Rejet de descendance du radon avec les moniteurs de contamination du personnel Mirion Argos-5AB

Bruit de fond (la radiation et le problème)

Le radon est un gaz radioactif incolore et inodore qui est produit par la décroissance radioactive du radium. Le radium est un produit de désintégration d'uranium et se trouve en traces naturellement dans presque toutes les roches, les sols et les eaux souterraines ainsi que les matériaux de bâtiment, les plantes, les animaux et le corps humain. L'une des caractéristiques des événements de contamination liés au radon est qu'ils sont normalement très proches des limites de libération (c'est-à-dire faible activité). Notez la chaîne de décroissance du radon montrée sur la page précédente. Notez les émetteurs alpha et bêta de courte durée qui sont présents en tant que descendance du radon (Po-218, Pb-214, Bi-214, Po-214) qui se fixent aux vêtements et aux objets.

À partir de la chaîne de décroissance, on pourrait s'attendre à un certain rapport de particule bêta fixe à alpha si cette chaîne était en équilibre. Cependant, en pratique, dans l'air, et notamment sur les objets, les produits de décroissance ne sont pas dans un équilibre défini. De nombreux facteurs peuvent affecter le rapport mesuré, y compris :

• Atténuation de l'alpha dans l'air (c'est-à-dire, distance du détecteur).
• Le type de système(s) de ventilation.
• La contenation de descendance sur l'objet surveillé et dans l'air.
• Le temps s'est écoulé entre l'acquisition de descendance de radon sur les vêtements au point de surveillance.

Le problème se pose également en ce qu'il n'y a pas de moyen clair d'identifier immédiatement et positivement la cause en tant qu'activité de descendance de radon sans un certain type de spectrométrie. Bien que cette spectrométrie soit pratique à l'aide d'une géométrie très proche et permanente, comme cela est le fait à l'aide des produits Mirion iSolo^® et iCAM™, cette méthode n'est pas possible à l'aide de flux de gaz ou de détecteurs alpha/bêta basés sur une scintillation solide en raison de distances variables et potentiellement significatives (par rapport à la gamme de la particule alpha) des détecteurs, et de l'absence de capacités spectroscopiques suffisantes de ces détecteurs.

Dans une situation d'énergie nucléaire typique, le personnel (ou l'équipement tel que les casques) qui ont été déterminés à être contaminés au point de sortie RCA et pensé qu'il en était ainsi de descendance de radon, s'asseyait de côté et attendrait que la descendance de radon de courte durée de vie se désintègre. Une fois la décroissance s'était produite, le personnel ferait des tentatives supplémentaires de sous-traiter à travers les moniteurs pour atteindre une détermination « propre ». Les jours où le radon, et donc les contentions de radon-descendance peuvent être élevées, il peut ne pas être rare d'avoir une poignée, ou jusqu'à une douzaine ou plus de personnel (et objets) en attente de « décroissance » avant de quitter le RCA.

Avoir de nombreux employés en attente est coûteux pour l'utilitaire / installation parce que le personnel est toujours « pointé » collectant parfois des heures supplémentaires, ainsi que du stress / ennui pour les employés qui ne peuvent pas quitter le RCA pour leur maison, leurs repas ou d'autres engagements. En outre, la possibilité de vraie contamination peut également être à l'esprit des travailleurs. Le personnel potentiellement contaminé, les objets / vêtements, tels que les casques, peuvent devenir une distraction ainsi qu'une source supplémentaire de travail / enquêtes inutiles pour le personnel de protection de radiation qui peut déjà être en manque de personnel. C'est souvent le cas « si le moniteur n'a pas la capacité de tenir compte du radon, ayez des procédures en place pour évaluer les alarmes de radioactivité de courte durée ou naturelle » (INPO 05-008). Ainsi, les procédures et le personnel doivent être disponibles pour traiter la descendance de radon si un système automatisé n'est pas disponible.

