Diversité des techniques et applications de la mesure de radioactivité

MATINALE NUCLEO’NET LE 27/09/2016

DIVERSITÉ DES TECHNIQUES ET APPLICATIONS DE LA MESURE DE RADIOACTIVITÉ AU LABORATOIRE SGS MULTILAB

M. Yvon GervaiseExpert français auprès de l’OCDEDirecteur SGS Multilab Rouen

2© Yvon Gervaise, NUCLÉOPOLIS / SGS MULTILAB ROUEN Nucléo’Net du 27/09/2016

SOMMAIRE

LA RADIOACTIVITÉ – LE COMMENT?LA RADIOACTIVITÉ – LE POURQUOI? ACCRÉDITATIONSDIVERSITÉ DES APPLICATIONS DE LA MESURE DE RADIOACTIVITÉ À SGS MULTILABAPPLICATIONS ORIGINALES DE LA MESURE DE RADIOACTIVITÉ@RADIOMANAGER NOUVEL OUTIL DÉVELOPPÉ PAR LES INGÉNIEURS DE SGS MULTILABREGARD SUR LES ISOTOPES STABLES ET INSTABLESNUCLÉOPOLIS STRATÉGIE ET PARTENARIAT AVEC SGS MULTILAB

1

2

3

4

5

6

7


RADIOACTIVITÉ

I - SGS MULTILAB LA RADIOACTIVITÉ – LE COMMENT?LES TECHNIQUES DE MESURES


Emissions de rayons g

Spectromètres gamma à bas bruit de fond

I - SGS MULTILAB LA RADIOACTIVITÉ – LE COMMENT?LES MOYENS


Activités a et b

Compteur à gaz proportionnel



Tritium (3H) et Carbone 14

Compteur à scintillation liquide



Mesure du débit de dose

µSv/h

I - SGS MULTILAB LA RADIOPROTECTION – LE COMMENT?LE RADIAGEM 2000 ET SES SONDES


Sonde α/β : contamination surfacique Sonde g

I - SGS MULTILAB LA RADIOPROTECTION – LE COMMENT?LE RADIAGEM 2000 ET SES SONDES


Mesure de la contamination surfacique

a

b/g

I - SGS MULTILAB LA RADIOPROTECTION – LE COMMENT?LE COMO 170


SGS Multilab possède un spectromètre gamma avec un détecteur germanium ultra pur et une chambre de plomb bas bruit de fond pour la mesure des radionucléides gamma naturels et artificiels ayant une énergie supérieure à 50 KeV :

· Famille naturelle du Thorium 232Actinium 228Bismuth 212Plomb212Thorium 228Thorium 232Thallium 208

· Famille naturelle de l’Uranium 235Uranium 235Protactinium 231

I - SGS MULTILAB LA RADIOACTIVITÉ – LE COMMENT?TECHNIQUE DE MESURE


I - SGS MULTILAB LA RADIOACTIVITÉ – LE COMMENT?TECHNIQUE DE MESURE


Accréditation COFRAC (1) pour la mesure de la radioactivité dans l’environnement

II - SGS MULTILAB LA RADIOACTIVITÉ - LE POURQUOI?DIVERSITÉ PORTÉE D’ACCRÉDITATION DU LABORATOIRE

(1) Laboratoire accrédité n° 1-0281. Essais, portée disponible sur www.cofrac.fr


Accréditation COFRAC (1) pour la mesure de la radioactivité dans l’environnement / qualité de l’air


II - SGS MULTILAB LA RADIOACTIVITÉ - LE POURQUOI?PORTÉE D’ACCRÉDITATION DU LABORATOIRE


Accréditation COFRAC (1) pour la mesure de la radioactivité dans l’environnement / qualité de l’air




Accréditation COFRAC (1) pour la mesure de la radioactivité dans la chaîne alimentaire




II - SGS MULTILAB LA RADIOACTIVITÉ - LE POURQUOI?DIVERSITÉ D’APPLICATION AU LABORATOIRE

17© Yvon Gervaise, NUCLÉOPOLIS / SGS MULTILAB ROUEN Nucléo’Net du 27/09/2016 (1) Laboratoire accrédité n° 1-0281. Essais, portée disponible sur www.cofrac.fr

II - SGS MULTILAB LA RADIOACTIVITÉ - LE POURQUOI ET LE COMMENT?


