Compteur triple pour la mesure de gaz

Le LNE-LNHB étalonne l’activité volumique (Bq/cm³) de gaz radioactifs dans les conditions normales de pression et température (TPN, 273,15 K et 1013,25 hPa) grâce à la méthode primaire des compteurs proportionnels différentiels triples. Les compteurs proportionnels sont remplis d’un mélange du gaz à étalonner et de propane. Suite à la désintégration radioactive, les particules émises vont ioniser les molécules de propane ; les charges électriques créées sont collectées grâce à une haute tension. Le signal, donné par le nombre de charges collectées, est proportionnel à l’énergie des rayonnements absorbés. Une électronique spécifique permet d’une part de mettre en forme le signal pour minimiser le seuil de détection (< 200 eV) et d’autre part d’insérer un temps mort reconductible destiné à assurer une grande précision sur le temps de comptage. Le nombre de désintégrations détectées par seconde est proportionnel à l’activité du gaz radioactif présent dans les compteurs.

La méthode différentielle triple est une méthode primaire, c’est-à-dire qu’elle ne nécessite pas d’étalonnage avec des sources radioactives ; elle consiste à utiliser trois compteurs proportionnels cylindriques de conception identique mais de longueurs différentes (long, moyen et court). Trois activités volumiques sont obtenues en soustrayant deux à deux les activités mesurées par chaque compteur divisées par la différence de leur volume. L’activité volumique de la différence entre les comptages des compteurs long et court donne la valeur de référence. Les deux autres activités volumiques entre long et moyen, et moyen et court doivent être égales à la première, permettant de vérifier qu’il n’y a pas eu de dysfonctionnement lors de la mesure. Cette méthode différentielle permet de s’affranchir des effets de bord des compteurs où apparaissent des inhomogénéités de champ électrique affectant la collecte des charges.

Les gaz radioactifs étalonnés par le LNE-LNHB se désintègrent par émission bêta ou par capture électronique : tritium, ⁸⁵Kr, ¹³³Xe, ^131mXe et ¹²⁷Xe. Les gaz à étalonner sont prélevés sur des contenants comme des ampoules de verre, des bouteilles de type B5 ou des conteneurs SG500G et SG3000G. La gamme d’activité volumique TPN couverte par la mesure s’étend de 2,5 à 15 kBq/cm³ avec une incertitude relative élargie (k=2) inférieure à 1,2 %.

Le LNE-LNHB est également en mesure de fournir des étalons gazeux des radionucléides cités ci-dessus dans des bouteilles de 1,5 ou 5 L à des pressions jusqu’à 20 MPa (200 bars), ou dans des contenants de type SG500G et SG3000G.