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Radioprotection et ingénierie nucléaire
La diversité des défauts existants dans le réseau cristallin entraîne la formation de pièges
d’énergies variées. La libération des porteurs par les différents pièges se fera donc à des
températures différentes. Si lors de la lecture d’un matériau thermoluminescent ayant été
irradié, la température de chauffage croît suivant une loi linéaire, on obtient l’intensité
relative de la luminescence en fonction de la température (Figure 4.12).
Pour les deux cas de matériaux luminescents représentés (Figure 4.12), à savoir le fluorure
de lithium LiF et le fluorure de calcium CaF 2 , trois pics principaux apparaissent. Pour la
dosimétrie, seule est utilisée la partie de la thermoluminescence émise à une température
suffisamment élevée pour que son émission spontanée soit pratiquement nulle dans le
domaine des températures d’utilisation et de conservation normalement rencontrées,
généralement admises entre –40 ˚C et 80 ˚C. Concernant le LiF et le CaF 2 , leur pic principal situé respectivement vers 200 ˚C et 275 ˚C est utilisé pour la dosimétrie.
Il existe de nombreux lecteurs automatiques dans le commerce offrant une reproductibilité
de 5 à 30 % suivant la sélection faite sur les produits. La capacité de lecture peut aller de
100 à 500 dosimètres par heure.
La lecture d’un dosimètre thermoluminescent peut également se faire optiquement (Magne
et al., 2000). On parle alors de luminescence stimulé optiquement (Optically Stimulated
Luminescence ou OSL). Trois familles de matériaux de faible Z ont été étudiées à Saclay, à
savoir des poudres de sulfure de magnésium, des fibres en silice photochromique, ainsi que
des pastilles et fibres cristallines d’alumine. La lecture peut s’effectuer en opération et
nécessite un temps court de remise à zéro d’environ une minute, autorisant potentiellement
un véritable suivi, déporté par fibre optique, en temps réel des intervenants sous radiations.
Le stockage optique de l’information accroît la sûreté de fonctionnement du système du fait
de son insensibilité aux pannes électroniques (surveillance post-accidentelle).
Exploitation comme dosimètre individuel : réponse en fonction de l’énergie
Il a été vu précédemment que la quantité de lumière émise par suite du phénomène de
thermoluminescence est proportionnelle à la dose absorbée dans le cristal. Pour que cette
dose absorbée soit la plus proche possible de celle absorbée dans les tissus, des corps dont
Figure 4.12. Courbes de thermoluminescence pour le LiF et le CaF 2 (d’après de Choudens, 1997).
Radioprotection et ingénierie nucléaire
La diversité des défauts existants dans le réseau cristallin entraîne la formation de pièges
d’énergies variées. La libération des porteurs par les différents pièges se fera donc à des
températures différentes. Si lors de la lecture d’un matériau thermoluminescent ayant été
irradié, la température de chauffage croît suivant une loi linéaire, on obtient l’intensité
relative de la luminescence en fonction de la température (Figure 4.12).
Pour les deux cas de matériaux luminescents représentés (Figure 4.12), à savoir le fluorure
de lithium LiF et le fluorure de calcium CaF 2 , trois pics principaux apparaissent. Pour la
dosimétrie, seule est utilisée la partie de la thermoluminescence émise à une température
suffisamment élevée pour que son émission spontanée soit pratiquement nulle dans le
domaine des températures d’utilisation et de conservation normalement rencontrées,
généralement admises entre –40 ˚C et 80 ˚C. Concernant le LiF et le CaF 2 , leur pic principal situé respectivement vers 200 ˚C et 275 ˚C est utilisé pour la dosimétrie.
Il existe de nombreux lecteurs automatiques dans le commerce offrant une reproductibilité
de 5 à 30 % suivant la sélection faite sur les produits. La capacité de lecture peut aller de
100 à 500 dosimètres par heure.
La lecture d’un dosimètre thermoluminescent peut également se faire optiquement (Magne
et al., 2000). On parle alors de luminescence stimulé optiquement (Optically Stimulated
Luminescence ou OSL). Trois familles de matériaux de faible Z ont été étudiées à Saclay, à
savoir des poudres de sulfure de magnésium, des fibres en silice photochromique, ainsi que
des pastilles et fibres cristallines d’alumine. La lecture peut s’effectuer en opération et
nécessite un temps court de remise à zéro d’environ une minute, autorisant potentiellement
un véritable suivi, déporté par fibre optique, en temps réel des intervenants sous radiations.
Le stockage optique de l’information accroît la sûreté de fonctionnement du système du fait
de son insensibilité aux pannes électroniques (surveillance post-accidentelle).
Exploitation comme dosimètre individuel : réponse en fonction de l’énergie
Il a été vu précédemment que la quantité de lumière émise par suite du phénomène de
thermoluminescence est proportionnelle à la dose absorbée dans le cristal. Pour que cette
dose absorbée soit la plus proche possible de celle absorbée dans les tissus, des corps dont
Figure 4.12. Courbes de thermoluminescence pour le LiF et le CaF 2 (d’après de Choudens, 1997).