Le laboratoire SLOWPOKE

Le laboratoire SLOWPOKE

Le réacteur nucléaire SLOWPOKE constitue la pièce d'équipement principale du Laboratoire. Il s'agit d'un petit réacteur de type piscine qui a fonctionné de 1976 à 1997 avec le combustible original, 1 kg d'uranium enrichi à 93% en U-235. En 1997, grâce à une subvention d'Installation Spéciale du CRSNG, le combustible a été remplacé par 5 kg d'uranium enrichi à 20% en U-235. À la pleine puissance de 20 kW, le flux de neutrons dans les cinq sites d'irradiation du réacteur est de 10¹² /cm²/s. La puissance et le flux sont très reproductibles et le réacteur peut opérer en mode automatique sans surveillance directe. Des systèmes de navettes pneumatiques donnent accès aux neutrons. Le réacteur est doté d'une instrumentation qui permet la formation d'ingénieurs nucléaires en cinétique des réacteurs.

Le laboratoire d'analyse par activation neutronique adjacent au réacteur est muni de quatre spectromètres de rayons gamma incorporant chacun un détecteur au germanium semiconducteur de haute résolution. Ils utilisent des passeurs d'échantillons mécaniques et toutes les mesures sont gérées par ordinateur.

Le personnel du laboratoire

• Cornelia Chilian, Directeure du laboratoire SLOWPOKE
  • analyse par activation neutronique
  • traceurs radioactifs
  • radioactivité environnementale
• Gregory Kennedy, professeur associé
  
  • analyse par activation neutronique
  • traceurs radioactifs
• Rahma Kada, associé de recherche
  
  • analyse par activation neutronique

Programme de recherche

1. Analyse par activation neutronique (AAN)

Le Laboratoire est surtout utilisé pour l'analyse par activation neutronique, une méthode d'analyse chimique qui permet de mesurer, de façon instrumentale, les concentrations des éléments dans les substances solides et liquides. Il s'agit de bombarder la substance par des neutrons pour la rendre radioactive et ensuite de détecter les rayons gamma émis par les différents éléments.

Bien que l'AAN soit une technique bien établie, le personnel du Laboratoire cherche toujours à l'améliorer. Nous travaillons sur une nouvelle méthode de standardisation qui devrait permettre des analyses plus exactes et nous développons des logiciels de spectrométrie gamma afin d'améliorer la sensibilité et la précision.

Les utilisateurs du Laboratoire viennent de l'École Polytechnique, de l'Université de Montréal et de six autres universités au Québec. Les exemples suivants illustrent les nombreux domaines de recherche impliquant l'analyse par activation neutronique:

• Géochimie, pour la détermination des éléments terres-rares et du groupe du platine qui sont d'importants outils d'étude de la formation des roches et des dépôts de minéraux.
• Science des matériaux, pour la vérification de la composition des matériaux nouveaux.
• Archéologie, la composition chimique d'objets céramiques, métalliques et lithiques anciens sert à déterminer leur provenance.
• Médecine, études sur la toxicité des métaux.
• Environnement, études sur la pollution de l'air et de l'eau par les métaux lourds, émissions de métaux à partir de la combustion des produits pétroliers. Les résultats de notre étude sur les émissions atmosphériques à partir de la combustion de l'essence dans les automobiles a contribué à convaincre le gouvernement d'approuver un nouvel additif, moins polluant que les précédents, ce qui améliora de façon significative la qualité de l'air de nos villes.

2. Traceurs radioactifs

Une collaboration étroite a été établie entre le Laboratoire et le département de génie chimique pour la production et l'utilisation des traceurs radioactifs pour l'étude de la dynamique des écoulements dans les réacteurs chimiques multiphasiques. Pour la mesure des temps de séjour dans les réacteurs chimiques, des solides et des gaz sont activés dans le SLOWPOKE et injectés dans le système sous étude. Leur mouvement est suivi par plusieurs détecteurs NaI.

Plusieurs autres collaborations sont en cours en médecine et en pharmacie où les traceurs radioactifs sont utilisés pour l'étude du taux de dissolution des médicaments dans le système digestif et leur répartition dans les organes chez l'animal et l'humain.

3. Radioactivité environnementale

La spectrométrie gamma servent à mesurer les radioisotopes dans le sol, dans l'eau, dans les matériaux de construction et dans la nourriture.

Coopération avec l'industrie

Une partie importante du financement du Laboratoire provient de contrats industriels:

• Les industries pétrochimique et métallurgique utilisent l'AAN pour vérifier la composition de leurs plastiques et alliages.
• L'industrie des produits forestiers utilise l'AAN pour mesurer la rétention des préservateurs chimiques.
• Les compagnies qui traitent les déchets toxiques utilisent le Labortoire pour identifier et quantifier les radioisotopes dans les substances soupçonnées d'être radioactives.

Pour plus de renseignements sur le service d'analyse par activation neutronique, veuillez contacter:

• Laboratoire SLOWPOKE, au (514)-340-4871
• Cornelia Chilian, au (514)-340-4780

On peut envoyer des échantillons pour analyse à l'adresse suivante:

• École Polytechnique
  a/s Cornelia Chilian
  2900 Édouard-Montpetit
  Montréal, Québec
  Canada H3T 1J4
  

Page SLOWPOKEPOKE de l'École Polytechnique

Consultez le "Répertoire des expertises et des unités de recherche" de Polytechnique pour en savoir plus à propos du laboratoire SLOWPOKE.