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45 I JANVIER-FÉVRIER 2013 I SOUDAGE ET TECHNIQUES CONNEXES ÉTUDES ET RECHERCHE

45 I JANVIER-FÉVRIER 2013 I SOUDAGE ET TECHNIQUES CONNEXES ÉTUDES ET RECHERCHE RADIOPROTECTION : LA GAMMAGRAPHIE DE PROXIMITÉ (SUITE) ALEXIS BLETTNER1 (INSTITUT DE SOUDURE) L’article précédent a porté sur l’aspect théorique de la substitution de l’iridium par du sélénium. Cet article est la mise en pratique de la théorie aﬁ n de déterminer les distances de la zone d’opération en fonction du sélénium ou de l’iridium et du collimateur ou g-Prox. L’étude des faisceaux de rayonnement est également abordée en fonction des techniques radiographiques appliquées. 1. INTRODUCTION : ÉTUDE DE POSTE - IRIDIUM, SÉLÉNIUM, COLLIMATEUR, g-PROX Cette étude a consisté à évaluer les distances de balisage à appliquer afin de respecter l’arrêté zonage. L’étude a porté sur 2 techniques de prise de vues avec de l’iridium, du sélénium, le collimateur et le g-Prox. Les techniques de prise de vues sont les suivantes : • La technique de prise de vues en plan/plan C’est la technique mise en œuvre pour l’examen de soudure circulaire sur des tuyauteries de faible diamètre. La source est placée à distance de la soudure. La cassette radiographique est placée à plat sur la soudure du côté opposé à la source. Pour cette technique, 3 prises de vues décalées de 60° ou 120° sont réalisées successivement aﬁ n d’examiner la totalité de la soudure. • La technique de prise de vues au contact C’est la technique mise en œuvre pour l’examen de sou- dure circulaire sur des tuyauteries de diamètre moyen. La source est placée au contact de la tuyauterie. La cas- sette radiographique est placée sur la soudure du côté opposé à la source en épousant la tuyauterie. MISE EN PRATIQUE DE LA THÉORIE VISANT À DÉTERMINER LES DISTANCES DE LA ZONE D’OPÉRATION EN FONCTION DU SÉLÉNIUM OU DE L’IRIDIUM ET DU COLLIMATEUR OU g-PROX (1) Institut de Soudure, 90, rue des Vanesses, 93420 Villepinte. Tél. : +33 (0)1 49 90 37 34 - e-mail : a.blettner@institutdesoudure.com Technique de prise de vues en plan/plan - Contrôle en double traversée, interprétation en double images. La source S émet un faisceau de rayonnement qui projette sur la cassette C l’image de la soudure O. Cassette radiographique Soudure circulaire Technique de prise de vues - Contrôle en double traversée, interprétation simple image. Pour cette technique, 4 à 5 expositions sont réalisées successivement aﬁ n d’examiner la totalité de la soudure. 1301_0062_P__ETUDES.indd 45 1301_0062_P__ETUDES.indd 45 29/01/13 10:00 29/01/13 10:00 46 SOUDAGE ET TECHNIQUES CONNEXES I JANVIER-FÉVRIER 2013 I CONJONCTURE ÉTUDES ET RECHERCHE 2. CONFIGURATION La conﬁ guration d’examen retenue est celle que l’on peut rencontrer lors de toutes opérations de contrôles réalisées lors d’un chantier de fabrication. Les para- mètres de cette conﬁ guration sont listés ci-après : ➣ Une source d’iridium 192 de 1,85 TBq (50 Ci). 192 (courbe en rouge) pour un faisceau large en tenant compte des phénomènes de diffusé (Build-up factor). La réduction des angles d’ouverture du faisceau de rayonnement permet de réduire l’intensité des rayonnements diffusés (diminution du facteur Build- up factor) et ainsi d’augmenter l’efﬁ cacité de l’atté- nuation des rayonnements par le plomb. La courbe g-Prox doit s’approcher de celle correspondante à un faisceau étroit. Nota : La réduction de l’intensité du rayonnement dif- fusé améliore également la sensibilité du contrôle par une amélioration du rapport signal sur bruit du radio- gramme, le bruit étant en partie lié au rayonnement diffusé. C’est une des raisons de la filtration par un écran imposée par les codes, normes et spéciﬁ cations. Par exemple, la mise en œuvre d’une source iridium non collimatée (le cas du collimateur 120° avec un faisceau large) nécessite un écran atténuant en plomb d’épaisseur 12 mm pour atténuer le débit de rayonnement d’un facteur 5. La même source avec un faisceau étroit va nécessiter une épaisseur de plomb réduite à 8 mm. Le g-Prox du fait de son angle réduit du faisceau de rayonnement permet d’aug- menter l’efﬁ cacité de l’écran atténuant et ainsi de s’approcher d’une épaisseur de 8 mm pour un fac- teur d’atténuation de 5. La différence d’efficacité des écrans atténuants en faveur du g-Prox va en s’accroissant dès lors que les épaisseurs des écrans augmentent. Nota : Les courbes obtenues sont établies à partir de formules simpliﬁ ées relevées dans la littérature et demandent pour être conﬁ rmées une campagne de mesure sur site en tenant compte notamment de l’environnement. 