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Radioprotectionet ingénierie nucléaireINSTITUT NATIONAL DES SCIENCESET TECHNIQUES NUCLÉAIRESHenri Métivier,CoordinateurRetrouver ce titre sur Numilog.comRetrouver ce titre sur Numilog.comRadioprotectionet ingénierie nucléaireRetrouver ce titre sur Numilog.comRetrouver ce titre sur Numilog.comGÉNIE ATOMIQUERadioprotectionet ingénierie nucléaireCoordonné par Henri Métivier 17, avenue du HoggarParc d"activités de Courtabœuf, BP 11291944 Les Ulis Cedex A, FranceRetrouver ce titre sur Numilog.comIllustration de couverture : Portique de contrôle de la contamination α / β / γ.© Rados Technology.Publié avec le concours du ministère chargé de l"enseignement supérieur et de la recherche.ISBN : 2-86883-769-7Tous droits de traduction, d"adaptation et de reproduction par tous procédés, réservés pour tous pays.

La loi du 11 mars 1957 n"autorisant, aux termes des alinéas 2 et 3 de l"article 41, d"une part, que les " copies ou reproductions strictement réservées à l"usage privé u copiste et non destinées à une utilisation collective », et d"autre part, que les analyses et les courtes citations dans un but d"exemple et d"illustration, " toute représentation intégrale, ou partielle, faite sans le consente-ment de l"auteur ou de ses ayants droit ou ayants cause est illicite » (alinéa 1er de l"article 40).

Cette représentation ou reproduction, par quelque procédé que ce soit, constituerait donc une contrefaçon sanctionnée par les articles 425 et suivants du code pénal.© EDP Sciences 2006Retrouver ce titre sur Numilog.comCet ouvrage, " Radioprotection et ingénierie nucléaire » s"inscrit dans le cadre de l"ensei-gnement de Génie Atomique que dispense l"Institut National des Sciences et TechniquesNucléaires.

Il recouvre plusieurs aspects de la radioprotection pour répondre aux besoinsdes ingénieurs qui feront carrière dans l"électronucléaire ou dans la propulsion nucléaire,en particulier au niveau des réacteurs.Cet ouvrage comme son titre l"indique, n"est pas un manuel exhaustif de radioprotectionmais apporte aux élèves ingénieurs l"essentiel de ce qu"ils doivent connaître pour menerà bien leur carrière dans ce domaine.C"est un ouvrage collectif, dans lequel chaque enseignant reprend de manière assez librela structure de son cours.

L"étudiant ne devra donc pas être étonné de voir ici des déve-loppements non abordés lors des cours, mais qui leur apporteront un complément utile.Nous espérons également que cet ouvrage sera aussi utile à des professionnels souhaitantactualiser leurs connaissances.Pour accroître sa lisibilité et permettre aux ingénieurs, une lecture en " libre service », s"ilsle souhaitent, nous l"avons structuré en plusieurs parties et annexes.

Il commence par un rappel des bases de la radioprotection car il est indispensable desavoir comment sont bâties les réglementations qui soit contraindront, soit protégeront lesingénieurs et techniciens dans leur vie professionnelle.

De plus les activités nucléaires sonten permanence sous le regard critique de nos concitoyens.

Un ingénieur qui ne connaîtraitpas la genèse de la radioprotection et son vocabulaire particulier ne serait pas considérécomme crédible lors de ses explications : le sievert doit lui être familier.

Enfin l"ingénieurdoit savoir que si le système de radioprotection se fonde sur des bases scientifiques, lascience n"est pas son seul aspect, il intègre de plus en plus la demande sociétale, qui dansce domaine, est particulièrement exigeante.

Cette intégration, depuis son origine, a permisau système de radioprotection radiologique de prendre en compte le principe de précau-tion, voire le créer, sans entraver outre mesure le développement de l"électronucléaire quiapparaît de plus en plus comme indispensable pour couvrir les besoins futurs d"énergie.La première partie de l"ouvrage traite des grandeurs dosimétriques et de la surveillance destravailleurs.

C"est un choix que nous avons fait.

Il nous paraît plus clair de traiter enpremier les grandeurs, la manière de les mesurer et comment surveiller l"exposition destravailleurs.

Un autre choix aurait été possible, nous en sommes conscient.

Nous avonsséparé la dosimétrie et la surveillance pour l"exposition externe de celle pour l"expositioninterne.

Les méthodes sont différentes, la première est l"œuvre de physiciens, la secondeIntroductionHenri MétivierRetrouver ce titre sur Numilog.com6Radioprotection et ingénierie nucléaireassocie physiciens, chimistes, biologistes et médecins.

