L'irradiateur d'Arc Nucleart à Grenoble
La France dispose d'une installation unique en Europe pour la préservation des objets du patrimoine : l'atelier régional de conservation NUCLEART de Grenoble.
Il s'agit d'un irradiateur gamma de type piscine. Hors utilisation, les sources de cobalt 60 sont, en effet, stockées en piscine. La hauteur d'eau (4,25 m) est suffisante pour que la source puisse être observée sans danger le personnel dans sa position de repos. La piscine est reliée à la cellule d'irradiation par un canal qui passe sous le mur de celle-ci. Une fois le personnel évacué et la porte fermée, on fait remonter des sources dans la cellule par un système de rails pour irradier les objets ou matériels qui y ont été déposés. La gamme de débit de dose est d'environ 100 Gy/h à 2 kGy/h.
Question
Les doses délivrées.
L'unité de dose est le gray (Gy), qui correspond à une énergie d'origine radioactive déposée équivalente à un joule par kilogramme de matière.
a) Calculer l'énergie en MeV déposée dans un kilogramme de matière pour une dose de 1Gy.
donc
pour 1kg.
Question
b) En supposant que chaque noyau permet de déposer une énergie correspondante à la somme des deux photons gamma cités dans l'exercice précédent, calculer le nombre de noyaux nécessaires pour obtenir 1Gy.
Question
Irradiation en cellule.
La cellule d'irradiation est une casemate aux murs en béton de 1,5 m d'épaisseur. Elle est dotée d'une porte, elle aussi de 1,5 m d'épaisseur, par laquelle on peut accéder en l'absence de toute source. Comme l'irradiation ne génère pas de radioactivité, on peut pénétrer dans la casemate et manipuler les objets dès la fin du traitement. Un hublot de verre au plomb permet de voir l'intérieur de la casemate et de suivre l'opération de consolidation ou de désinfection.
a) Pourquoi la casemate possède-t-elle des murs aussi épais ?
Les murs épais permettent d'absorber les rayonnements.
Question
b) Expliquer la phrase « Comme l'irradiation ne génère pas de radioactivité, on peut pénétrer dans la casemate et manipuler les objets dès la fin du traitement ».
Pas de radioactivité résiduelle une fois les sources ôtées.
Question
c) Tracer la marche des rayons (1) et (2) à travers le hublot sur la figure annexe à rendre avec la copie.
Question
d) Quelle est la déviation du rayon émergent par rapport au rayon incident ?
Pas de déviation.
Question
Irradiations en piscine.
En plaçant les matériels à irradier dans des conteneurs étanches qui sont descendus à proximité de sources fixes en fond de piscine, on peut aussi réaliser des irradiations en piscine. On considère une onde de même type que le rayonnement gamma mais de fréquence dans le domaine perceptible par l'être humain.
a) Caractériser le rayonnement étudié dans cette question.
Onde électromagnétique perceptible par l'homme = lumière.
Question
b) Que constitue la surface de séparation eau-air pour ce rayonnement?
Surface de séparation = dioptre.
Question
c) Quel phénomène peut se produire au niveau de cette surface.
Phénomène de réfraction (et réflexion partielle).
Question
d) Donner les lois régissant ce phénomène.
Lois de Snell-Descartes :
Les rayons incidents, réfléchi et réfracté sont contenus dans le plans d'incidence formé par la normale à la surface et le rayon incident.
Réflexion i=i'
Réfraction
Question
e) Sur la feuille annexe à rendre avec la copie, faire le schéma correspondant pour une incidence de π/4. Préciser la valeur de l'angle en degrés avec une notation décimale puis avec les minutes et secondes d'arc.
Ici
A.N. :
rad
Question
f) Que se passerait-il si au dessus se trouvait du verre ? Faire le schéma correspondant.
Même phénomène mais vers un milieu plus réfringent donc
.