Agréé par les Ministères de la santé et de l’environnement pour les mesures de radioactivité de l'environnement.

Agréé par l’ A.S.N. pour les mesures de la radioactivité de l’environnement mentionnés aux articles R. 1333-11 et R. 1333-11-1 du code de la santé publique

Participation aux instances normatives nationales (BNEN)

II - SGS MULTILAB LA RADIOACTIVITÉ - LE POURQUOI ET LE COMMENT?

III – APPLICATIONS DE LA MESURE DE LA RADIOACTIVITÉ À SGS MULTILAB- SUIVI RADIO-ÉCOLOGIQUE/ RETOUR D’EXPÉRIENCE- ENVIRONNEMENT ET SÉCURITÉ ALIMENTAIRE / RETOUR

D’EXPÉRIENCE- IMPLICATION DE SGS MULTILAB / FUKUSHIMA


Quel est le moyen pour notre laboratoire SGS Multilab de remplir les exigences pour la gestion d’une crise nucléaire?

· Processus de radioprotection : pour les personnes travaillant dans le laboratoire

· Important flux d’échantillons à l’étude

· Temps d’analyse / Transmission des résultats

· Connaissance de la réglementation européenne de la radioactivité

III - APPLICATIONS DE LA MESURE DE LA RADIOACTIVITÉ À SGS MULTILABIMPLICATION DE SGS MULTILAB / FUKUSHIMA


Détecteurs efficaces disponibles

Guide IRSN pour les mesures de radioactivité dans les situations post-accidentelles (Janvier 2011)

Adaptation des performances analytiques à l’important flux d’échantillons et la réglementation: limite de détection vs temps de comptage.

Suivi en temps réel et coordination de toutes les informations scientifiques et techniques



Mesure de la radioactivité dans l’environnement et les aliments:· Accréditations · Agréments de l’ASN

Intercalibration (essais Interlaboratoires)

Amélioration continue:· Améliorer la sensibilité· Nouvelles analyses (radionuclides / matrixes)




Y 881836 keV

Co 601333 keV

Co 601173 keV

Y 88898 keV

Cs 137662 keV

Sn 113392 keV

Co 57122 keV

I 131365 keV

Am 24160 keV



4 : Miyagi6 : Yamagata7 : Fukushima8 : Ibaraki9 : Tochigi10 : Gunma11 : Saitama12 : Chiba13 : Tokyo14 : Kanagawa15 : Niigata19 : Yamanashi20 : Nagano22 : Shizuoka




IV – APPLICATION DE LA MESURE DE RADIOACTIVITÉ À D’AUTRES SECTEURS : - L’AUTHENTIFICATION ORIGINE PAR LE CARBONE 14

- L’APPLICATION EN ŒNOLOGIE


Les isotopes du carbone:

Stables: 12C (98,9%) 13C (~1,1%)

Radioactifs: 14C (14C/12C ~10-12) 9C, 10C, 11C, 15C, 16C

Période radioactive du 14C : 5730 ans

Emetteur Bêta

Source: Earthpages

IV - APPLICATIONS DE LA MESURE DE LA RADIOACTIVITÉ À D’AUTRES SECTEURSL’AUTHENTIFICATION ORIGINE VÉGÉTAL / CARBONE 14


Formation du 14C :

2 formes dans la nature: · minérale : CO2

· organique : après assimilation par les plantes lors de la photosynthèse

Source: www.laradioactivité.com



- Piégeage du 14CO2 par les organismes vivants

- A la mort de ces organismes, désintégration du 14C en 14N

IV - LA DATATION AU 14C

Source: http://earthsci.org/


A0/2

A0/4

A0/8

0,00

3,36

6,72

10,08

13,44

0 5730 11460 17190 22920 28650 34380 40110

temps (années)

Act

ivité

T 2T 3T

A0

Âge (années) = 8267 * ln A0/A

Connaissant la période radioactive du 14C et son activité initiale, la mesure de son activité au temps t permet de dater un objet ou un matériau.



