec laquelle on examine celui-ci.

Bien entendu, cette invariabilité n'est effective qu'à partir d'un nombre d'éléments finis minimal, le modèle étant d'autant plus précis que le nombre d'éléments finis est important.

Dans une deuxième variante du premier mode de réalisation, le nombre 30 de ces éléments finis est un paramètre du modèle aléatoire de remplissage en masse.

Dans un modèle de remplissage en masse utilisé préférentiellement dans l'invention, la probabilité de remplissage d'un élément fini, dépend de la probabilité de remplissage de ses éléments voisins.

Cette caractéristique permet ainsi avantageusement la modélisation d'objets radioactifs tridimensionnels (moteurs, pompes, ...) ou s'étendant principalement dans une ou deux dimensions (tubes, plaques, ... ).

En variante, on peut également attribuer une probabilité équi-répartie, ce qui produit des points massifs (de dimension nulle) répartis aléatoirement. En pratique, pour un nombre élevé d'éléments finis, ce modèle est peu différent d'une répartition de masse homogène.

Dans la suite de la description, on appellera élément plein ou élément rempli , tout élément fini rempli en masse par le modèle de remplissage utilisé.

Les autres éléments finis seront dénommés éléments vides .

Dans le premier mode de réalisation précité, le modèle aléatoire de répartition d'activité peut avantageusement utiliser une probabilité homogène sur tous les éléments finis.

Il permet aussi la représentation de colis comportant de la matière radioactive susceptible d'être portée par deux sortes de supports, par exemple des ferrailles denses et des voiles plastiques très peu denses.

Dans un autre mode préféré de réalisation de l'invention, le modèle aléatoire de répartition d'activité utilise une probabilité homogène sur tous les centres des éléments pleins.

Ce mode préféré de réalisation permet en particulier la modélisation de 25 colis contenant des matières activées.

De façon connue en effet, l'activation (à savoir la transformation d'isotopes stables en isotopes radioactifs), est le plus souvent due à une irradiation (antérieure à la constitution du colis) par des neutrons. Sa caractéristique principale est d'être répartie de manière à peu près homogène dans la masse du matériau.

Dans un autre mode préféré de réalisation de l'invention, le modèle aléatoire de répartition d'activité utilise une probabilité homogène sur tous les centres des éléments vides.

Ce mode préféré de réalisation permet d'étudier l'effet de la corrélation entre la masse et l'activité.

II permet aussi la représentation de colis contenant de la ferraille et du plastique, la matière radioactive étant susceptible d'être portée uniquement par les plastiques.

Dans un autre mode préféré de réalisation de l'invention, le modèle aléatoire de répartition d'activité utilise une activité répartie sur des points situés à la surface ou à proximité de la surface des paquets d'éléments finis pleins, ou objets.

Ce mode préféré de réalisation est particulièrement adapté pour modéliser des colis contenant des matières contaminées, c'est-à-dire pour lesquelles la matière radioactive est déposée en surface.

En pratique, on choisit le modèle en fonction du contenu effectif des colis dont on veut mesurer l'activité.

Pour une étude théorique, on peut envisager tous les modèles, pour évaluer l'influence de la corrélation entre la masse et l'activité.

Préférentiellement, le modèle aléatoire de répartition d'activité utilisé dans l'invention attribue une activité aléatoire: soit au centre de chacun des éléments finis pleins (activation) ; soit à la surface libre de chacun des éléments finis pleins possédant au moins un élément fini vide comme voisin (contamination).

Cette activité aléatoire peut notamment utiliser une puissance d'un nombre pseudo aléatoire.

Ainsi, en modélisant l'activité par des puissances négatives de nombres aléatoires générés de façon équiprobable entre zéro et un, on peut générer des nombres arbitrairement grands, représentant le cas de points chauds constituant l'essentiel de l'activité.

On rappelle à cet effet, qu'un point chaud comprend une concentration localisée d'une fraction significative de la totalité de l'activité d'un colis.

Dans un mode préféré de réalisation de l'invention, l'indicateur de l'atténuation réelle pour un colis est constitué, comme décrit en détails ultérieurement, par le rapport de deux résultats obtenus à partir d'un même spectre gamma de ce colis.

Ce rapport permet avantageusement d'évaluer l'atténuation moyenne subie par le rayonnement radioactif avant d'émerger du colis, sans connaître l'activité réelle dans le colis.

