Partie 2 : Blindage pour les composants activés produits pendant l’irradiation par cyclotron

Dr. John Wilson | Université de l’AlbertaSalle Enoch ABC

Bien que la production de neutrons cesse lors de l’arrêt du faisceau, il y a plusieurs sous-produits radionucléidiques secondaires résultant des interactions du faisceau de protons et du flux de neutrons généré. Les cibles d’un cyclotron peuvent être à l’état gazeux (p. ex. 14N(p,α)11C), à l’état liquide (p. ex. 18O(p,n)18F) ou à l’état solide (p. ex. 205Tl(p,3n)203Pb) et doivent être en mesure de dissiper l’énorme quantité de chaleur causée par l’impact du faisceau sur la cible. Les cibles gazeuses et liquides fonctionnent à haute pression et sont scellées à l’aide de feuilles métalliques d’HAVAR à travers lesquelles passe le faisceau de protons. L’HAVAR est exceptionnellement résistant et flexible, mais est porté à s’activer facilement lors de l’interaction avec les protons, générant des sous-produits radionucléidiques avec de longues périodes radiologiques.

L’intérieur du cyclotron doit avoir une haute conductivité électrique et est typiquement fait de cuivre. Les protons du faisceau hors trajectoires qui interagissent avec le cuivre produisent des radionucléides et un rayonnement secondaire en provenance du réservoir principal à la fin du faisceau.

L’énergie du faisceau se dégrade en passant à travers le matériau de la cible. Les cibles gazeuses et liquides sont dites « épaisses » puisque le faisceau est entièrement arrêté à l’intérieur de celles-ci. Les cibles solides sont utilisées pour des éléments dont le nombre moléculaire est plus élevé qui peuvent avoir plusieurs isotopes stables ou qui peuvent subir différentes transformations nucléaires selon l’énergie du faisceau. Elles sont typiquement des cibles dites « minces » puisqu’elles ont l’avantage d’arrêter seulement la fraction d’énergie désirée du faisceau à l’intérieur de la cible pour réduire les radionucléides contaminants non désirés. Il est important d’éviter l’activation de l’eau de refroidissement par le faisceau atténué à la sortie lors de l’irradiation des cibles minces. Les neutrons émis durant l’irradiation ont une grande propension à activer plusieurs matériaux dans la voûte. L’atténuation générale du flux de neutrons dans la voûte durant l’irradiation est importante pour réduire l’activation des tuyaux de cuivre (63Cu(n,γ)64Cu), des composantes en acier (58Fe(n,γ)59Fe) et des contaminants métalliques dans le béton.

Tue 10:45 am - 12:00 pm