Principales méthodes de mesure nucléaire non destructive active
Mesure nucléaire non destructive dans le cycle du combustible. Partie 2

1.1 Mesure neutronique active

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1.1.1 Besoins et motivations

Hormis les difficultés liées à l’interprétation des signaux et à l’extraction des grandeurs utiles, les mesures passives présentent l’avantage d’être simples à mettre en œuvre. Toutefois, on se trouve, dans certains cas, confronté à des difficultés liées à une faible énergie de gamma et/ou à une basse intensité d’émission photonique et/ou neutronique spontanée, à des interférences parasites, à la quasi-absence d’émissions spontanées rendant l’exploitation du signal utile délicate voire impossible.

Le recours aux mesures actives s’avère incontournable !

C’est typiquement le cas de la quantification non destructive de la masse de matière fissile et particulièrement ²³⁵U pour des besoins de sûreté criticité et de non-prolifération. L’isotope 235 de l’uranium émet des gamma mais de faible énergie (185 keV) et qui sont facilement masqués par d’autres gamma parasites (produits de fission et/ou d’activation). L’émission neutronique spécifique (fissions spontanées et (α, n)) de ²³⁵U est quasi insignifiante. Par conséquent, l’un des moyens pour doser de manière non destructive cet isotope est la mesure neutronique active.

1.1.2 Principe physique

La quantification non destructive de la masse de noyaux lourds au moyen de la mesure neutronique active repose sur la stimulation de la réaction de fission et la mesure des neutrons qui en découlent. Cela suppose une source de particules interrogatrices (source isotopique, générateur de neutrons, accélérateur d’électrons...), une enceinte de thermalisation destinée à ralentir et à maintenir les neutrons interrogateurs à des énergies où les sections efficaces de fission associées aux isotopes recherchés sont optimales et, enfin, un dispositif de détection pour la mesure des neutrons. Le signal neutronique de fission est directement lié à la masse de matière...