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Réseau Becquerel pour la mesure de radioactivité

Applications originales

Accueil > > Domaines d’intervention > Mesure de la radioactivité > Applications originales (écrit par Nicolas Busser | mis à jour le 24 avril 2012)

Les techniques de mesure présentes dans les laboratoires du réseau Becquerel touvent principalement leur application dans les mesures associées à la surveillance de l’environnement et à la caractérisation de matériaux industriels. Néanmoins, elles ont parfois été développées pour des applications originales qui ont fait l’objet de projets de recherches propres. A l’heure actuelle, la plupart de ces programmes ont abouti, et le savoir-faire ainsi acquis peut être valorisé à travers des prestations d’études dans différents domaines.

Évaluation de la "pureté" radiologique de composants stratégiques

La présence de radioactivité naturelle, même à très bas seuil, peut s’avérer indésirable. C’est notamment le cas dans les matériaux entrant dans la composition de détecteurs de physique nucléaire ou de physique des particules pour lesquels cette radioactivité naturelle peut induire un "bruit de fond" totalement incompatible avec le niveau de sensibilité requis.

Une problématique similaire de fiabilité se pose également dans le domaine de l’électronique du fait de la diminution de la taille des composants. La charge impliquée dans le fonctionnement des composants est inférieure au femto-Coulomb, ce qui correspond seulement à 6250 électrons ou trous. Une si faible charge peut être perturbée par des radiations naturelles qui peuvent ioniser localement conduisant à un dysfonctionnement. Pour les mémoires ceci représente un aléa logique donc une erreur de calcul qui peut avoir des conséquences importantes si le calcul sert par exemple pour un vote électronique. Pour des composants de puissance ceci peut entrainer la fusion du composant.
Les radiations produisant ce type d’événement sont de deux origines le rayonnement cosmique qui est le terme dominant pour les applications ciel et espace et le rayonnement alpha provenant de radioélément contenus dans la puce elle-même.

Dans ces deux cas (détecteur et électronique), les capacités analytique d’ultra bas seuil du réseau permettent d’assurer ces caractérisations.

Dans le domaine de l’électronique, le Laboratoire Souterrain de Modane développe actuellement une approche innovante pour la mesure de la contamination alpha. Actuellement les matériaux pour l’électronique sont donnés comme low alpha emissions ou ultra low alpha emission et cette caractéristique est mesurée par des compteurs proportionnels alpha. L’avantage est la simplicité d’utilisation et le résultat direct. Le LSM développe la mesure de l’émissivité alpha par mesure gamma : la méthode consiste à mesurer les impuretés présentes en spectrométrie gamma et obtenir la contamination du matériau en Bq/kg. Cette donnée permet par simulation Monte Carlo de retrouver l’émission alpha du matériau.

Origine géographique des produits

Tout organisme vivant échange en permanence avec l’environnement dans lequel il évolue. Si la composition en éléments majeurs de l’eau, l’air et la terre varient relativement peu en moyenne d’un point du globe à l’autre, il n’en n’est pas de même des éléments chimiques ou radioéléments naturels présents à l’état de traces et ultra-traces. Ainsi, tout organisme naturel contient des éléments issus des processus d’échanges avec sont environnement et qui peuvent, dans certains cas, former une signature chimique ou radioactive unique du produit. Cette approche a ainsi été utilisée pour « signer » l’origine géographique de certains produits de consommation (pruneaux d’Agen, sels de mer,…) dans la démarche d’élaboration d’une Indication Géographique Protégée par exemple. Cette méthode simple permet alors de pouvoir distinguer un produit original d’une contrefaçon.

Datation

La nature même du phénomène de la radioactivité, induit que le nombre d’atomes d’une même espèce va décroître au cours du temps pour un échantillon donné. La vitesse à laquelle se déroule ce phénomène est connue pour chaque radionucléide, et sert de « chronomètre » permettant de dater un objet contenant ces éléments. On distingue plusieurs approches basées sur l’étude des radionucléides naturels ou artificiels présents.

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