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RESUME

Contexte : On connait que Madagascar est un pays riche en minerais radioactif. Plusieurs sites sont déjà connus et surveillés par des chercheurs locaux ou étrangers pour son niveau de radioactivité élevé. L'origine de ces éléments radioactifs ne peut être seulement naturelle mais aussi artificielle (causé par les essais et accidents nucléaires). Ils contaminent l'environnement et contribuent à la pollution radiologique pour les êtres vivants. Objectif : L’objectif de ce travail est de savoir, sur l’extrême nord de Madagascar : - le taux de la pollution radioactive, naturelle et artificielle, et surtout de connaitre la contamination en élément radioactif artificiel, - la répartition verticale des radionucléides naturels et artificiels dans le sol et la capacité de migration en profondeur des radionucléides artificiels. Méthode : on a fait une mesure sur terrain suivie de l’échantillonnage du sol afin de les analyser en laboratoire. Le mode de prélèvement est suivant la verticale descendante du sol de 0 à 40cm de profondeur. Pour tous les sept (7) sites d’échantillonnage, huit (8) échantillons ont été prélevés pour chaque site suivant les profondeurs (0-5cm, 5-10cm, 10-15cm, 15-20cm, 20-25cm, 25-30cm, 30-35cm, 35-40cm). Deux chaines de spectrométries gamma ont été utilisées pour les analyses des échantillons collectés : le CZT-500(S) et le HPGe coaxial de type n. Résultat : Pour la famille du thorium 232 et celle de l’uranium 238, les activités de leurs descendants émetteurs gamma respectifs, sont égales aux incertitudes près. On a détecté aussi le radionucléide artificiel césium 137 dans quelques échantillons. Les analyses effectuées avec le CZT-500(s) ont permis de savoir les deux (2) sites présentant les échantillons de sol d’activité minimale et maximale. Les analyses avec le HPGe montrent que l’activité de la famille U-238 varie de 6,1±0,5 Bq.kg^-1 à 18,7 Bq.kg^-1, l’activité de la famille de Th-232 varie de 23,4±0,6 Bq.Kg^-1 à 65,0±1,2 Bq.Kg^-1, pour le K-40, son activité varie de 27,2±5,4 Bq.kg^-1 à 430±8 Bq.g^-1, et pour le cesium-137 l’activité maximale est de 1,3±0,1 Bq.kg^-1. Conclusion : L’activité de chaque radionucléide naturel varie d’un site à l’autre, et varie aussi avec la profondeur, et cette variation n’est pas constante. Le sol de l’extrême nord de Madagascar a une faible activité pour les familles des radionucléides primordiaux par rapport à d’autres villes de Madagascar. Pour la famille de l’U-238, son activité est inférieure à la valeur moyenne mondiale, tandis que pour la famille de Th-232, certains échantillons ont des activités deux fois supérieures à la valeur moyenne mondiale. Pour le K-40 l’activité maximale est égale à la valeur moyenne mondiale. On trouve des traces de césium-137 dans certains échantillons. Les deux chaînes de spectrométrie gamma utilisées sont complémentaires. Une analyse comparative de tous les échantillons de sol est effectuée avec le CZT-500(s) alors que la chaîne d’analyse avec le HPGe a permis de déterminer les valeurs extrêmales des activités.
Mots-CLES : spectrométrie gamma, radioactivité, détecteur.

ABSTRACT

Context: Madagascar is known as a country rich in radioactive ore resources. Some areas are known for its relatively high background radiation level. The origin of these radioactive elements is not exclusively natural but may be artificial as well (caused by Nuclear weapons tests, nuclear accident). These are the main sources of contamination to the environment and the population by radioactive substances. Objective: The objective of the present work is to know, in the north part of Madagascar: - the level of radioactive contamination, natural and artificial, mainly to know the artificial radioactive elements contamination, - the depth distribution of natural and artificial radionuclides in soil and the in-depth migration ability of artificial radionuclides. Two different gamma spectrometry chains are used for the quantitative study of the energy spectra. Method: On-site measurements followed by soil sampling laboratory analyses are carried out. Soil samples from 0 to 40cm depths were analyzed. For all the seven (7) sampling areas, eight (8) samples were taken for each site at different depths (0-5cm, 5-10cm, 10-15cm, 15-20cm, 20-25cm, 25-30cm, 30-35cm, 35-40cm). Two different gamma spectrometry chains are used for samples analysis: CZT-500(S) and N-type High Purity Germanium HPGe Coaxial. Results: The gamma-emitting daughters activities of 238U and 232Th decays are respectively quite the same. Artificial radionuclide such as 137Cs is detected as well in some samples. The analyses conducted with the CZT-500 (s) revealed the two (2) sites presenting the soil samples of minimum and maximum activity. Analyses with HPGe show that the activity of the U-238 decays activity varies from 6,1±0,5 Bq.kg^-1 to 18,7 Bq.kg^-1, the Th-232 decays activity varies from 23,4±0,6 Bq.kg^-1 to 65,0±1,2 Bq.kg^-1, the K-40 activity varies from 27,2±5,4 Bq.kg^-1 to 430±8 Bq.kg^-1, and the cesium-137 maximal activity is 1,3±0,1 Bq.kg^-1. Conclusion: Each natural radionuclide activity varies from one area to another, and varies according to depth as well and the variation is not constant. The soil of the far north of Madagascar has a low activity for families of primordial radionuclides compared to other cities in Madagascar. For families of the U-238, its activity is below the global average, while the families of Th-232, some samples are twice as high as this value. For the K-40 it is less than or equal to the global average value. Cs-137 was found in very small amount in soil. For the two gamma-ray spectrometry chains used, they are complementary. A comparative analysis of all soil samples is carried out with the CZT-500 (s), whereas the analysis chain with the HPGe has determined the extrêmales values of the activities.
keywords: gamma spectrometry, radioactivity, detector.