En variante, toute grandeur variant avec l'épaisseur de matière traversée peut servir d'indicateur d'atténuation, et notamment: des acquisitions de spectrométrie gamma réalisées à différents angles d'incidence; des mesures directes bêta et/ou alpha couplées à des mesures de spectrométrie gamma; ou des acquisitions successives réalisées lorsque le colis est en rotation.

On peut ainsi caractériser l'enfouissement des éléments radioactifs dans le colis et ajuster le modèle aléatoire de répartition en masse et en activité.

En pratique l'ajustement peut se faire par tâtonnement en faisant varier des paramètres dits microscopiques de description de la famille des colis, et notamment: le nombre d'éléments finis; les lois de remplissage utilisées; les paramètres du modèle aléatoire; la définition des voisins; la corrélation entre la masse et l'activité.

D'autres aspects et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description de modes particuliers de réalisation qui va suivre, cette description étant donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 représente les principales étapes d'un procédé d'évaluation de l'activité radioactive d'un lot de colis d'une même famille, conforme à l'invention dans un mode préféré de réalisation; les figures 2a à 2f représentent six variantes de répartition de l'activité radioactive conforme à l'invention; la figure 3 représente un graphe obtenu lors de l'évaluation, par spectrométrie gamma, de l'activité d'un colis radioactif; la figure 4 représente, sous forme d'histogramme, une répartition statistique de l'atténuation théorique utilisée par un procédé d'évaluation conforme à l'invention dans un mode préféré de réalisation; et la figure 5 représente, sous forme de nuage de points, un exemple de variation de la sensibilité en fonction de l'atténuation subie par le rayonnement d'un colis théorique conforme à l'invention La figure 1 représente les principales étapes d'un procédé d'évaluation de l'activité radioactive d'un lot de colis Cl, CN d'une même famille, conforme à l'invention dans un mode préféré de réalisation.

Dans l'exemple de réalisation décrit ici, on supposera que tous les colis Cl, CN sont de la même famille T, à savoir des caissons métalliques de 5 m3, remplis d'environ 2500 kilogrammes de ferraille.

Conformément à l'invention, ce procédé d'évaluation utilise un colis théorique CT de la même famille T. Dans le mode préféré de réalisation décrit ici, le volume utile du colis théorique CT est divisé en N éléments finis de même volume.

Le procédé d'évaluation selon l'invention comporte une étape E100 de définition d'un modèle aléatoire de remplissage en masse et de remplissage en activité du colis théorique CT.

Dans le mode préféré de réalisation décrit ici, le modèle aléatoire de remplissage précité est un modèle dans lequel la probabilité de remplissage d'un élément fini donné, dépend de la probabilité de remplissage de ses voisins.

Ainsi, dans une première variante de ce mode préféré de réalisation, on utilisera la loi de remplissage suivante: P11de = PO.P1 ", où PO et P1 sont des paramètres du remplissage; et Pvide est la probabilité qu'un élément fini soit vide, lorsque n de ses premiers voisins (parmi ceux dont le remplissage a déjà été défini) sont pleins.

Cette première variante de réalisation permet notamment la simulation d'un remplissage en masse parfaitement aléatoire en choisissant P1 égal à un.

Dans cette première variante de réalisation, le nombre N d'éléments finis du colis théorique CT est un paramètre du modèle aléatoire de remplissage en masse.

Le nombre N d'éléments finis intervient à plusieurs niveaux. Par exemple, pour P1 donné, si ce nombre N est très petit, les éléments de volume seront volumineux et les probabilités pour que le rayonnement émerge sans atténuation du colis, ou, au contraire, presque complètement atténué seront importantes.

Par exemple, lorsque: le nombre N d'éléments finis est égal à 8000; PO = 0,99; et P1 = 0,63, on obtient en moyenne une quarantaine d'objets dans le colis théorique CT.

L'homme du métier comprendra que si l'on fait varier le nombre N d'éléments finis, il convient de faire aussi varier les autres paramètres microscopiques de remplissage (lois de remplissage, paramètres du modèle aléatoire, ...) pour obtenir un remplissage dont l'aspect général est inchangé, c'est çà dire avec les mêmes caractéristiques macroscopiques (densité apparente, nombre d'objets, distribution du volume de chaque objet, probabilité/distribution des points chauds,...).