Méthode Appareillage Méthode de calcul Incertitude

AMS (Accelerator Mass Spectrometry) + IRMS (Isotope Ratio Mass Spectrometry)

- Oxidizer

- AMS

- IRMS

Mesure des ratios 14C/ 12C et 13C/ 12C et comparaison aux

ratios 14C/ 12C et 13C/ 12C de matériaux de

référence

3%

Très bonne précisionFaible masse d’échantillon

Appareil peu courantet cher

IV - APPLICATIONS DE LA MESURE DE LA RADIOACTIVITÉ À D’AUTRES SECTEURSL’AUTHENTIFICATION ORIGINE VÉGÉTAL / CARBONE 14LA NORME ASTM-D6866 (AMS)


1- combustion de l’échantillon dans l’oxidizer :C + O2 → CO2

2- formation de 12CO2 et 14CO2

3- lors de la désintégration du 14C en 14N, émission d’un e- (particule b)

4- comptage du nombre d’e- émis

PE d’échantillon :· telle que au moins 0,5 à 1 g de carbone

Source : www.signonsandiego.com

IV - APPLICATIONS DE LA MESURE DE LA RADIOACTIVITÉ À D’AUTRES SECTEURSL’AUTHENTIFICATION ORIGINE VÉGÉTAL / CARBONE 14LA NORME ASTM-D6866 (AMS) PRINCIPE


Calcul du pMC (percent Modern Carbon): Calcul du pourcentage de carbone moderne (≠ carbone fossile)

référenceCC

néchantilloCC

pMC

1314

1314

Références: Acide oxalique pour 14C/12CNBS 19 pour 13C/12C

Prise d’essai d’échantillon :· telle que formation 1 à 10 mg de CO2

IV - APPLICATIONS DE LA MESURE DE LA RADIOACTIVITÉ À D’AUTRES SECTEURSL’AUTHENTIFICATION ORIGINE VÉGÉTAL / CARBONE 14LA NORME ASTM-D6866 (AMS) CALCUL DU pMC


0,00

3,36

6,72

10,08

13,44

0 5730 11460 17190 22920 28650 34380 40110

temps (années)

Act

ivité

T 2T 3T

12,5% CO2

biomasse

25% CO2

biomasse

50% CO2

biomasse

Origine végétale

Origine chimique

Comparaison du taux de comptage dû au 14C de l’échantillon et de la teneur en 14C dans un matériau de référence contemporain : acide oxalique SRM 4990c

IV - APPLICATIONS DE LA MESURE DE LA RADIOACTIVITÉ À D’AUTRES SECTEURSL’AUTHENTIFICATION ORIGINE VÉGÉTAL / CARBONE 14LA NORME ASTM-D6866 (AMS) CALCUL DU pMC


74% du CO2 produit pendant la combustion est d’origine biosourcée, 26% est d’origine fossile

74% du carbone total de l’échantillon est d’origine biosourcée et 26% d’origine fossile

L’incinération de l’échantillon (~ déchet) produit : 74% de CO2 bioressourçable 26% de CO2 créé Biosourcé

74%Fossile

26%

Indique la proportion de carbone d’origine biosourcée et d’origine pétrochimique

IV – MESURE DU CARBONE 14EXEMPLE DE RÉSULTAT & INTERPRÉTATION


Mesure de la radioactivité

· Contrôle non destructif : – Bouteille fermée– Quantité intacte

· Datation de la bouteille

· Datation du vin

IV – MESURE DE RADIOACTIVITÉ APPLIQUÉE À L’OENOLOGIE AUTHENTIFICATION DU CRU D’UN VIN


IV – MESURE DE RADIOACTIVITÉ APPLIQUÉE À L’OENOLOGIE AUTHENTIFICATION DU CRU D’UN VIN

V – PRÉSENTATION DE @RADIOMANAGER NOUVEL OUTIL DÉVELOPPÉ PAR LES INGÉNIEURS DE SGS MULTILAB ROUEN


Gestion des sources radioactives : Création de fiches radioéléments, avec propriétés et risque associés 4 types de sources : scellée, non scellée, ECD (pour GC), EIL (IRSN) Activité détenue au laboratoire calculée automatiquement à la date du

jour ou une autre date souhaitée Comparaison vis-à-vis de notre autorisation Suivi interne des sources Destruction ou reprise d’une source existante