La méthode de base :

La méthode utilisée par Mirion implique l'utilisation de l'activité bêta à alpha sur une gamme d'emplacements du corps pour déclencher des actions de moniteur, et des paramètres en fonction de la sélection appropriée du rapport. En sélectionnant ce rapport, on doit prendre en compte plusieurs facteurs pour éviter l'identification de la contamination résultant des opérations de l'usine en tant que « radon » lié. Les usines typiques sans combustible défaillant ont des rapports d'activité bêta à alpha qui sont dans les 100 de milliers de millions de personnes à un. Ainsi, la présence attendue typique de toute activité liée à l'alpha ne serait pas due au fonctionnement normal de l'usine, mais plus probablement à partir de produits de décroissance liés au radon. Si une activité alpha suffisante est présente en raison des conditions de l'installation / du terme de la source, cette méthode doit être utilisée avec une extrême prudence, limitée au personnel qui ne travaille pas dans des zones de contamination alpha potentiellement élevée, ou pas du tout.

Critères d'orientation et d'acceptation

• L'Institute pour les opérations d'énergie nucléaire (INPO) et les assureurs nucléaires américains (ANI) ont admis la capacité des moniteurs à identifier les matériaux naturellement présents tels que la descendance de radon. Par exemple, INPO déclare ce qui suit :
  « Si le moniteur n'a pas la capacité de tenir compte du radon, ayez des procédures en place pour évaluer les alarmes de radioactivité de courte durée ou naturelle »
• De même, les assureurs nucléaires américains (ANI) note dans la section ANI du titrage biologique de la protection contre le rayonnement
  « Le programme de titrage biologique devrait être régi par un ensemble de procédures qui décrivent les éléments suivants :
  • 8.5.2.7 Méthodes pour déterminer si les alarmes PCM/PM sont causées par le radon, le gaz rare, la contamination interne, la contamination externe distribuée, ou la contamination chaude discrète » et…
  « Si le radon est déterminé comme la cause de l'alarme, un PCM avec des capacités de discrimination de radon (alpha) peut être utilisé pour effacer l'individu »
• L'EPRI déclare ce qui suit :
  « Réponse de protection contre le rayonnement à la contamination indiquée
  Si la contamination est indiquée sur une personne, les étapes suivantes devraient être prises :
  …. 4. Déterminez si la contamination est due à une radioactivité de courte durée (c'est-à-dire, demi-vie < 2 heures). Cela peut ne pas être un PCE. Référez-vous à la directive EPRI PCE (EPRI 2005)
  et...
  Si la contamination suspectée est causée par un gaz rare, le radon ou des radio-isotopes médicaux, tels qu'identifiés par le comptage de décroissance, l'analyse isotopique, l'entretien d'un travailleur ou la vérification des conditions de l'usine telles que les fuites ou les inversions environnementales, l'élément de vêtement peut être :
• Laissé dans une zone désignée pour la décroissance radioactive et peut être revérifié plus tard pour la libération

Les directives existent donc à partir de documents de l'industrie et de recommandations admettant les problèmes de descendance de radon et de méthodes pour traiter ces problèmes à l'aide de moniteurs de contamination et de méthodes.

Le moniteur :

Le moniteur ARGOS-5AB, tel qu'il est généralement configuré dans de nombreuses installations d'énergie nucléaire, comprend jusqu'à vingt-cinq (25) détecteurs proportionnels au débit de gaz, chaque détecteur ayant trois (3) détecteurs plus petits ou « zones » par grand détecteur. Ces zones plus petites peuvent être configurées / combinées comme des détecteurs virtuels en tant que zones de somme. Le principe derrière l'utilisation d'une zone de somme (s) est d'être en mesure de détecter la contamination qui peut être présente entre les détecteurs dans les zones minimisées du cadre qui n'a aucun détecteur exposé (également appelées zones mortes). En raison de cette assomption que la source est entre des zones, l'efficacité est plus faible, et l'activité de propagation / dispersion est caractéristique du dépôt de descendance de radon, les zones de somme ont normalement tendance à alarmer plus fréquemment pour la descendance de radon. Cependant, cela a été abordé dans la façon dont le moniteur gère une telle contamination et sera évoqué plus tard dans cette note d'application. Un certain nombre de représentations picturales peut être observé dans les figures 1, 2, 3, 4, 5 et 6 montrant des zones de détecteur unique, et de quelles différentes séries de zones de somme sont composées (les zones sont montrées par des hachures croisées). Les détecteurs grisés indiquent que ces combinaisons détecteur / zone de somme ne sont pas possibles. Ces zones de somme peuvent également être utilisées pour déterminer le rapport bêta / alpha présent pour piloter les actions de rejet de radon du moniteur.