Dans une deuxième variante de ce mode préféré de réalisation, on utilise un modèle de remplissage en masse prenant aussi en compte les deuxièmes voisins d'un élément fini.

Cette deuxième variante de réalisation, qui permet de réduire la 30 dimensionnalité des objets, est particulièrement adaptée à la modélisation d'objets linéaires (tronçons de tuyaux) ou surfaciques (tôles).

La loi de remplissage pour cette deuxième variante de réalisation est similaire à la loi de remplissage de la première variante de réalisation, à savoir: 2872294 9 Pvide = PO.P1 n, où PO et P1 sont des paramètres du remplissage; et Pvide est la probabilité qu'un élément fini soit vide, lorsque n de ses premiers et deuxièmes voisins (parmi ceux dont le remplissage a déjà été défini) sont pleins, les deuxièmes voisins n'étant comptabilisés que s'ils sont contigus à un premier voisin plein.

Plusieurs types de répartition de l'activité radioactive dans le colis théorique CT peuvent être utilisés par le procédé d'évaluation selon l'invention.

Les figures 2a à 2f représentent six variantes de répartition de l'activité radioactive conforme à l'invention, dans lesquelles les éléments finis grisés sont les éléments finis pleins, et les points représentent les points de répartition aléatoire de l'activité radioactive.

Dans la première variante de réalisation (figure 2a), on utilise un modèle dans lequel l'activité radioactive est répartie avec une probabilité homogène sur tous les éléments finis du colis théorique CT, indépendamment du caractère plein ou vide de cet élément fini dans le modèle de remplissage en masse précité.

Dans les cinq autres variantes de réalisation, on utilise un modèle dans lequel la distribution d'activité radioactive prend en compte le caractère plein 20 ou vide des éléments finis du colis théorique CT.

Dans la deuxième variante de réalisation (figure 2b), on utilise un modèle dans lequel l'activité radioactive est répartie avec une probabilité homogène sur les centres de tous les éléments pleins du colis théorique CT.

Dans la troisième variante de réalisation (figure 2c), on utilise un modèle dans lequel l'activité radioactive est répartie avec une probabilité homogène sur les centres de tous les éléments vides du colis théorique CT.

Dans la quatrième variante de réalisation (figure 2d) , on utilise un modèle dans lequel l'activité radioactive est répartie avec une probabilité homogène sur les centres de tous les éléments pleins à la surface des objets du colis théorique CT.

Dans la cinquième variante de réalisation (figure 2e) , on utilise un modèle dans lequel l'activité radioactive est répartie avec une probabilité homogène sur les centres de tous les éléments vides situés à proximité de la surface des objets du colis théorique CT.

Dans une sixième variante de réalisation (figure 2f), on utilise un modèle dans lequel l'activité radioactive est répartie avec une probabilité homogène sur les centres des bords de tous les éléments pleins à la surface des objets du colis théorique CT.

Préférentiellement, le modèle aléatoire de répartition d'activité attribue une activité aléatoire aux points de répartition, tels que définis ci-dessus en référence aux figures 2a à 2f.

On utilise préférentiellement la loi suivante: Activité = xP2, où x est un nombre aléatoire équiprobable entre 0 et 1; et P2 un paramètre du remplissage.

Par exemple, si, pour simplifier, le colis contient 3 sites susceptibles d'accueillir de l'activité, on génère 3 nombres aléatoires entre zéro et un.

A supposer que le résultat soit 0,01, 0,2 et 0,5 et P2 choisi égal à un, les activités de ces trois points seront 100, 5 et 2. Le premier site est alors un point chaud, contenant 93,5 % de l'activité.

En conclusion, l'étape E100 de définition du modèle aléatoire du procédé d'évaluation décrit ici, consiste à choisir les paramètres microscopiques précités (P0 à P2, lois, nombre d'éléments finis, ...).

Ce choix est réalisé de manière à ce que les paramètres macroscopiques (densité apparente, nombre d'objets, répartition de la masse des objets, probabilité de points chauds,...) soient conformes aux caractéristiques présumées des colis Cl, CN.

Cette étape E100 de définition du modèle aléatoire de remplissage en masse et de répartition de l'activité radioactive dans le colis théorique CT est suivie par une étape E200 au cours de laquelle on calcule, par simulation, les sensibilités d'une mesure de l'activité gamma pour une pluralité de colis théoriques CT(i) conformes au modèle aléatoire défini à l'étape précédente.

