Analyse de l'uranium dans les phosphates et phosphogypses par les détecteurs solides de traces nucléaires et par spectrométrie gamma

Abstract

La dosimétrie alpha basée sur l’utilisation des Détecteurs Solides de Traces Nucléaires (DSTN) trouve actuellement plusieurs applications pratiques dans le domaine des analyses et mesures de la radioactivité (radioprotection, datation, prospection de l’uranium, suivi de l’émanation du radon, …) et dans l’étude des mécanismes de réactions nucléaires en physique fondamentale. Le sujet de cette thèse concerne l’élaboration d’une méthode pratique de dosimétrie des émetteurs alpha (famille uranium et thorium) présents dans les phosphates sédimentaires marocains par les DSTN. De part leurs modes de formation, les phosphates sédimentaires contiennent de l’uranium et du thorium ainsi que leurs descendants en éléments de traces (teneurs de l’ordre de 200 ppm). Dans ce travail, sont dosés ces radioéléments dans des échantillons de phosphates et ses dérivées (phosphogypse) prélevés dans le gisement de Khouribga, en utilisant une technique simple et pratique de dosimétrie α basée sur l’exploitation quantitative des détecteurs polymériques (LR115 et CR39). Cette méthode repose sur la connaissance du pouvoir d’arrêt des particules dans les échantillons étudiés et la sensibilité d’enregistrement du détecteur. Pour remonter aux teneurs de ²³⁸U et du ²³²Th supposés en équilibre avec leurs descendants, deux formalismes ont été utilisés : le premier est basé sur la simulation des probabilités de détection des traces par la méthode de Monté Carlo. Le deuxième fait appel aux calculs numériques en tenant compte des angles critiques d’enregistrement du détecteur. Les mêmes échantillons ont été analysés par spectrométrie γ en utilisant une diode Ge(HP). Les activités obtenues ont été corrigés par les facteurs d’auto-absorption qui ont été déterminés en fonction de la densité apparente de l’échantillon pour différentes énergies. Une étude complémentaire a été réalisée pour estimer le taux d’émanation du radon des échantillons étudiés, en utilisant une méthode de mesure en continue au moyen d’une chambre d’ionisation à impulsion combinée à un processeur digital.