Le logiciel de moniteur Argos

Le logiciel de moniteur comprend une collecte de données, des dossiers de résultats et des capacités d'archivage qui permettent la collecte facile de données de surveillance liées à l'établissement de vos rapports bêta à alpha pour le rejet de descendance de radon ou le « rejet de radon ». Il est possible d'activer le rejet de radon dans le logiciel et de capturer les données pour régler vos rapports et paramètres bêta / alpha. Examinons les dossiers de données présents sur le moniteur Argos et voyons quelles données et paramètres liés au rejet de descendance de radon sont disponibles.

Les paramètres de base sont disponibles uniquement si le rejet de descendance de radon est activé. Ainsi, à partir du menu de service du moniteur (disponible à l'aide du clavier USB branché à l'ordinateur du moniteur), appuyez sur la touche d'échappement. Une fois dans le menu de service, appuyez sur la combinaison de touches CTRL-F10, il s'agit d'une combinaison de touches « cachées », qui vous placera dans le menu de mise en usine à partir du menu de mise en usine et sélectionnez F1 – Sélection de modèle. La prudence devrait être utilisée dans ce menu, car il est possible de changer le type de moniteur et d'autres configurations qui peuvent occasionner la perte de vos paramètres de moniteur d'origine. Veuillez voir le manuel d'utilisateur pour vous assurer que vous avez sauvegardé vos paramètres avant d'entrer dans ce menu.

À l'aide de la flèche du bas du clavier allez en bas du menu et mettez en surbrillance le « soutien de rejet de radon » et activez la touche ± pour définir cela sur « OUI ». Appuyez sur la touche « ESC » deux fois pour retenir vos paramètres et revenir au menu de service. (Notez que votre menu peut apparaître différemment pour d'autres appareils, car ces captures d'écran ont été produites sur une version de logiciel de démonstration du moniteur.)

Maintenant que votre moniteur a été activé au niveau de sélection de modèle, il est temps de procéder à l'activation des paramètres de rejet dans le menu de mise en place. Le menu de mise en place est sélectionné en appuyant sur « F3 » dans le menu de service, puis sélectionnez « F10 – Rejet de radon » pour entrer dans l'écran de mise en place de rejet de descendance de radon.

Par défaut, le rejet de radon [descendance] sera défini à l'état « désactivé ». Activez la touche ± pour activer. Lorsqu'il est activé, le moniteur apparaîtra dans les paramètres par défaut d'usine.

Notez qu'actuellement, comme le montre ci-dessous, bien que « activé », aucune action n'est réellement prise par le moniteur pour modifier les paramètres « si le radon [descendance le sont] est détecté (rapport bêta / alpha dans les limites) ». Cependant, dans cet état « activé » même si aucune action n'est prise, le moniteur commence à collecter des données dans un dossier appelé RADON.csv. Ce dossier, et les dossiers RESULTYYYYMMDDHHMMSS.TXT comprendront les rapports BETA / ALPHA pour tous les changements possibles qui pourraient se produire, et le moment où les changements seront faits est déterminé par plusieurs facteurs. Ceux-ci sont décrits dans les paragraphes suivants.

Comment le moniteur détermine-t-il si la descendance de radon est détectée ?

À l'aide de la prémisse de base dont nous avons discuté au début de la note d'application, le logiciel de moniteur prend cette décision en fonction du rapport bêta / alpha. Le rapport est calculé de deux façons. L'un étant le « taux net » en cps du taux de comptage bêta / alpha et le deuxième ou l' « activité » étant le (taux de comptage bêta / efficacité) divisé par le (taux de comptage alpha).

Des étapes individuelles dans le moniteur sont comptées sur le côté avant, puis se retournent et sont comptées sur le côté arrière. Une fois le comptage de chaque côté terminé, le moniteur a calculé le rapport bêta / alpha pour les zones individuelles, et dans le cas des paramètres ci-dessus, le rapport bêta / alpha pour l'activité dans l'une des zones de somme (zones de somme de rapport définies à « Activer » ) sont également pris en compte.

