4 - Dosimétrie et surveillance pour l’exposition externe
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Le dosimètre à albédo est basé sur l’utilisation d’un couple de détecteurs
thermoluminescents : le
6 Li sensible aux neutrons de basse énergie (thermalisés par le
corps humain, effet albédo) grâce à une réaction (n, α) et le 7 Li sensible aux photons et
peu sensible aux neutrons. La réponse de ce dosimètre décroît très rapidement au-delà de
10 keV environ et son facteur d’étalonnage n’est valable que pour une installation donnée.
Les détecteurs solides de traces, insensibles aux électrons (donc aux photons) sont sensibles aux particules α, aux ions lourds et aux fragments de fission issus de réactions avec
les neutrons. Ces particules génèrent des traces latentes dans un diélectrique minéral ou
organique, révélées chimiquement et dénombrées par comptage au microscope. La réaction (n, p) permet de détecter des neutrons au-dessus de 50 keV et la réaction (n, α) permet
la mesure des neutrons thermiques. La réponse angulaire de ces dosimètres s’écarte un peu
de la norme.
Les émulsions photographiques nucléaires détectent les protons de recul issus de la réaction (n, p) avec l’hydrogène présent dans le matériau pour des neutrons rapides d’énergie
supérieure à 1 MeV environ.
Les dosimètres à bulles contiennent de fines gouttelettes de fréon dispersées dans un gel
polymère transparent. L’énergie libérée lors des interactions des neutrons provoque la
vaporisation des gouttelettes, comptables à l’œil nu. Il existe deux types de dosimètres, un
pour les neutrons thermiques, un pour les neutrons intermédiaires et rapides.
Cette liste n’est pas exhaustive, il manque entre autres les détecteurs à activation (dosimètres individuels et dosimètres de zone) utilisés pour la dosimétrie des neutrons en cas
d’accident de criticité caractérisé par l’émission initiale d’un champ de rayonnement
mixte (n, γ) intense et de courte durée. Différentes cibles métalliques sont activées pour
couvrir l’étendue du spectre, en particulier des cibles d’or et de cuivre pour les neutrons
thermiques, d’indium et de soufre pour les neutrons rapides. La mesure par comptages
(spectrométrie γ, β) de l’activité induite de l’élément formé permet d’évaluer la fluence
neutronique intégrée. Ces détecteurs sont insensibles aux γ, ils permettent d’évaluer grossièrement la distribution en énergie des neutrons, la fluence des neutrons et l’équivalent
de dose par le biais des facteurs de conversion. Le tableau 4.6 donne les caractéristiques
nucléaires des radioéléments formés dans le dosimètre criticité de zone (SNAC 2) utilisé
au CEA. On retrouve ces éléments au niveau de la ceinture de criticité portée par le
personnel exposé à ce risque.
Tableau 4.6. Caractéristiques nucléaires des radioéléments formés dans le dosimètre criticité
SNAC 2 (de Choudens, 1997).
Élément
Isotope mesuré
Énergie γ (MeV)
I
(%)
Période
Magnésium
24 Na
1,368
100
14,96 h
Nickel
58 Co
0,810
99,4
70,8 j
Indium
115m In
0,336
45,9
4,48 h
Cuivre
64 Cu
0,511
36,2
12,7 h
Or
198 Au
0,412
95,6
2,69 j
Ébonite (soufre)
32 P
E β max = 1,71 MeV
100
14,28 j
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Le dosimètre à albédo est basé sur l’utilisation d’un couple de détecteurs
thermoluminescents : le
6 Li sensible aux neutrons de basse énergie (thermalisés par le
corps humain, effet albédo) grâce à une réaction (n, α) et le 7 Li sensible aux photons et
peu sensible aux neutrons. La réponse de ce dosimètre décroît très rapidement au-delà de
10 keV environ et son facteur d’étalonnage n’est valable que pour une installation donnée.
Les détecteurs solides de traces, insensibles aux électrons (donc aux photons) sont sensibles aux particules α, aux ions lourds et aux fragments de fission issus de réactions avec
les neutrons. Ces particules génèrent des traces latentes dans un diélectrique minéral ou
organique, révélées chimiquement et dénombrées par comptage au microscope. La réaction (n, p) permet de détecter des neutrons au-dessus de 50 keV et la réaction (n, α) permet
la mesure des neutrons thermiques. La réponse angulaire de ces dosimètres s’écarte un peu
de la norme.
Les émulsions photographiques nucléaires détectent les protons de recul issus de la réaction (n, p) avec l’hydrogène présent dans le matériau pour des neutrons rapides d’énergie
supérieure à 1 MeV environ.
Les dosimètres à bulles contiennent de fines gouttelettes de fréon dispersées dans un gel
polymère transparent. L’énergie libérée lors des interactions des neutrons provoque la
vaporisation des gouttelettes, comptables à l’œil nu. Il existe deux types de dosimètres, un
pour les neutrons thermiques, un pour les neutrons intermédiaires et rapides.
Cette liste n’est pas exhaustive, il manque entre autres les détecteurs à activation (dosimètres individuels et dosimètres de zone) utilisés pour la dosimétrie des neutrons en cas
d’accident de criticité caractérisé par l’émission initiale d’un champ de rayonnement
mixte (n, γ) intense et de courte durée. Différentes cibles métalliques sont activées pour
couvrir l’étendue du spectre, en particulier des cibles d’or et de cuivre pour les neutrons
thermiques, d’indium et de soufre pour les neutrons rapides. La mesure par comptages
(spectrométrie γ, β) de l’activité induite de l’élément formé permet d’évaluer la fluence
neutronique intégrée. Ces détecteurs sont insensibles aux γ, ils permettent d’évaluer grossièrement la distribution en énergie des neutrons, la fluence des neutrons et l’équivalent
de dose par le biais des facteurs de conversion. Le tableau 4.6 donne les caractéristiques
nucléaires des radioéléments formés dans le dosimètre criticité de zone (SNAC 2) utilisé
au CEA. On retrouve ces éléments au niveau de la ceinture de criticité portée par le
personnel exposé à ce risque.
Tableau 4.6. Caractéristiques nucléaires des radioéléments formés dans le dosimètre criticité
SNAC 2 (de Choudens, 1997).
Élément
Isotope mesuré
Énergie γ (MeV)
I
(%)
Période
Magnésium
24 Na
1,368
100
14,96 h
Nickel
58 Co
0,810
99,4
70,8 j
Indium
115m In
0,336
45,9
4,48 h
Cuivre
64 Cu
0,511
36,2
12,7 h
Or
198 Au
0,412
95,6
2,69 j
Ébonite (soufre)
32 P
E β max = 1,71 MeV
100
14,28 j