Cette étape E200 de simulation consiste à obtenir, pour chaque colis, en utilisant le modèle aléatoire, une répartition en masse et en activité effective, puis à calculer les sensibilités de la mesure gamma pour ce colis.

De façon connue, un spectromètre gamma est constitué d'un détecteur produisant des impulsions (en général électriques) d'amplitude proportionnelle à l'énergie déposée dans ce détecteur, et d'un "analyseur multi-canal" classant chaque impulsion détectée en fonction de son amplitude, c'est à dire en fonction de l'énergie déposée dans le détecteur.

Un tel spectromètre possède un nombre élevé de canaux (typiquement 8192 ou 16384), chacun comptant les impulsions dans une mince bande d'énergie, chaque bande étant contiguë à celles des canaux immédiatement inférieur et immédiatement supérieur.

En d'autres termes, le canal c correspond à la bande des énergies E comprises entre E=c.G et E=(c+1).G où G est le gain de l'analyseur (en keV par canal).

Le résultat d'une spectrométrie est un spectre, que l'on peut représenter sous la forme d'un histogramme donnant pour chaque canal le nombre d'évènements qui ont été détectés dans la bande d'énergie correspondante.

Compte tenu du nombre élevé de canaux, l'histogramme peut être assimilé à un graphe continu, du type de celui de la figure 3.

La figure 3 représente schématiquement un spectre (ligne L1) obtenu en présence de cobalt 60 (isotope radioactif du cobalt) : on y distingue 2 pics, à 1773 keV (Pic1) et 1332 keV (Pic2), chacun correspondant à une énergie d'émission spécifique à ce radioélément.

Plusieurs sensibilités peuvent être définies (en fait autant de sensibilités indépendantes qu'il y a de canaux), chaque sensibilité S'Y étant définie par: SI' = Imp/Act, où lmp est le taux d'impulsions (nombre d'impulsions par seconde), et Act l'activité du radioélément considéré dans le colis.

Le nombre d'impulsions se rapporte à une zone définie du spectre; une surface ou aire dans la figure 3 correspond à un nombre d'impulsions; ce nombre d'impulsions, rapporté au temps d'acquisition (durée de comptage) est un taux d'impulsions. Dans le cas du cobalt 60, on pourra s'intéresser à : l'aire nette du pic Pic1, correspondant à la surface de la zone grisée du pic Pic1 émergeant de la ligne L2 de base; le taux d'impulsions dans cette zone est noté ImpAl l'aire nette du pic2, correspondant à la surface de la zone grisée du pic Pic2 émergeant de la ligne de base L2; le taux d'impulsions dans cette zone est noté ImpA2 le dégradé, zone située aux énergies plus faibles que les pics. Les bornes inférieures et supérieures de cette zone (Ed(inf) et Ed(sup)) doivent être définies au cas par cas en fonction du taux de comptage, du temps d'acquisition, de l'importance et la position des pics secondaires, des autres radioéléments. Le dégradé à prendre en compte est celui qui n'est relatif qu'aux pics Pic1 et Pic2, et non pas aux éventuels pics d'énergie supérieure (non représentés sur la figure 3), ce qui nécessite de ne retenir que l'aire au-dessus de la ligne L3. Le taux d'impulsions dans cette zone est appelé ImpD1.

Au cours de l'étape E200, les sensibilités SPO_P2(i) des colis théoriques CT(i), sont calculées par modélisation numérique.

Par ailleurs, les taux d'impulsions sont directement mesurables par spectrométrie sur les colis réels Cl, CN.

Mais, l'activité Act(i) des colis réels Cl, CN n'étant pas à priori connue (son évaluation faisant l'objet de la présente invention), la sensibilité pour les colis réels n'est pas mesurable, à moins de mettre en oeuvre des procédés 20 beaucoup plus complexes et lourds qu'une spectrométrie.

L'invention utilise donc avantageusement, le rapport de deux sensibilités ce rapport étant quant à lui, calculable par modélisation et mesurable pour des colis réels.

Les sensibilités théoriques SPO_P2(i) se calculent, au cours de l'étape E200, 25 en utilisant des lois de propagation et d'atténuation du rayonnement gamma connues de l'homme du métier.

