Sources dans l’industrie

Une grande variété d’applications

La plupart des radioéléments présents dans les sources radioactives sont extraits de petits réacteurs dédiés aux besoins de la recherche, de la médecine,et de l’industrie. Certains radioéléments sont des produits de fission ou les actinides (américium-241). D’autres sont obtenus par irradiation de matériaux par des neutrons (cesium-137, cobalt-60). Ils sont ensuite extraits à l’aide des techniques de la radiochimie. Quand il s’agit de produire des traceurs à vie courte, notamment pour les besoins de la médecine et de la recherche, on a recours également des cyclotrons ou à des accélérateurs comme l’accélérateur GANIL à Caen.

Les activités des sources les plus couramment employés dans l’industrie sont comprises entre quelques milliers  (kBq) et milliards de becquerels (GBq).

L’utilisation de radioéléments pour les « contrôles non destructifs », c’est-à-dire pour « caractériser des matériaux sans porter atteinte à leur intégrité », est la plus courante. Elle trouve des applications dans :

– Le contrôle de soudure par gammagraphie, véritable radiographie du métal (sources d’iridium 192 ou de cobalt 60)

– La mesure de niveau d’un liquide. L’atténuation du signal détecté permet de connaître le niveau de remplissage du container et de déclencher automatiquement certaines opérations (arrêt/poursuite du remplissage, alarme, etc.). Les radionucléides utilisés dépendent des caractéristiques du contenant et du contenu : américium 241 (activité 1,7 GBq), césium 137-baryum 137m (activité 37 MBq) ;

– La mesure d’épaisseurs de matériaux comme le papier, le tissu, le plastique, ou des tôles, des plaques métalliques selon un principe similaire et à l’aide de jauges au krypton 85, au césium 137, à l’américium 241, au cobalt 60 ou au prométhéum 147 :

– La mesure de densité et de pesage, toujours selon un principe similaire. Les sources utilisées sont, en général, de l’américium 241 (activité 2 GBq), du césium 137-baryum 137m (activité 100 MBq) ou du cobalt 60 (30 GBq) ;

– Les appareils de mesure de densité et d’humidité des sols ou gamma-densimétrie, employés en particulier dans l’agriculture et les travaux publics, fonctionnent avec une double source d’américium-béryllium et de césium 137 ;

– La détection des molécules et leur dosage par analyse dans les chromatographes en phase gazeuse, par utilisation de sources de nickel 63 ou de tritium pour des produits comme les pesticides, les explosifs ou les drogues.

Le cadmium 109 et le cobalt 57 sont utilisés pour la détection de produits toxiques comme le plomb dans les peintures.

Quand l’activité d’une source de rayonnements devient très puissante, on parle d’irradiation industrielle. Il existe en France plusieurs irradiateurs industriels utilisant des sources scellées (cobalt 60 ou césium 137) de très forte activité (800 TBq). Compte tenu de l’activité utilisée, ces installations sont alors classées comme Installations Nucléaires de Base (INB). Les sources radioactives de fortes activité peuvent ont tendance à être remplacées par des générateurs électriques de rayonnements ionisants.