4 - Dosimétrie et surveillance pour l’exposition externe
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4.3.1. Film photographique
Le dosimètre photographique, encore très utilisé, est le plus ancien dosimètre. Généralement porté sur le tronc, il est essentiellement utilisé comme « détecteur individuel d’irradiations externes » pour la dosimétrie des rayonnements X, γ, des particules β et des
neutrons. Bien que les dosimètres photographiques ne soient pas directement sensibles
aux neutrons, ils permettent néanmoins d’accéder à la dosimétrie des neutrons thermiques.
Principe de détection des films photographiques
On appelle « film photographique » une émulsion photographique déposée en une mince
couche de 10 à 85 μm d’épaisseur sur un support d’acétate de cellulose, également appelé
film. Une couche d’émulsion photographique consiste en une gélatine contenant une
suspension de cristaux d’halogénure d’argent BrAg, agglomérés en grains approximativement sphériques d’un diamètre de 0,1 à 3 μm (Figure 4.5).
Lors de l’exposition, si une certaine quantité d’énergie est communiquée à l’halogénure
par un rayonnement incident, la libération d’un certain nombre d’électrons est provoquée
(rayonnement incident + Br
–
→ Br + e
– ). Les électrons libérés peuvent être captés par des
pièges situés dans la bande interdite. Ces pièges constituent alors des centres de sensibilité
ionisés. Les atomes ionisés Ag
+ qui existent dans le grain de BrAg peuvent être attirés par
les centres de sensibilité ionisés : ils sont alors neutralisés (Ag
+ + e
–
→ Ag). Les atomes
d’argent métalliques ainsi formés constituent l’image latente ; ce sont les grains impressionnés.
Pour rendre l’image visible, des opérations de développement et de fixation sont réalisées.
L’opération de développement consiste à multiplier (d’un facteur de l’ordre de 10
12 ) à
l’aide d’un révélateur chimique les atomes d’argent métalliques, les nouveaux venant se
fixer sur les premiers formés, jusqu’à obtention de grains d’argent réduits qui noircissent
le film. L’action du révélateur est arrêtée en plongeant l’émulsion dans un bain constitué
par une solution d’acide acétique. L’opération de fixation élimine, à l’aide d’hyposulfite
de sodium, les cristaux d’halogénure n’ayant pas reçu d’image latente.
Le noircissement, pour un développement constant, est proportionnel à l’énergie totale
absorbée par l’émulsion et, par conséquent, à l’irradiation initiale.
Courbe de noircissement, étalonnage
La mesure du noircissement est obtenue par numérisation densitométrique, c’est-à-dire
par la mesure de l’absorption du film d’un faisceau lumineux qui le traverse. La densité
optique, d, est définie comme le logarithme décimal du rapport entre l’intensité lumineuse
incidente, I 0 , et l’intensité transmise par le film, I : d = log (I 0 /I).
Figure 4.5. Schéma de principe du film photographique.
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4.3.1. Film photographique
Le dosimètre photographique, encore très utilisé, est le plus ancien dosimètre. Généralement porté sur le tronc, il est essentiellement utilisé comme « détecteur individuel d’irradiations externes » pour la dosimétrie des rayonnements X, γ, des particules β et des
neutrons. Bien que les dosimètres photographiques ne soient pas directement sensibles
aux neutrons, ils permettent néanmoins d’accéder à la dosimétrie des neutrons thermiques.
Principe de détection des films photographiques
On appelle « film photographique » une émulsion photographique déposée en une mince
couche de 10 à 85 μm d’épaisseur sur un support d’acétate de cellulose, également appelé
film. Une couche d’émulsion photographique consiste en une gélatine contenant une
suspension de cristaux d’halogénure d’argent BrAg, agglomérés en grains approximativement sphériques d’un diamètre de 0,1 à 3 μm (Figure 4.5).
Lors de l’exposition, si une certaine quantité d’énergie est communiquée à l’halogénure
par un rayonnement incident, la libération d’un certain nombre d’électrons est provoquée
(rayonnement incident + Br
–
→ Br + e
– ). Les électrons libérés peuvent être captés par des
pièges situés dans la bande interdite. Ces pièges constituent alors des centres de sensibilité
ionisés. Les atomes ionisés Ag
+ qui existent dans le grain de BrAg peuvent être attirés par
les centres de sensibilité ionisés : ils sont alors neutralisés (Ag
+ + e
–
→ Ag). Les atomes
d’argent métalliques ainsi formés constituent l’image latente ; ce sont les grains impressionnés.
Pour rendre l’image visible, des opérations de développement et de fixation sont réalisées.
L’opération de développement consiste à multiplier (d’un facteur de l’ordre de 10
12 ) à
l’aide d’un révélateur chimique les atomes d’argent métalliques, les nouveaux venant se
fixer sur les premiers formés, jusqu’à obtention de grains d’argent réduits qui noircissent
le film. L’action du révélateur est arrêtée en plongeant l’émulsion dans un bain constitué
par une solution d’acide acétique. L’opération de fixation élimine, à l’aide d’hyposulfite
de sodium, les cristaux d’halogénure n’ayant pas reçu d’image latente.
Le noircissement, pour un développement constant, est proportionnel à l’énergie totale
absorbée par l’émulsion et, par conséquent, à l’irradiation initiale.
Courbe de noircissement, étalonnage
La mesure du noircissement est obtenue par numérisation densitométrique, c’est-à-dire
par la mesure de l’absorption du film d’un faisceau lumineux qui le traverse. La densité
optique, d, est définie comme le logarithme décimal du rapport entre l’intensité lumineuse
incidente, I 0 , et l’intensité transmise par le film, I : d = log (I 0 /I).
Figure 4.5. Schéma de principe du film photographique.