Le moniteur fait ensuite les comparaisons suivantes :

1. Il vérifie les rapports par rapport à la limite de Lo et à la limite élevée dans chacune des zones surveillées.
2. Si le rapport bêta / alpha est dans les limites spécifiées dans les paramètres (qui sont de 0,6 à 6,0 comme le montre la figure X ci-dessous), il définit un drapeau « radon [descendance] détecté » à « OUI » pour ces zones.
3. Si le rapport bêta / alpha est en dehors des limites (dans ce cas inférieur à 0,6 ou supérieur à 6,0), le drapeau « radon [descendance] détecté » est défini à « NON » pour ces zones.

Maintenant que les drapeaux de décision ont été définis, certaines actions sont ensuite prises / ou non prises par le programme de moniteur.

Certains paramètres et actions typiques

De nombreux clients trouvent que les paramètres pour le rapport bêta / alpha dans la gamme 0,6 à 6,0 sont efficaces. Cependant, des rapports aussi élevés que 15 ont été utilisés. Les captures d'écran suivantes progresseront des paramètres les moins agressifs aux paramètres les plus agressifs pour réduire les fausses alarmes de descendance de radon. C'est souvent la façon dont le rejet de descendance de radon peut être mis en place de manière expérimentale en temps réel tandis que les individus dont on sait qu'ils ont une descendance de radon sont disponibles pour des tests. Commencer avec les paramètres les moins agressifs, et poursuivre à prendre des mesures à l'aide de paramètres jusqu'à ce qu'un niveau acceptable de dégagement d'individus comme « propre » soit atteint. Une fois les paramètres ont été modifiés expérimentalement, un frottis de centrale représentatif fraîchement fabriqué devrait être créé et placé sur des individus qui passent à travers les moniteurs pour s'assurer que la contamination réelle ne quitte pas le RCA. L'idée est que le frottis de centrale rendra le rapport bêta / alpha suffisamment élevé de sorte qu'il dépasse le niveau supérieur du paramètre de rapport.

Moins agressif (1) : (désactivez les alarmes de zones de somme pour seulement les détecteurs qui ont le rapport bêta / alpha dans les limites de 0,6 à 6,0) Ne permettez pas aux zones de somme à l'alarme sur « les détecteurs qui montrent du radon [descendance] : toute zone de somme qui serait normalement contaminée (nominalement 5000 dpm ou plus bêta ou 1000 dpm ou plus alpha) ne serait pas alarmante et donnerait un résultat « propre ». Notez que cela se produit UNIQUEMENT pour les zones de SOMME (combinaisons de sections de détecteur individuelles où au moins un des détecteurs dans la zone de somme a un drapeau détecté de radon défini à « OUI » ). Une seule zone, ou une seule section de détecteur serait toujours contaminée si elle était déterminée à être supérieure à 5,000 dpm et une activité alpha de 1000 dpm ou une activité bêta, respectivement.

Plus agressif (2) : ne laissez aucune des zones de somme à l'alarme si une section de détecteur, ou une zone de somme (1) a le rapport bêta / alpha correct. Par exemple, si la section de détecteur 6a (jambe) avait un rapport bêta / alpha supérieur ou égal à 0,6 ET inférieur ou égal à 6,0, aucune zone de somme ne serait en alarme. Encore une fois, des sections de détecteur uniques seraient toujours en alarme si elles étaient au-dessus des points d'alarme.

Plus agressives (3) : les alarmes de zone de somme sont désactivées uniquement pour les détecteurs qui montrent du radon (rapport dans les limites), mais maintenant le niveau d'alarme CTP (définitivement contaminé) est utilisé. Veuillez voir la définition de ALS, ATP, CTP et UTP dans le manuel Argos pour plus de détails.

Plus agressif (4) :

Plus agressifs (5) : maintenant les paramètres d'alarme utilisent des multiplicateurs (réglage de niveau d'alarme fois le multiplicateur) de 5000 dpm fois 2,25 = 11,250 dpm pour les détecteurs sur le moniteur, si ce seul détecteur comprend la limite bêta / alpha dans les limites. Les détecteurs ou les zones de SOMME qui n'ont pas un rapport correct, n'ont pas de multiplicateurs d'alarme appliqués. L'agressivité de cette approche peut être ajustée par la valeur de multiplicateur.

