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Physique appliquée à l’exposition externe : dosimétrie et radioprotection
Le code du travail [16] prescrit l’utilisation de dosimètres passifs en zone
surveillée et contrôlée, ainsi que l’adjonction d’une dosimétrie opérationnelle en
zone contrôlée.
Le principe des dosimètres individuels, si les technologies diffèrent, reste le
même : relation entre une dose, voire idéalement un équivalent de dose, et
l’énergie transférée par le rayonnement incident dans un volume sensible de
faible dimension contrairement aux dosimètres d’ambiance.
a
b
c
d
Figure 3.48 – Dosimètres individuels : a) bague FLi, b) détecteur à trace PN3, c) détecteur RPL, d) détecteur à semi-conducteur Saphydose-n.
Parmi l’ensemble des techniques de détections utilisées pour les dosimètres
passifs, les caractéristiques des dosimètres thermoluminescents (FLi), radiophotoluminescents (RPL) et détecteurs solides de traces (NTA, CR39...) sont
détaillés ci-après. Concernant les dosimètres individuels actifs, la technologie
de détection à diodes étant la plus largement répandue, elle fera également
l’objet d’une description.
Dosimètres thermoluminescents (type FLi)
Dans des matériaux à structures cristallines, l’énergie des rayonnements ionisants peut être absorbée pour créer des défauts dans cette structure. Lorsque
l’on chauffe le matériau, l’agitation thermique finit par détruire ces défauts et
la structure cristalline se rétablit. Au cours de ces « réparations », il y a émission d’une lumière : c’est le phénomène de thermoluminescence. La quantité de
lumière restituée, dans des conditions données, est proportionnelle à la dose
reçue.
En théorie, les cristaux thermoluminescents sont sensibles à tous les types
de rayonnements usuels (X, γ, β, e
–
, α, p, n).
Bien que plusieurs composés thermoluminescents existent, le plus couramment utilisé, pour des raisons de commodité d’emploi et de réalisation, est le
fluorure de lithium : FLi. Comme nous l’avons déjà suggéré, ce composé constitue un très bon équivalent-tissu entre autres grâce à son Z faible. Avec
l’adjonction d’une épaisseur de matériau équivalent-tissu de 70 mg·cm
–2
, il peut
permettre un accès direct aux grandeurs opérationnelles H'(0,07,0°) et
Hp(0,07).
Étalonné en
60
Co, sa réponse en énergie R'(E) vis-à-vis de la dose absorbée
dans les tissus tend sensiblement vers l’unité jusqu’à environ 100 keV ; en
deçà, aux faibles énergies, le FLi surestime cette grandeur (typiquement une
erreur R'(E) de l’ordre de 50 % à 50 keV).
Physique appliquée à l’exposition externe : dosimétrie et radioprotection
Le code du travail [16] prescrit l’utilisation de dosimètres passifs en zone
surveillée et contrôlée, ainsi que l’adjonction d’une dosimétrie opérationnelle en
zone contrôlée.
Le principe des dosimètres individuels, si les technologies diffèrent, reste le
même : relation entre une dose, voire idéalement un équivalent de dose, et
l’énergie transférée par le rayonnement incident dans un volume sensible de
faible dimension contrairement aux dosimètres d’ambiance.
a
b
c
d
Figure 3.48 – Dosimètres individuels : a) bague FLi, b) détecteur à trace PN3, c) détecteur RPL, d) détecteur à semi-conducteur Saphydose-n.
Parmi l’ensemble des techniques de détections utilisées pour les dosimètres
passifs, les caractéristiques des dosimètres thermoluminescents (FLi), radiophotoluminescents (RPL) et détecteurs solides de traces (NTA, CR39...) sont
détaillés ci-après. Concernant les dosimètres individuels actifs, la technologie
de détection à diodes étant la plus largement répandue, elle fera également
l’objet d’une description.
Dosimètres thermoluminescents (type FLi)
Dans des matériaux à structures cristallines, l’énergie des rayonnements ionisants peut être absorbée pour créer des défauts dans cette structure. Lorsque
l’on chauffe le matériau, l’agitation thermique finit par détruire ces défauts et
la structure cristalline se rétablit. Au cours de ces « réparations », il y a émission d’une lumière : c’est le phénomène de thermoluminescence. La quantité de
lumière restituée, dans des conditions données, est proportionnelle à la dose
reçue.
En théorie, les cristaux thermoluminescents sont sensibles à tous les types
de rayonnements usuels (X, γ, β, e
–
, α, p, n).
Bien que plusieurs composés thermoluminescents existent, le plus couramment utilisé, pour des raisons de commodité d’emploi et de réalisation, est le
fluorure de lithium : FLi. Comme nous l’avons déjà suggéré, ce composé constitue un très bon équivalent-tissu entre autres grâce à son Z faible. Avec
l’adjonction d’une épaisseur de matériau équivalent-tissu de 70 mg·cm
–2
, il peut
permettre un accès direct aux grandeurs opérationnelles H'(0,07,0°) et
Hp(0,07).
Étalonné en
60
Co, sa réponse en énergie R'(E) vis-à-vis de la dose absorbée
dans les tissus tend sensiblement vers l’unité jusqu’à environ 100 keV ; en
deçà, aux faibles énergies, le FLi surestime cette grandeur (typiquement une
erreur R'(E) de l’ordre de 50 % à 50 keV).