Les masses de sédiments marqués à injecter dans une expérience de traceurs radioactifs en sédimentologie dynamique

¹ Section d'Application des Radioéléments, C.E.A., Saclay.
² Section d'Application des Radioéléments, C.E.A., Saclay. Actuellement: Section d'Hydrologie, Agence Internationale de l'Energie Atomique, Vienne (Autriche).

Résumé

Lorsqu'un détecteur se trouve en présence d'une activité répartie en plusieurs entités radioactives distinctes, le taux de comptage qu'il fournit est fonction du nombre d'entités et de leur répartition dans l'espace entourant le détecteur. Les auteurs se proposent de donner une théorie générale de la variation de réponse du détecteur, et de la probabilité associée à chaque valeur de cette réponse, quand varient à activité constante, le nombre et la disposition des entités dans un volume donné. Ils appliquent la théorie ainsi développée au problème de la détection d'un nuage de traceurs dans les expériences de sédimentologie, menées au moyen de traceurs radioactifs. Dans un premier temps, le calcul est fait avec un traceur donné (192Ir) réparti à la surface du lit, pour un sable de granulométrie uniforme, pour un détecteur donné de réponse géométrique connue ; les auteurs étudient d'abord une détection statique du nuage (c'est-à-dire faite point par point) puis une détection dynamique (sonde traînée sur le lit). Ils obtiennent dans ces deux cas la masse minimale de traceur par unité d'activité qu'il est nécessaire d'immerger afin d'obtenir en limite du nuage radioactif, une fluctuation du taux de comptage due à la fluctuation de position des grains radioactifs, égale à 30 % du taux de comptage moyen. Puis les auteurs cherchent à généraliser les résultats précédents pour pouvoir déterminer cette masse minimale, quand on utilise d'autres détecteurs, d'autres traceurs, d'autres granulométries, en tenant compte du mode de décodage de l'information (numérique ou analogique) et de l'enfouissement du traceur. Ils obtiennent ainsi des formules générales tenant compte des paramètres précédents et permettant de déterminer les quantités de sable à immerger en fonction des paramètres de mesure et des caractéristiques du sédiment. Pour terminer, on examine le cas particulier de la prise des carottes. Les auteurs montrent qu'une détection dynamique, technique qu'ils préconisent, nécessite une masse de traceurs par unité d'activité dix fois plus faible qu'une détection statique, celle-ci à son tour demandant dix fois moins de traceurs qu'une étude avec des carottages.