Le plus agressif (6) : maintenant les paramètres d'alarme utilisent des multiplicateurs (réglage de niveau d'alarme fois le multiplicateur) de 5000 dpm fois 2,25 = 11,250 dpm pour chaque détecteur sur le moniteur, si un seul détecteur ou une zone de somme comprennent la limite bêta / alpha dans les limites. L'agressivité de cette approche est maintenant limitée uniquement par la valeur du multiplicateur. Remarque : la valeur d'un multiplicateur peut cibler les zones les plus problématiques, ou laissée à 1,0 (aucun effet) pour les zones où l'on ne voudrait pas augmenter le point de réglage de niveau d'alarme.

Repli de sécurité final : où est-il selon vous ? Où est votre position de repli de sécurité ultime pour cela ? La réponse repose sur l'activation de l'alarme de contamination élevée dans la section de valeurs communes (F1 à partir du menu de mise en place) et sa limite de haute activité associée définie au niveau mondial pour le moniteur dans le réglage global (F3, Shift+F5 à partir du menu de mise en place, puis Alt+1 pour bêta, Alt+2 pour alpha). Toutes les actions potentielles par le rejet de descendance de radon sont surchargées si le niveau de contamination dépasse les niveaux définis. Cette valeur est définie à 22,200 dpm fois la valeur d'efficacité du détecteur pour bêta, ou alpha, respectivement. Pour une valeur d'efficacité nominale de 10 %, l'alarme de contamination élevée serait déclenchée à un taux de comptage net de 2,220 cps nets. Le niveau peut être défini différemment pour diverses zones (pied, dessus de la chaussure, corps, tête et main) à l'aide des paramètres de groupe F5.

Une démonstration pratique

Le moyen le plus facile de démontrer comment tout cela fonctionne en pratique est d'utiliser certains dossiers préliminaires réels / paramètres à partir d'un moniteur dans une installation avec des niveaux de descendance de radon significatifs. À cette installation, les niveaux d'activité bêta sur certains vêtements (pantalon de mélange polyester) et les casques étaient en sus de 15,000 dpm comme rapportés par le moniteur. Les paramètres de niveau d'alarme typiques pour cette installation sont les suivants :

Paramètres de niveau d'alarme :

1. Bêta : 4500 dpm (4p)
2. Alpha : 1000 dpm (4p)

Les paramètres de rejet de descendance de radon comme vus ci-dessous peuvent être vus dans le dossier SETUP.TXT et une capture d'écran à partir du programme de moniteur. Notez que vous n'utiliseriez généralement pas le CTP et les multiplicateurs en même temps, car le moniteur détermine le CTP en premier et applique ensuite la valeur de multiplicateur. Une commande plus exacte peut être obtenue en ajustant le multiplicateur seul et en n'utilisant pas le CTP et les multiplicateurs combinés :

Comme vu sur le programme de moniteur :

La carte de bit « écran contaminé » générée à partir d'un individu avec une descendance de radon est générée lorsqu'un résultat contaminé est trouvé :

Les rapports sont calculés pour les zones de détecteur individuelles, le détecteur 5 (un détecteur « jambe » ) par exemple a trois sections 5a, 5b et 5c. Le rapport bêta / alpha est calculé pour chaque zone unique. En outre, le détecteur 5 a également des zones de somme qui lui sont associées (nous prendrons simplement en compte des zones de section de détecteur uniques à des fins d'illustration) ce sont des intra-paires 5a-5b et 5b-5c. Lorsque nous regardons un dossier RESULT.TXT pour la face avant (désigné par un suffixe « P1 C » sur le dossier pour indiquer que le résultat a été contaminé « C » et la position côté avant 1 « P1 » ) (figure ci-dessous), nous pouvons voir le rapport bêta / alpha pour ces détecteurs. Pour le détecteur 5c, le « rapport de radon » est 4,3 qui est compris entre 0,6 et 9,0 bêta / alpha. Ainsi le radon détecté = oui dans l'en-tête du dossier. Ainsi, le moniteur a pris les actions suivantes. Si « radon » a été détecté, le niveau d'alarme a été multiplié par 2,25, de sorte que nous voyons l'alarme de 75 Bq fois 2,25 est maintenant définie à 168,8 Bq. En outre, dans ce cas CTP sera utilisé à la place de CTP, de sorte que le CTP pour ce nouveau niveau d'alarme est de 180,5 Bq. Cela a été défini sur les détecteurs dans la section de corps. Notez cependant que le multiplicateur pour le pied est défini à 1,0, de sorte que le paramètre d'alarme n'est pas changé. Cependant, comme nous utilisons CTP au lieu d'ATP sur « tous les détecteurs si le radon est montré », le point de déclenchement utilisé pour l'alarme est défini à la valeur pour CTP. Ainsi, toutes les actions qui devaient être prises ont été appliquées.

