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Physique appliquée à l’exposition externe : dosimétrie et radioprotection
Cette relative isotropie de la réponse angulaire permet leur emploi également en tant que dosimètres d’ambiance pour les neutrons. Girod et al. [23]
montent que ce dernier, entouré d’un modérateur en (CH2)n et d’un convertisseur cadmium permet une mesure de l’équivalent de dose ambiant pour les
neutrons
*
n (10)
H
sur une gamme d’énergie comprise entre 0,25 et 9 MeV avec
une réponse en énergie R'(E) constante à ± 30 % près (cf. chapitre 6).
Ajoutons enfin que le dosimètre RPL est également sensible aux β (énergie
moyenne comprise entre 100 keV et 3 MeV) ; de la même façon qu’un film
argentique, ce détecteur est capable de produire de vraies images de la dose.
Dosimètre électronique à semi-conducteur
La zone « désertée » de charges d’espace d’une diode est utilisée comme
zone sensible de détection. Le rayonnement incident y provoque une paire
électron-trou qui induit un signal traité par une chaîne de mesure électrique.
Contrairement au gaz d’une chambre d’ionisation, la densité élevée des matériaux semi-conducteurs (e.g. 2,3 pour le silicium) permet la détection d’X
d’énergie inférieure à 30 keV. Par ailleurs, la mobilité importante des charges
permet un taux de comptage important (de l’ordre de 10
7 c/s) et, par suite,
avec une électronique adaptée, un débit de dose maximal lisible important.
Enfin, l’énergie moyenne d’ionisation de l’ordre de 3 eV, soit 10 fois moins
importante que celle d’un gaz, permet un nombre de charges collectées élevé,
ce qui accroît les performances de détection et, de fait, la résolution en énergie.
L’ensemble de ces propriétés confère une bonne sensibilité à ce type de détecteur malgré des faibles dimensions de volume sensible. Le tableau 3.8 donne les
caractéristiques de différents détecteurs à diodes et le type de rayonnement
détecté.
Détecteur
Caractéristiques et applications
Rayonnements détectés
Jonction
N-P ou P-N
Bonne résolution en énergie
Contrôle de contamination
α, proton, β
NIP Si (Li)
Ge (Li)
Bonne résolution en énergie
Spectrométrie fine
X, γ
AuGe ultrapur
Fixe ou mobile
Bonne résolution en énergie
X, γ
Type CdTe ou HgI2
Portable, fonctionne à 300 K
Efficacité élevée pour les X ou γ
X, γ
Tableau 3.8 – Principales caractéristiques des détecteurs à semi-conducteur, d’après
[22].
Cependant, en raison d’une forte densité et d’un Z moyen élevé (e.g. Z =
14 pour le Si), les semi-conducteurs employés sont de mauvais équivalentstissus, contrairement au FLi par exemple. Pour autant, ils répondent aux spé-
Physique appliquée à l’exposition externe : dosimétrie et radioprotection
Cette relative isotropie de la réponse angulaire permet leur emploi également en tant que dosimètres d’ambiance pour les neutrons. Girod et al. [23]
montent que ce dernier, entouré d’un modérateur en (CH2)n et d’un convertisseur cadmium permet une mesure de l’équivalent de dose ambiant pour les
neutrons
*
n (10)
H
sur une gamme d’énergie comprise entre 0,25 et 9 MeV avec
une réponse en énergie R'(E) constante à ± 30 % près (cf. chapitre 6).
Ajoutons enfin que le dosimètre RPL est également sensible aux β (énergie
moyenne comprise entre 100 keV et 3 MeV) ; de la même façon qu’un film
argentique, ce détecteur est capable de produire de vraies images de la dose.
Dosimètre électronique à semi-conducteur
La zone « désertée » de charges d’espace d’une diode est utilisée comme
zone sensible de détection. Le rayonnement incident y provoque une paire
électron-trou qui induit un signal traité par une chaîne de mesure électrique.
Contrairement au gaz d’une chambre d’ionisation, la densité élevée des matériaux semi-conducteurs (e.g. 2,3 pour le silicium) permet la détection d’X
d’énergie inférieure à 30 keV. Par ailleurs, la mobilité importante des charges
permet un taux de comptage important (de l’ordre de 10
7 c/s) et, par suite,
avec une électronique adaptée, un débit de dose maximal lisible important.
Enfin, l’énergie moyenne d’ionisation de l’ordre de 3 eV, soit 10 fois moins
importante que celle d’un gaz, permet un nombre de charges collectées élevé,
ce qui accroît les performances de détection et, de fait, la résolution en énergie.
L’ensemble de ces propriétés confère une bonne sensibilité à ce type de détecteur malgré des faibles dimensions de volume sensible. Le tableau 3.8 donne les
caractéristiques de différents détecteurs à diodes et le type de rayonnement
détecté.
Détecteur
Caractéristiques et applications
Rayonnements détectés
Jonction
N-P ou P-N
Bonne résolution en énergie
Contrôle de contamination
α, proton, β
NIP Si (Li)
Ge (Li)
Bonne résolution en énergie
Spectrométrie fine
X, γ
AuGe ultrapur
Fixe ou mobile
Bonne résolution en énergie
X, γ
Type CdTe ou HgI2
Portable, fonctionne à 300 K
Efficacité élevée pour les X ou γ
X, γ
Tableau 3.8 – Principales caractéristiques des détecteurs à semi-conducteur, d’après
[22].
Cependant, en raison d’une forte densité et d’un Z moyen élevé (e.g. Z =
14 pour le Si), les semi-conducteurs employés sont de mauvais équivalentstissus, contrairement au FLi par exemple. Pour autant, ils répondent aux spé-