Résumés des thèses 2001
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Évaluation des doses de radiation cosmique reçues par les équipages des avions des Forces Canadiennes
par : Bernard M Ellaschuk, M.Eng. (Genie Nucl.)
Directeurs : Dr. B.J. Lewis et Dr. L.G.I Bennett
Résumé
La Publication 60 (1990) de la Commission Internationale de Protection Radiologique a recommandé que la limite d'exposition personnelle aux radiations soit réduite, que le personnel de bord des avions soit reconnu comme groupe professionnellement exposé et que leur niveau d'exposition soit surveillé.
Récemment, un logiciel de simulation semi-empirique, PC-AIRE, a été développé au Collège Militaire Royal afin de prédire la dose ambiante équivalente pour les routes de vol globale. Le modèle était basé sur des données couvrant des altitudes variant de 8800 à 11900 m. Dans cette thèse, la fonction d'altitude de PC-AIRE a été révisée et validée avec des vols conduits par la NASA à bord d'avions ER-2 volant à approximativement 20700 m. Tel que mentionné, PC-AIRE prédit la dose ambiante équivalente totale, H*(10); par contre, les règlements identifient la limite d'exposition en dose effective, E. Conséquemment, un rapport d'échelle E/H*(10) fut développé pour PC-AIRE. Le modèle fut par la suite appliqué à une banque de données des vols du personnel des Forces canadiennes volant à bord de l'Airbus A310. Cette activité a déterminé comment leur exposition annuelle en 1999 se compare avec les règlements proposés.
De plus, le personnel des Forces canadiennes volant à bord des avions de force d'alerte aéroportée de l'OTAN et de US Air Force (NAEWF) furent étudiés afin de déterminer leur exposition. Différemment du trafic aérien commercial, les avions NAEWF ne suivent pas des plans de vol standard, mais naviguent sur orbites déterminées pendant des périodes prolongées. Présentement, les modèles tel que PC-AIRE ne peuvent pas prédire les expositions de ces plans de vol. Des détecteurs à bulles sensibles aux neutrons furent utilisés pour prédire leurs doses annuelles équivalentes cumulatives.
Dans cette thèse, deux rapports E/H*(10) furent développés, en utilisant la théorie de transport de Monte Carlo et l'autre la théorie de transport de Boltzmann. Lorsque couplé avec PC-AIRE, les deux rapports fournirent des valeurs de dose effective qui furent à l'intérieur de 20% d'autres modèles acceptés par l'industrie. Une fonction pour les altitudes élevées a aussi été développée pour que PC-AIRE puisse prédire les doses sur des routes passant de 9 à 12 km d'altitude à un domaine allant jusqu'à 20.7 km. L'application du modèle modifié à la banque de données de l'Airbus a révélé que 68% des pilotes, 90% des stewards navigants et 92% des agents de bord excèdent la limite de dose effective annuelle de 1 mSv avec une dose effective annuelle moyenne entre 2.44 et 2.47 mSv.
L'analyse de l'exposition du personnel NAEWF révèle que leur dose moyenne annuelle (657 ± 122 µSv) est légèrement supérieure à celle du personnel de bord volant dans des avions de transport à plus base altitude tel que les Hercules. Dans cette évaluation, aucun personnel de bord de NAEWF n'a reçu ou excédé la dose limite de 1 mSv a-1, durant une année typique impliquant 340 heures d'opération.