Bien que le rejet de descendance de radon ait fonctionné pour ces détecteurs, plusieurs détecteurs ont toujours été contaminés et étaient probablement dus à une descendance de radon. Alors, pourquoi ces détecteurs n'étaient-ils pas capturés par le rejet de descendance de radon ? Examinons le détecteur 16a sur l'avant du corps qui peut être vu dans l'image « contaminé » à être à 6,706 dpm. Si nous recherchons un détecteur 16a dans le dossier RESULT.TXT, nous voyons les éléments suivants :

Aucun rapport de radon (aucun rapport bêta / alpha n'a été trouvé). Lorsque aucun rapport n'est présent, le drapeau de descendance de radon est défini à NON, et le rapport approprié n'existe pas selon le moniteur. Ainsi, selon la mise en place, les multiplicateurs devaient uniquement être utilisés sur « les détecteurs qui montrent du radon », puisque les rapports bêta / alpha étaient de zéro. Aucun multiplicateur n'a été appliqué. Cependant, comme le CTP devait être utilisé dans l'ensemble du moniteur, utilisez CTP au lieu d'ATP sur tous les détecteurs si le radon est présent. Mais le CTP de 10.1 était juste de 0,7 cps en dessous du taux de comptage net réel de 10,8, et ainsi le résultat a été jugé « contaminé ».

Détermination pratique du rapport bêta à alpha

La détermination du rapport bêta à alpha peut être obtenue en analysant les résultats des dossiers RESULT.TXT, mais cela prend beaucoup de temps lorsque de nombreux dossiers doivent être évalués. Une fois que le rejet de descendance de radon a été activé sur le moniteur, le moniteur collectera les données de rapport bêta / alpha pour chaque zone du moniteur, pour chaque individu surveillé dans le dossier RADON.CSV. Le drapeau détecté de radon peut être NON dans ces essais puisque vous collectez des données pour déterminer le rapport bêta / alpha, et si le rapport n'est pas d'accord avec vos paramètres, le drapeau NON sera défini.

Ici, un dossier RADON.CSV a été copié à partir du dossier DATALOG d'un moniteur Argos-5AB. Notez que pour tous les résultats contaminés une entrée de données et de temps correspondante sera également faite dans le dossier contam.CSV. Ce sont des résultats extraits pour un seul individu qui a été déterminé à avoir une descendance de radon sur les jambes de son pantalon dans la zone 9 et la zone 16 (ces zones sont en corrélation avec les sections de détecteur 3c et 6a comme vu dans la zone illustrée ci-dessous). Seules les données de la zone 9 sont affichées dans les feuilles Excel.

Une fois que toutes les données associées à la collecte de personnel de bénévole sont collectées, le dossier RADON.CSV peut être analysé par zone de corps et le rapport moyen sélectionné. Diverses analyses peuvent être effectuées pour déterminer les moyennes, les gammes et les rapports les plus appropriés à sélectionner pour un essai dans les moniteurs.

Collecte et analyse de données :

Mise en place pour effectuer et communiquer la collecte de données de descendance de radon en prenant en compte l'inclusion des éléments suivants :

Résumé

L'algorithme de rejet de descendance de radon Mirion a été démontré pour réduire de manière significative le nombre de fausses alarmes dues à la descendance de radon lorsqu'il est correctement mis en œuvre. La réduction de ces alarmes entraîne également des améliorations de productivité majeures permettant au personnel de protection radiologique de se focaliser sur les vrais événements de contamination sans la distraction de fausses alarmes et la gestion du personnel avec des alarmes liées à la descendance de radon. Veuillez contacter votre représentant de vente pour apprendre comment l'algorithme de rejet de descendance de radon peut être mis en œuvre dans votre installation et obtenir des références de client.

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