Gestion des contrôles mensuels (débit de dose/contamination surfacique)

Gestion des déchets

V – @RADIOMANAGER UN OUTIL INTELLIGENT DÉVELOPPÉ À SGS MULTILAB


Possibilité attacher pièces jointes (certificats,…)

Traçabilité : fonction “Audit Trail” permet d’enregistrer toutes les informations des actions des

utilisateurs

Différents profils d’utilisateur Lecture seule pour l’ensemble du personnel Gradation des niveaux de création/modification adaptés selon

les responsabilités de l’utilisateur



Dématérialisation• Accès depuis n’importe quel PC• Économie papier

Gain temps & productivité• Allègement et simplification « paperasse administrative »

(registres,…)• Automatisation de saisies, calculs: évite les erreurs et

conséquences associées• Automatisation des suivis

Qualité & transparence• Conformité procédures Qualité & ISO 17025• Audits COFRAC ou ASN, échanges avec les Autorités, …





ICP-AESLongueurs d’onde multiples

ICP-MSSpécificité de l’analyse

4 équipements

3 équipements

Les éléments

Les

isotopes

VI – REGARD SUR LES ISOTOPES STABLES ET INSTABLES MESURES PAR SPECTROMÉTRIE ATOMIQUE ICP-MS, ICP-AES


SGS Multilab Rouen accrédité Cofrac (1) U pondéral NF EN ISO17294-2:

extrait de la portée d'accréditation N° 1-0281 rév. 5

Détermination de la composition isotopique NF M 60-805-4: Abondance naturelle de l’Uranium:

• U238 99.27%• U235 0.72%• U234 0.01%

Une stratégie analytique conforme aux recommandations de l’IRSN(1) Laboratoire accrédité n° 1-0281. Essais, portée disponible sur www.cofrac.fr



Etalonnage

Essais Interlaboratoires:



Lorsque les mathématiques et le numérique simplifient les Process

VI – REGARD SUR LES ISOTOPES STABLES ET INSTABLES MESURES PAR SPECTROMÉTRIE ATOMIQUE ICP-MS, ICP-AES@MINERALMANAGER

VII – NUCLÉOPOLIS STRATÉGIE ET PARTENARIAT AVEC SGS MULTILAB


Annuaire Nucleopolis

2015 : AG + visite Hall Recherche Beaumont – AREVA La Hague devis BU ENVI (VDE) + Visibilité, contacts & échanges/prospection

2015 : invitation à la journée Innovation – SGS Multilab

2014 : Visite du centre de traitement du combustible usé – AREVA La Hague Échanges, visibilité, approfondissement connaissances & enjeux

Mars 2013 : Réunion Grand Carénage – EDF Flamanville Présentation du projet grand carénage et ses enjeux (marchés) Cocktail : Échanges, visibilité Visite EDF Flamanville & chantier EPR : approfondissement connaissances & enjeux

VII – NUCLÉOPOLIS ET SGS MULTILAB STRATÉGIE DE PARTENARIAT


Calendrier des prochaines opportunités à saisir (parmi les plus intéressantes pour SGS Multilab) :

· 26/11/2015 : Focus marché ANDRA journée d'information et d'échanges dans le cadre de l'appel à projets

· 28-30/06/2016 : stand collectif salon WNE (World Nuclear Exhibition) stand collectif de 200 m² idéalement placé – déjà 20 entreprises ont réservé – divers niveaux : du Totem (920€ HT + 2000€ HT) à un stand (920€ HT + 650€/m² ou 300€/angle) tarifs négociés Nucleopolis

· 27 septembre 2016 Nucléo’Net· et d’autres à venir…

VII – NUCLÉOPOLIS ET SGS MULTILAB STRATÉGIE DE PARTENARIAT


SGS Multilab Rouen65 rue Ettore Bugatti - BP 90014 - 76801 Saint Etienne du

Rouvrayt 02 35 07 91 80 f 02 35 07 91 25

« DEMAIN EST MOINS À DÉCOUVRIR QU’À INVENTER »

MERCI DE VOTRE VISITE !

Gaston Berger, philosophe

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