Les principales lois physiques applicables pour le calcul des sensibilités sont les suivantes: Loi 1: Sans atténuation, le flux F de photons d'énergie E à une distance d d'un point d'émission d'activité Act s'écrit: F=Act.Reb / 4.ff.d2, où Reb est le nombre moyen de photons d'énergie E émis par désintégration.

Loi 2: Le facteur d'atténuation Fa à travers un milieu matériel donné est un facteur multiplicatif s'appliquant au flux F ci-dessus. Il rend compte de la probabilité qu'a un photon d'interagir avec la matière qu'il traverse, probabilité d'autant plus forte que l'épaisseur de matière traversée est plus grande. Ce facteur s'écrit: /tex Fa=e p où p/p est le coefficient d'atténuation massique; ce coefficient, dépendant de l'énergie, est donné dans diverses publications telles que les tables de Hubbell ("Photon Mass Attenuation and Energyabsorption Coefficients from 1 keV to 20 MeV", Int. J. Appl. Radiat. Isot. Vol 33, pp1269 à 1290, 1982) ; p est la densité du milieu traversé ; et x est la longueur de la traversée dans le milieu considéré.

Loi 3: Les photons ayant interagi ne disparaissent pas forcément, mais sont, au minimum modifiés (perte d'énergie et/ou changement de direction) ; ils ne sont plus décomptés dans le flux F ci-dessus; leur sort dépend du type d'interaction qu'ils subissent, les principaux types d'interaction étant l'interaction photoélectrique (absorption complète) et l'interaction Compton (choc d'un photon sur un électron. Cette dernière interaction est régie par la loi de Klein-Nishina. Les probabilités d'interaction (ou sections efficaces) peuvent être déduite de tables publiées telles que les tables de Hubbell citées ci-dessus.

En pratique, un tel calcul est réalisé à l'aide d'un code numérique du type du code comme MCNP (distribué par l'Agence pour l'Energie Nucléaire de l'Organisation de Coopération et de Développement Economique, AEN/OCDE, ou NEA/OECD en anglais). Ce code met en oeuvre la méthode connue de l'homme du métier sous le nom Monte Carlo L'étape E200 de calcul des sensibilités théoriques SPO_P2(i) des mesures d'activités est suivie par une étape E300 de calcul de la valeur d'un indicateur Attp0 p2(i) de l'atténuation subie par le rayonnement dans chacun des colis théoriques CT(i).

Une même épaisseur de matière traversée par le rayonnement produit une atténuation d'autant plus importante que son énergie est faible: le rapport ImpAl/ImpA2 est donc d'autant plus faible que l'épaisseur de matière traversée est importante.

De même, plus l'épaisseur de matière traversée est importante, plus le rayonnement interagit, et donc plus la proportion de dégradé est importante: le rapport (ImpA2+ImpAl)/ImpDl est donc d'autant plus faible que l'épaisseur de matière traversée est importante.

Le rapport de deux sensibilités, ImpAl/ImpA2 ou (ImpA2+ImpA1)/ImpD1 constitue donc un bon indicateur de l'atténuation, en ce sens que ce rapport varie effectivement avec l'épaisseur de matière traversée. Par expérience, on constate que le rapport (ImpA2+ImpAl)/ImpDl est un meilleur indicateur que ImpAl/ImpA2 parce que sa variation avec l'épaisseur de matière traversée est plus rapide.

Dans le mode préféré de réalisation décrit ici, on retient ce dernier rapport comme indicateur pour le colis théorique CT(i).

Cette étape E300 est suivie par une étape E400 au cours de laquelle on effectue la répartition statistique RTPO_P2 de l'indicateur Attpo_P2(i) d'atténuation calculé à l'étape précédente.

On appellera par la suite MPO_P2 et 6FO-F2 la moyenne et l'écart type de cette répartition. A titre d'exemple, la figure 4 représente, sous forme d'histogramme, une

répartition statistique de l'indicateur dégradé/pic pour un lot de 366 colis théoriques de la famille contaminés en 60Co.

L'étape E400 de calcul de la répartition statistique est suivie par une étape E500 au cours de laquelle on mesure les valeurs réelles attR(i) du même indicateur pour des colis radioactifs Ci.

