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ont une composition comprise entre le calcaire et le granit, les valeurs métalliques de A
et C peuvent être utilisées pour calculer une valeur de B qui s'applique à ces matériaux
ou d'autres valeurs de B peuvent être déterminées pour n'importe quel matériau.
Il faut utiliser les données expérimentales et non les valeurs du tableau ci-dessus.
On sait que l'énergie gamma initiale est de 0,662 MeV, mais il serait impossible de
déterminer l'énergie moyenne des interactions. Des filtres gamma sont utilisés avec
les détecteurs pour limiter l'énergie inférieure afin de réduire les erreurs dues à la
composition chimique.
En utilisant des détecteurs à discrimination d'énergie, l'erreur chimique la plus faible
possible pour le calcaire et le granit est de ± 0,4 %. Avec des détecteurs Geiger Mueller
et des filtres mécaniques, les limites pratiques sont d'environ 2 % pour les modes de
rétrodiffusion et de 1,5 % pour la transmission directe.
Le mode de transmission directe consiste à placer la source et les détecteurs de part et
d'autre du matériau (côtés opposés), de sorte que le trajet des rayons gamma traverse
directement le matériau. Il s'agit de la méthode la plus précise en raison de l'énergie
moyenne plus élevée et de la méthode qui produit des densités moyennes réelles.
La méthode de rétrodiffusion consiste à placer la source et les détecteurs sur la même
surface du matériau. Les rayons gamma doivent être déviés vers l'arrière avant de
mesurer l'atténuation par le matériau. Par conséquent, l'énergie moyenne est plus faible
et la méthode ne permet pas d'obtenir une densité moyenne réelle, car une plus grande
partie des rayons gamma traverse les matériaux les plus proches de la surface et une
quantité moindre à des profondeurs plus importantes.
7.2
Mesure de l'Humidité par Rayonnement Neutronique
Le rayonnement neutronique se présente sous la forme d'une particule sans charge
électrique. Cette particule est émise par le noyau d'un atome, généralement à la suite
de l'absorption d'une particule gamma ou alpha de très haute énergie. Bien que très
rare, un neutron peut résulter d'une fission spontanée. Pour un usage industriel, il existe
des sources isotopiques constituées d'un rayonnement alpha combiné à du métal
béryllium. La réaction est la suivante:
Be
(α , n) C
9
12
Lorsque le noyau de béryllium réagit avec la particule alpha, il devient un isotope du
carbone. Le C12 reste dans un état d'énergie excédentaire et produit un neutron de 1 à
10 MeV lorsqu'il passe à l'état fondamental.
Dans le 5001NX, l'américium 241 est utilisé comme source d'alpha. La source de 40
mCi produit en moyenne 9 X 104 neutrons par seconde. L'américium 241 produit
également des gammas de faible énergie, qui sont protégés dans le porte-source.
L'interaction du neutron avec la matière est relativement complexe. N'ayant pas de
charge, il traverse assez facilement les atomes et, à moins qu'il n'entre en collision
avec le noyau d'un atome, il ne perd que peu ou pas d'énergie. Ce n'est que lorsque
la collision implique un noyau de faible masse tel que l'hydrogène qu'il y a une perte
significative de l'énergie du neutron, et cette perte dépend de l'angle de la collision.
Les neutrons provenant d'une source d'Am-241:Be commencent avec une énergie
moyenne de 4,5 MeV. À chaque collision, une partie de l'énergie est perdue jusqu'à ce
que le neutron atteigne une énergie d'environ 0,025 eV. Cette valeur est dite thermique
car elle est égale à la vitesse des matériaux environnants à température ambiante, soit
2200 m/s (7300 ft/s). Le neutron peut se désintégrer avec une demi-vie de 11 minutes
ou, à l'énergie thermique, être capturé par un autre atome. Les éléments de la croûte
terrestre qui peuvent soit se thermaliser, ou capturer des neutrons thermiques, sont
énumérés à la page suivante.
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