4. ÉTUDE DES DISTANCES DE BALISAGE Les distances de balisage sont établies suivant l’arrêté zonage du 15 mai 2006. Il faut respecter en limite de la zone d’opération un débit équivalent de dose moyen maximum de 0,0025 mSv/h. Ces calculs ont été établis pour les deux natures de source soit le Se75 et l’Ir 192 avec le collimateur et le g-Prox. 4.1 DONNÉES D’ENTRÉE Les données d’entrée sont reportées ci-après et complétées dans le tableau suivant : ➣ Une source d’iridium 192 de 50 Ci. ➣ Une source de sélénium 75 de 50 Ci. ➣ Une épaisseur de 4 mm du composant. ➣ Un écran atténuant en plomb de 6 mm. ➣ Un écran de blocage de 2 mm de plomb. ➣ La mise en œuvre d’un collimateur 120°. ➣ La mise en œuvre d’un g-Prox. ➣ Une durée d’intervention de 6 h. 2.1 LA TECHNIQUE MISE EN ŒUVRE EST RAPPELÉE CI-APRÈS : Atténuateur DN Diamètre (mm) Epaisseur (mm) Technique de prises de vue Nombre de vues * Temps d’exposition Collimateur 50 60,3 4 Plan/plan 3 à 60° 7’ g-Prox 50 60,3 4 Plan/plan 3 à 60° 8’ Collimateur 400 406,4 4 Contact 4 3’ g-Prox 400 406,4 4 Contact 4 3’30 * Pour une activité de source de 1,85 TBq (50 Ci). La différence de temps d’exposition pour une technique donnée entre le collimateur et le g-Prox est liée à la réduction du diffusé (cf. article précédent). 2.2 CARACTÉRISTIQUES DU COLLLIMATEUR 120° ET DU g-PROX Atténuateur Matière Densité Débit de fuite de l’atténuateur Angle d’ouverture Collimateur Uranium appauvri 19 10 µSv/h contact* 120° par 60° g-Prox plan/plan Matériau inerte non radioactif 17 0 µSv/h 24° par 15° g-Prox contact Matériau inerte non radioactif 17 0 µSv/h 68° par 15° * Ce débit de fuite est engendré par la matière radioactive constituant la masse atténuante (uranium appauvri) du collimateur. ➣ Une source de sélénium 75 de 1,85 TBq (50 Ci). ➣ Une épaisseur traversée d’acier de 8 mm. ➣ Un écran de blocage de 2 mm de plomb. ➣ Un écran atténuant en plomb de 6 mm. ➣ Une durée d’intervention de 6 h. ➣ La mise en œuvre d’un collimateur 120°. ➣ La mise en œuvre d’un g-Prox. 3. SOURCE IR 192, SE 75 Pour une activité identique, la source sélénium dont la constante spécifique est de 54,8 mGy/h délivre 2,5 fois moins de rayonnement qu’une source iridium (constante spéciﬁ que 135 mGy/h). La distance de bali- sage pour un débit de rayonnement identique sera donc diminuée de racine (2,5) soit 1,6 en faveur du sélénium. Pour une même classe de système film, le sélénium nécessite de multiplier approximativement par deux les temps d’exposition en comparaison avec ceux de l’iri- dium. Du fait de la différence des énergies moyennes du sélénium (230 keV) par rapport à celles de l’iridium 1 (400 keV), la qualité d’image obtenue avec le sélé- nium d’après les IQI à fils est améliorée (un gain de 2 ﬁ ls peut être constaté). Le déclassement du système ﬁ lm d’un indice pour le sélénium permet d’obtenir des temps d’exposition similaire à ceux de l’iridium tout en conservant une qualité d’image à minima au moins égale à celle obtenue avec l’iridium (voir meilleure). L’efﬁ cacité des écrans atténuants en plomb est supé- rieure avec le sélénium. Le graphe suivant explicite l’efﬁ cacité des écrans plomb en fonction de la nature de la source. Par exemple, 6 mm de plomb atténue d’un facteur 11 les rayonnements émis par le sélénium 75 (courbe en vert) et seulement 2,5 dans le cas de l’iridium 1301_0062_P__ETUDES.indd 46 1301_0062_P__ETUDES.indd 46 29/01/13 10:00 29/01/13 10:00 47 I JANVIER-FÉVRIER 2013 I SOUDAGE ET TECHNIQUES CONNEXES Atténuateur DN Diamètre (mm) Epaisseur (mm) Technique de prises de vue Nbre de vues * Temps d’exposition Collimateur 50 60,3 4 Plan/plan 3 à 60° 7’ g-Prox 50 60,3 4 Plan/plan 3 à 60° 8’ Collimateur 400 406,4 4 Contact 4 3’ g-Prox 400 406,4 4 Contact 4 3’30 Nota : Il est observé lors de la mise en œuvre du g-Prox une augmentation des temps d’exposition de l’ordre de 10 à 15% du fait de la diminution des rayonne- ments diffusés par la matière qui engendre une diminution de la densité relevée sur les radiogrammes. Dans le cadre de cette étude, la valeur conservatrice de 15 % est retenue. L’application de l’arrêté zonage nous permet de calculer le débit de dose instantané admissible à ne pas dépasser. Cette valeur conditionne la dis- tance minimale établie suivant la loi du carré de l’inverse des distances. 4.2 CALCUL DU DÉBIT INSTANTANÉ EN LIMITE DE BALISAGE 4.2.1 Calcul des temps d’exposition cumulés : Atténuateur DN Technique de prises uploads/Ingenierie_Lourd/ determination-de-la-zodetermination-de-la-zone-operatoire-lors-des-controles-sous-gamma-proxne-operatoire-lors-des-controles-sous-gamma-prox.pdf