Pour cela, on présente les caissons individuellement, chacun leur tour, sur un plateau tournant, face à un détecteur et on effectue (étape E450) une spectrométrie gamma (de préférence détecteur germanium) de manière à obtenir un graphe similaire à celui de la figure 3.

On effectue ensuite, au cours d'une étape E600, la répartition statistique RR de cet indicateur attR(i) d'atténuation réelle de façon similaire au calcul de la répartition statistique RTPO_P2 des indicateurs théoriques estimée à l'étape E400 précédente.

On appellera par la suite MRR et YRR la moyenne et l'écart type de cette répartition.

L'étape E600 de mesure de la répartition statistique réelle est suivie par 10 une étape E700 au cours de laquelle on compare les répartitions statistiques des atténuations réelles et théoriques, RR et RTPO_P2.

En pratique, cela revient à comparer les deux histogrammes, ou encore les valeurs moyennes (MRR et MPO-P2) et les écarts types (6RR et 6P0_P2) de ces répartitions Lorsque les deux histogrammes sont trop différents (résultat du test E700, négatif): on ajuste le modèle aléatoire (retour à l'étape E100) en définissant de nouveaux colis théoriques, CT'(i) par le choix de nouveaux paramètres microscopiques P'0-P'2,... ; on calcule (étape E200) les sensibilités des mesures de l'activité gamma les colis théoriques CT'(i) ; on calcule (étape E300) la valeur de l'indicateur d'atténuation subie par le rayonnement des colis théoriques CT'(i) ; on calcule (E400) la répartition statistique RTP,o-P 2 de l'indicateur de l'atténuation calculé à l'étape précédente; et on compare (E700) les répartitions statistiques des atténuations réelles et théoriques RR et RTPro-P'2É En pratique, l'étape E100 d'ajustement du modèle aléatoire s'effectue par tâtonnements successifs au cours desquels on modifie les paramètres microscopiques. Parmi les paramètres d'influence significative, on peut citer la corrélation entre la répartition de la masse et de l'activité radioactive (parmi les différentes corrélations possibles, on trouve les modèles du type de ceux représentés aux figures 2a à 2f).

Un autre paramètre important est le nombre d'objets par colis. Dans le mode de réalisation décrit ici, il suffit, pour augmenter ce nombre d'objets, d'augmenter P1, et corrélativement de diminuer P0, de manière à conserver une densité apparente stable.

Enfin, la diminution de P2 a pour effet de rendre plus probable un point chaud important, et agit sur l'écart type 6PO-P2 des répartitions (augmentation), sans affecter la moyenne MPO_P2.

Lorsque l'écart entre les répartitions statistiques des atténuations réelles et théoriques RR et RTP,o_F2 est suffisamment faible, le mode aléatoire est validé, et le résultat du test E700 est positif.

En pratique, cette condition est remplie lorsque les valeurs absolues des différences entre les valeurs IMRR ' MPO-P2l / MRR et I6RR ' 6PO-P2l / 6RR sont inférieures à un seuil prédéterminé.

Ce seuil est choisi en fonction de la précision souhaitée pour l'évaluation de l'activité, de l'influence de l'atténuation sur la mesure (plus le colis est gros, plus le seuil devra être faible), et des incertitudes autres que celles provenant des distributions de masse et d'activité (si par exemple la mesure est de toutes façons entachée d'une incertitude de 50%, il n'est pas nécessaire de choisir un seuil inférieur à 5 %).

Lorsque le résultat du test E700 est positif, ce test est suivi par une étape E800 d'évaluation finale de l'activité Act(i) des colis radioactifs Cl, CN.

Dans un premier mode de réalisation, l'activité Act(i) de chaque colis Ci est obtenue de la façon suivante: Act(i) = ImpA2(i)/SYPO_ P2 où : ImpA2(i) est le taux d'impulsions comptées dans l'aire nette du pic principal Pic2 lors de la spectrométrie (étape E450) du colis réel Ci; et SYPO- P2 est la moyenne des sensibilités théoriques (SPO-P2(j)) dans le pic principal Pic2 calculée (étape E200) pour les colis théoriques CT(j).

Dans un deuxième mode de réalisation, on établit une loi f de variation de SYPO_ P2 en fonction de plusieurs valeurs de l'indicateur Attpo_P2(j) de l'atténuation pour des colis théoriques CT(j) de la famille T. Pour ce faire, on représente, sous la forme d'un nuage de points, tel que représenté à la figure 5, la sensibilité théorique SPO_P2(j) en fonction de l'indicateur d'atténuation théorique Attpo_P2(j), ces valeurs étant calculées aux étapes E200 et E400 décrites précédemment.