Mais si la surveillance est traitéeséparément, la protection radiologique ne fait aucune distinction et ne se préoccupe quede la somme des deux expositions.La seconde partie, que nous aurions pu placer en premier, traite de la radioprotection lorsde la conception du réacteur.

Les métiers sont différents, les définitions aussi. Le lecteurne devra pas s"en étonner.

En séparant clairement ces deux premières parties, nouspensons que nous évitons ainsi certaines confusions.

Certaines descriptions faisant appelà de nombreuses données, nous avons préféré les déplacer vers les annexes pour faciliterla lecture de ces chapitres 6 à 11.La troisième partie traite des matériaux et des dispositifs de radioprotection.

Selon les typesde rayonnement et selon les contraintes de volume, il sera fait appel à différents matériaux.Pour éviter la dispersion des composés radioactifs, plusieurs techniques de confinementsont indispensables.

Dans les ateliers, les lois physiques de la dispersion des aérosols sontessentielles à une bonne radioprotection.

Toutes ces bases scientifiques et techniques sontrappelées dans cette partie.Enfin la quatrième partie aborde la réglementation.

Celle-ci évolue en permanence et nousavons voulu en expliquer plus la genèse que sa description littérale que les utilisateurstrouveront dans les textes des décrets.

Dès sa création, le système de protection a mis enplace le principe de précaution, sans que cela soit explicitement dit.

Partant de l"idée quetoute exposition peut avoir un effet, il devint nécessaire, pour obtenir les meilleurs résultatspossible, de mettre en place l"optimisation de la radioprotection.

Son importance est telledans la vie de tous les jours que nous en avons fait un chapitre à lui seul.Non directement enseigné, mais faisant toujours l"objet de questions, nous avons vouludécrire, dans l"annexe 1, les accidents qui ont émaillé cette technologie depuis la secondeguerre mondiale.

Cet inventaire est planétaire, ce qui montre bien la bonne maîtrise decette activité et le bien-fondé des règles de sûreté et de protection qui l"entourent.

Dansl"annexe 2, le lecteur trouvera les méthodologies utilisées pour estimer l"impact des rejetsradioactifs dans l"environnement.

Les annexes 3 à 5 doivent permettre aux lecteurs de laseconde partie une lecture plus aérée des chapitres 6 à 11.Ce livre est un ouvrage collectif, son aboutissement est l"effort de tout un groupe, je tiensà remercier tous les auteurs, cités en page 17, pour leur concours, nous avons croisé nosformations, nos points de vues, les réactions de nos étudiants.

J"espère que le résultatmontrera bien cet engagement de tous.Je souhaite également remercier le Professeur Daniel Blanc qui a bien voulu nousconseiller au moment où la structuration de ce livre ne nous paraissait pas facile.

Sa relec-ture critique nous a considérablement aidé.Henri MÉTIVIERRetrouver ce titre sur Numilog.com12Radioprotection et ingénierie nucléaireChapitre 11 : Évolution isotopique : méthodes et codes de calculIntroduction 34511.1. Équations généralisées de Bateman 34511.1.1. Évolution des produits de fission (PF) formés en réacteur 34611.1.2. Évolution des noyaux lourds 34711.1.3. Évolution des produits d"activation 34811.2.

Méthodes de résolution . 34811.2.1. Solution analytique pour une chaîne de filiation simple . 34911.2.2. Solution analytique des équations de Bateman généralisées 35011.2.3. Résolution numérique des équations de Bateman généralisées 35011.3. Codes de calcul 35111.4.

Calculs paramétriques, calculs de sensibilité et calcul d"incertitudes 352Partie III Matériaux et dispositifs de radioprotectionChapitre 12 : Les matériaux de protection et leur utilisationIntroduction 35712.1.

Interactions et atténuation des neutrons et des gamma dans la matière 35712.1.1. Gamma 36012.1.2. Neutrons 36012.2. Matériaux 36112.2.1. Eau (water) 36212.2.2. Fer (iron) 36612.2.3. Plomb (lead) 37212.2.4. Béton (concrete) . 37412.2.5. Uranium 37412.2.6. Un matériau organique : le polyéthylène . 37612.2.7.

Air (20 °C, 1 bar) 377Chapitre 13 : Les dispositifs de protection contre la contamination interneIntroduction 37913.1.

La méthode d"analyse de sûreté 37913.1.1. Premier niveau, la prévention 37913.1.2. Second niveau, la surveillance 37913.1.3. Troisième niveau, l"action de sécurité . 38013.2.

Système de confinement 38013.3. Zonage des installations pour le travail et l"intervention 38013.3.1.

Le premier système de confinement dans les usines 38113.3.2. Le deuxièm