4 - Dosimétrie et surveillance pour l’exposition externe
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La masse m du matériau dosimétrique étant connue, on en déduit la dose absorbée dans
le milieu par la relation :
4.2.1. Calorimétrie
Le calorimètre est un instrument qui permet théoriquement de mesurer la dose absorbée
dans un milieu dont la capacité calorifique est connue. Ce type de dosimètre peut être
employé pour la mesure des doses absorbées délivrées par des photons, des neutrons et
des électrons. La mesure de ces différents rayonnements se fera par un choix approprié du
milieu détecteur ou par l’emploi de plusieurs détecteurs et différenciation. On mesurera la
quantité d’énergie q délivrée par l’élévation de température ΔT dans un milieu de masse
m. Ce milieu constitue le dosimètre absolu. Dans un dosimètre idéal, l’énergie moyenne
cédée doit être égale à l’énergie thermique. En réalité, il faut prendre en compte un facteur
de conversion qui caractérise les réactions endoénergétiques ou exoénergétiques créées
dans le milieu détecteur. Les matériaux qui offrent un déficit thermique minimum sont le
graphite et le polystyrène, par contre, ils ont l’inconvénient de ne pas être toujours équivalents aux tissus.
Le dosimètre calorimétrique est généralement constitué d’un absorbeur autour duquel il y
a une enceinte qui l’isole thermiquement. Entre l’absorbeur et l’enceinte, un espace vide
parfait cette isolation. C’est le dosimètre adiabatique. Dans la pratique, il est difficile de
réaliser un système totalement adiabatique. On a donc recours à plusieurs types de dosimètres calorimétriques, les calorimètres à enceinte isotherme, les calorimètres quasi adiabatiques à contrainte thermique et les calorimètres à enceinte isotherme en régime
permanent.
Soit c la capacité calorifique de l’absorbeur, l’énergie moyenne absorbée par le milieu est
proportionnelle à l’élévation de température ΔT, on a alors :
avec ε et q en J, c en J>kg
–1
>K
–1 et m en kg.
Ce type de dosimètre a un domaine d’utilisation assez restreint en raison des énergies
mises en jeu. En effet,
– la quantité de chaleur produite est faible et le ΔT est faible, il faut des thermomètres
extrêmement sensibles ;
– le défaut ou l’excès thermique n’est pas toujours connu avec une bonne précision ;
– la masse de l’absorbeur doit être adaptée au type de mesures que l’on souhaite effectuer.
Exemple : l’eau a une capacité calorifique c = 4,18 × 10
3 J>kg
–1
>K
–1 , pour une dose
absorbée de 5 Gy, dose létale 50 pour l’homme. On en déduit que :
La dosimétrie par calorimétrie n’est donc pas envisageable en radioprotection, elle est
limitée au laboratoire de métrologie pour des doses très importantes.
D
ε
m
---- -
1
m
---- - g
и и
ϭ ϭ
D
ε
m
---- -
q
m
---- - c ⌬T
и
ϭ ϭ ϭ
⌬T =
5Gy
4 18
,
10
3 J kg
1
Ϫ
K
1
Ϫ
и
и
ϫ
------------------------------------------------------------------ 1 2
,
10
3
Ϫ
ϫ
K
ϭ
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La masse m du matériau dosimétrique étant connue, on en déduit la dose absorbée dans
le milieu par la relation :
4.2.1. Calorimétrie
Le calorimètre est un instrument qui permet théoriquement de mesurer la dose absorbée
dans un milieu dont la capacité calorifique est connue. Ce type de dosimètre peut être
employé pour la mesure des doses absorbées délivrées par des photons, des neutrons et
des électrons. La mesure de ces différents rayonnements se fera par un choix approprié du
milieu détecteur ou par l’emploi de plusieurs détecteurs et différenciation. On mesurera la
quantité d’énergie q délivrée par l’élévation de température ΔT dans un milieu de masse
m. Ce milieu constitue le dosimètre absolu. Dans un dosimètre idéal, l’énergie moyenne
cédée doit être égale à l’énergie thermique. En réalité, il faut prendre en compte un facteur
de conversion qui caractérise les réactions endoénergétiques ou exoénergétiques créées
dans le milieu détecteur. Les matériaux qui offrent un déficit thermique minimum sont le
graphite et le polystyrène, par contre, ils ont l’inconvénient de ne pas être toujours équivalents aux tissus.
Le dosimètre calorimétrique est généralement constitué d’un absorbeur autour duquel il y
a une enceinte qui l’isole thermiquement. Entre l’absorbeur et l’enceinte, un espace vide
parfait cette isolation. C’est le dosimètre adiabatique. Dans la pratique, il est difficile de
réaliser un système totalement adiabatique. On a donc recours à plusieurs types de dosimètres calorimétriques, les calorimètres à enceinte isotherme, les calorimètres quasi adiabatiques à contrainte thermique et les calorimètres à enceinte isotherme en régime
permanent.
Soit c la capacité calorifique de l’absorbeur, l’énergie moyenne absorbée par le milieu est
proportionnelle à l’élévation de température ΔT, on a alors :
avec ε et q en J, c en J>kg
–1
>K
–1 et m en kg.
Ce type de dosimètre a un domaine d’utilisation assez restreint en raison des énergies
mises en jeu. En effet,
– la quantité de chaleur produite est faible et le ΔT est faible, il faut des thermomètres
extrêmement sensibles ;
– le défaut ou l’excès thermique n’est pas toujours connu avec une bonne précision ;
– la masse de l’absorbeur doit être adaptée au type de mesures que l’on souhaite effectuer.
Exemple : l’eau a une capacité calorifique c = 4,18 × 10
3 J>kg
–1
>K
–1 , pour une dose
absorbée de 5 Gy, dose létale 50 pour l’homme. On en déduit que :
La dosimétrie par calorimétrie n’est donc pas envisageable en radioprotection, elle est
limitée au laboratoire de métrologie pour des doses très importantes.
D
ε
m
---- -
1
m
---- - g
и и
ϭ ϭ
D
ε
m
---- -
q
m
---- - c ⌬T
и
ϭ ϭ ϭ
⌬T =
5Gy
4 18
,
10
3 J kg
1
Ϫ
K
1
Ϫ
и
и
ϫ
------------------------------------------------------------------ 1 2
,
10
3
Ϫ
ϫ
K
ϭ