Étude des paramètres d'influence intervenant dans le dosage in-situ d'éléments à l'aide des réactions nucléaires

par Saïd Alamdar Millani

Thèse de doctorat en Chimie physique

Sous la direction de Jean-Pierre Baron.

Soutenue en 1985

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .

Le président du jury était Marc Lefort.

Le jury était composé de Jean-Pierre Baron, Marc Lefort, Kurt Bram, Paul Reuss, Christian Weber.

mots clés

• Neutrons de 14 MeV
• Volume d"investigation
• Sensibilité de dosage
• Dosage d'éléments chimiques
• Transfert gamma
• Analyse par activation
• Diagraphies

Résumé

La méthode étudiée ici est la détection du gamma de décroissance radioactive produite par l’irradiation neutronique au milieu. La méthodologie expérimentale est très lourde et souvent imparfaite. Il était indispensable d’élaborer un modèle physique permettant de simuler les expériences en laboratoire et, en particulier, d’appréhender le poids des paramètres d'influence inaccessibles, ou difficilement accessibles, à l'expérimentation. Le travail consistait, tout d’abord, à élaborer le modèle physique. Le code de calcul Apollo a été choisi pour le transport de neutrons et les codes ANISN et Mercure-4 pour le transfert des photons gamma. Bien entendu, quelques adaptations à ce problème particulier ont dû être faites. Il fallait tester la validité du modèle. Aussi, une partie du travail a été une étude expérimentale pour vérifier les possibilités exactes de ces codes de calcul. Les tests faits sur l'aspect géométrique, tout autant que sur l'aspect chimique, ont montré son adéquation. Maintenant au point, il est utilisé pour prévoir l'influence, c'est-à-dire chiffrer la perturbation apportée par divers paramètres d’influence, tels que la densité du matériau, la teneur en eau du milieu, le diamètre du forage, les conditions de mesure. . .

Titre traduit

Parameters influencing the in-situ analysis of elements using nuclear well logging

Résumé

The purpose of the program « in situ analysis » at the Laboratoires des Ponts et Chaussées (Publics Works Laboratories) is to realize, by nuclear well logging, the analysis of chemical elements related to Civil Engineering and of economic interest. The method presented here is the observation of phenomenous related to neutron activation in borehole. Experimental methods are difficult and time consuming and often inaccurate. Thus, it was necessary to develop a physical model to simulate the laboratory experiments and, in particular, to apprehend the wright of various influence parameters, inaccessible or difficult to access experimentally. First, the physical model has been developed. We have chosen the calculus code Apollo for neutron transportation and code ANISN and MERCURE-4 for gamma transfer. Of course, some adaptation to the particular problem had to be carryout. Second, we have compared the results of experiments and the model results in order to assess the exactitude of the calculus. The tests concerning the geometrical, no well as the chemical aspect, have shown the model adequacy. Now, it is used to assess the influence, i. E. The perturbation caused by various parameters, such as density, water contact, borehole diameter, measurement condition…