Description
La détermination des concentrations isotopiques relatives de plutonium par des essais non destructifs est une exigence fondamentale dans la plupart des applications de gestion des déchets et de contrôle de sécurité. Pourtant, des échantillons complexes, des formes et des matériaux de conteneurs hétérogènes et d’autres complications en ont toujours fait l’une des mesures les plus difficiles à réaliser.
Le logiciel MGA (analyse multi-groupes) a été conçu pour améliorer la précision des mesures par rapport aux méthodes traditionnelles. Outre son application principale de mesure des isotopes du plutonium, MGA peut être utilisé pour déterminer d’autres éléments, y compris les actinides suivants : 235U, 238U, 237Np et 241Am.
Plus récemment, Mirion a ajouté des améliorations exclusives pour affiner les résultats de mesure obtenus dans les conditions difficiles des applications liées aux déchets et aux processus de démantèlement et décontamination. Ces applications aboutissent souvent à des spectres statistiques à faible activité et à faible comptage caractéristiques des mesures sur de grands conteneurs. Des améliorations supplémentaires ont permis de simplifier ou d’éliminer les nombreuses étapes de configuration et de calibration nécessaires avec les versions antérieures du logiciel MGA et d’autres méthodologies. Il peut donc aujourd’hui être utilisé dans une plus large gamme d’applications impliquant des mesures de routine répétitives.
Pour les spectres 8 K standard, l’analyse MGA repose sur les informations spectrales disponibles dans la gamme 0-600 keV du spectre de l’énergie. (Lorsque 4096 canaux seulement sont disponibles, la gamme de fonctionnement est de 0 à 300 keV). L’analyse primaire dans les deux cas est effectuée en utilisant la région multiplet à 94-104 keV. Bien que cette région soit le meilleur choix pour l’intensité de la raie gamma (et donc la sensibilité de détection) pour plusieurs isotopes du plutonium, elle est très complexe, car elle se compose également de pics de rayons gamma issus de la famille du plutonium ainsi que de nombreux rayons X. Pour pallier ce problème, le logiciel MGA ajuste automatiquement la calibration de l’énergie et de la forme des pics pour chaque spectre en utilisant des pics caractéristiques de tous les échantillons de plutonium : 59 keV, 129 keV et 208 keV. Les lignes caractéristiques du plutonium à 129 keV et 208 keV doivent toujours être présentes. Pour les cas particuliers où la région à faible énergie n’est pas disponible pour l’analyse (si l’échantillon de plutonium est stocké dans un conteneur avec revêtement en plomb, par exemple), une option « haute énergie uniquement » est proposée pour forcer l’analyse. Un mode à deux détecteurs est également disponible si des informations supplémentaires sur les régions supérieures à 600keV sont souhaitées dans l’analyse.
Le logiciel MGA développe en interne une courbe d’efficacité intrinsèque basée sur plusieurs lignes d’énergie à partir de trois isotopes. La courbe d'efficacité tient compte des processus physiques qui affectent les intensités de rayons gamma observables à différentes énergies, tels que l'efficacité du détecteur en fonction de l'énergie et l'atténuation des rayons gamma dans les matériaux absorbants entre l'échantillon et le détecteur ainsi qu'à l'intérieur de l'échantillon de plutonium lui-même. En utilisant les informations sur l’énergie, la forme et l’efficacité intrinsèque, le logiciel MGA calcule un spectre de réponse composé des pics d’énergie (positions), des pics d’intensité relatifs et d’une forme précise de chaque pic dans la région de 94 à 104 keV. L’élargissement gaussien des pics de rayons gamma et la forme lorentzienne des pics de rayons X sont également pris en compte. Les concentrations isotopiques sont calculées directement pour tous les isotopes du plutonium, à l’exception du 242Pu, qui est dérivé des autres isotopes.