Puis, on établit, une courbe de meilleure approximation du nuage de points. Dans le mode de réalisation décrit ici, cette courbe est la droite L4 de la figure 5.

Quoiqu'il en soit, cette courbe représente la loi f de variation précitée. Dans ce deuxième mode de réalisation, l'activité Act(i) de chaque colis Ci est obtenue de la façon suivante: Act(i) = ImpA2(i) / f(Attr(i)) où : Attr(i) est l'indicateur de atténuation réelle subie par le rayonnement du colis radioactifs Ci, et mesuré à l'étape E600.

Claims (11)

REVENDICATIONS

1. Procédé d'évaluation de l'activité radioactive (Act(i)) d'un lot de colis radioactifs (Cl, Ci, CN) d'une même famille (T) caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: définition (E100) d'un modèle (PO-P2) aléatoire de remplissage en masse et de répartition d'activité pour un colis théorique (CT) de la famille (T) desdits colis radioactifs (Cl, Ci, CN) ; calcul (E200) de la sensibilité (SP0_P2(i)) d'une mesure théorique d'activité pour une pluralité de colis théoriques (CT(i)) conformes audit modèle aléatoire (PO-P2) ; estimation (E400) de la répartition statistique (RTp0 p2) d'un indicateur (Attp0 p2(i)) de l'atténuation théorique subie par le rayonnement desdits colis théoriques (CT(i)) ; mesure (E600) de la répartition statistique (RR) d'un indicateur de l'atténuation réelle (AttR(i)) subie par le rayonnement desdits colis radioactifs (Cl, Ci, CN) ; ajustement (E100) et validation (E700) dudit modèle aléatoire (P0-P2) en fonction desdites répartitions statistiques (RTp0 p2, RR) ; et évaluation (E800) de ladite activité radioactive (Act(i)) en utilisant ledit modèle aléatoire (PO-P2) validé.

2. Procédé d'évaluation selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit colis théorique (CT(i)) est divisé en éléments finis de même volume et en ce que le nombre (N) de ces éléments finis est un paramètre dudit modèle aléatoire de remplissage en masse.

3. Procédé d'évaluation selon la revendication 2, caractérisé en ce que la probabilité de remplissage d'un desdits éléments finis, dépend de la probabilité de remplissage de ses éléments voisins. 20

4. Procédé d'évaluation selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit modèle aléatoire de répartition d'activité utilise une probabilité homogène sur tous lesdits éléments finis.

5. Procédé d'évaluation selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit modèle aléatoire de répartition d'activité utilise une probabilité homogène sur tous les centres desdits éléments pleins.

6. Procédé d'évaluation selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit modèle aléatoire de répartition d'activité utilise une probabilité homogène sur tous centres desdits éléments vides.

7. Procédé d'évaluation selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit modèle aléatoire de répartition d'activité utilise une activité répartie sur des points situés à la surface ou à proximité de la surface des paquets d'éléments pleins.

8. Procédé d'évaluation selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que ledit modèle aléatoire de répartition d'activité attribue une activité aléatoire (x P2) à chacun desdits éléments pleins.

9. Procédé d'évaluation selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit indicateur de l'atténuation réelle (attR(i)) est constitué par le rapport de deux résultats (ImpA,, ImpA2) obtenus à partir d'un même spectre gamma dudit colis radioactif (Ci).

10. Procédé d'évaluation selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que, on utilise (E800) pour évaluer ladite activité radioactive (Act(i)) de chacun desdits colis (Ci), la moyenne desdites sensibilités (Spop2(j)) de ladite pluralité de colis théoriques (CT(j)).

11. Procédé d'évaluation selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que, on utilise (E800) pour évaluer ladite activité radioactive (Act(i)) de chacun desdits colis (Ci), une fonction (f) de l'atténuation réelle (Attr(i)) estimée à partir des sensibilités (SPOP2(j)) de ladite pluralité de colis théoriques (CT(j)) et de la dépendance desdites sensibilités (SP0_P2(j)) audit indicateur d'atténuation théorique Attpo_P2(j).