Étude comparative des propriétés d’atténuation des roches de métabasalte et de granite face aux rayonnements ionisants

Les roches granitiques et métabasaltiques du Kongo Central présentent des caractéristiques minéralogiques et géochimiques leur conférant un potentiel notable d’atténuation gamma face aux sources industrielles Cs-137 et Co-60. Leur densité élevée, leur enrichissement en phases ferrifères et calciques, ainsi que leur architecture géologique en font des matériaux naturels susceptibles de constituer des blindages locaux, non toxiques et économiquement viables.

Cette étude évalue de manière comparative leurs performances d’atténuation par rapport au plomb, en analysant les coefficients d’atténuation massique et linéique, les épaisseurs nécessaires pour atteindre des réductions de flux de 50 %, 90 % et 99 %, ainsi que les réponses différentielles aux énergies caractéristiques des radionucléides — 0,662 MeV pour le Cs-137 et 1,17 à 1,33 MeV pour le Co-60. Les facteurs géologiques influençant l’atténuation, notamment la proportion de quartz, de feldspaths, d’amphiboles, de pyroxènes et d’oxydes de fer, la densité apparente et le degré de métamorphisme, sont examinés en détail. Les roches métabasaltiques, plus riches en phases Fe-Mg-Ca, présentent des performances supérieures, cohérentes avec leur densité plus élevée.

Les applications envisagées incluent le blindage massif pour les infrastructures fixes, l’utilisation de structures géologiques naturelles comme barrières radiologiques, ainsi que des solutions de radioprotection locale dans des contextes où le recours au plomb est limité. Les principaux défis identifiés concernent la variabilité géologique, la calibration expérimentale, la modélisation spectrale et la nécessité d’une caractérisation fine des matériaux. Les résultats soulignent le potentiel de ces roches comme alternatives durables pour la radioprotection, intégrant disponibilité locale, sûreté opérationnelle et réduction des impacts environnementaux.