Dosimetres : Dosimetrie
DOSIMETRES
Dosimetrie
1. Introduction
Plusieurs personnes sont directement affectés au travail sous rayonnements ionisants dans différents domaines:
Production d’énergie d’origine nucléaire :fabrication du combustible, centrales nucléaires, recherche
Domaine médical :en radiothérapie, radioscopie, médecine nucléaire
Dans l’industrie :stérilisation, polymérisation, radiographie de pièces et de soudures, etc
Dans l’armée :navires nucléaires, armes
ces travailleurs doivent être soumis à une surveillance
Cette surveillance a pour but de contrôler qu’ils ne soient pas exposés à des doses de rayonnement supérieures à certaines valeurs correspondant à un risque considéré suffisamment faible pour être acceptable.
Ce contrôle est effectué avec des dosemimètres individuels.
Cette dosimétrie est obligatoire pour les travailleurs susceptibles d’être exposés à une dose de rayonnement de la catégorie A.
On Va expliquer les points suivantes
- Présentation générale
- Principes généraux de la dosimétrie individuelle
- Dosimétres passifs
- Dosimétres photographiques
- Dosimétres thermoluminescents
- 4-3Dosimétres radiophotoluminescents
- Stylodosimétres
- Dosimètres actifs
- Généralités
- Compteurs à gaz
- Dosimètres à semi conducteurs
- Dosimétres a neutrons
- Détection des neutrons
- Spécifité des champs neutroniques
- Détecteurs passifs
- Détecteurs solides de traces
- Détecteurs à bulles
- Conculsion
Introduction ( Suite )
Ces dosimètres sont divisés en deux catégories : actif et passif.
Alors que les dosimètres passifs ne peuvent être utilisés qu'après, les dosimètres électroniques à lecture directe sont de plus en plus associés à des systèmes centralisés d'enregistrement diurne et permettent une action efficace dans le sens de l'optimisation.
En cas d'accident, les dosimètres vous permettent de spécifier les doses reçues par l'employé et de fournir un soutien médical diagnostique.
Un dosimètre n'est généralement pas conçu pour satisfaire parfaitement tous les types ou énergies de rayonnement. L'utilisateur doit choisir un dosimètre approprié pour les champs de rayonnement auxquels le travailleur est (principalement) exposé.
2. Présentation générale
Cliquer Sur Next pour continuer la lecture et voire la page suivante
↚
A la fin il y a tout les autre cours et tous les modules
2. Présentation générale
Le rayonnement que les doomètres individuels sont destinés à mesurer est principalement le rayonnement photonique, mais aussi le rayonnement β (e-) et les rayonnements neutrons.
Son énergie varie de quelques dizaines de keV à plusieurs dizaines de MeV pour γ, de quelques eV à quelques MeV pour les neutrons, de 500 keV pour β.
Le domaine médical traite des rayons X (< 150 keV) et des photons de certains keV à plusieurs MeV
L'interaction de ce rayonnement avec la matière varie selon le type et l'énergie
Pour un bon choix de dosimètre il faut tenir compte de tous ces éléments:
connaître les types et les énergies des rayonnements sur le lieu de travail
Il faudra aussi savoir si des niveaux de débit de dose faibles et peu variables permettent une dosimétrie passive ou s’il existe des risques de variations importantes,
parfois à des débits de dose élevés, auquel cas il est recommandé d’utiliser un dosimètre actif
3. Principes généraux de la dosimétrie individuelle
Un seul dosimètre est un dispositif qui détecte et enregistre le rayonnement reçu par une personne et le transpose en une dose équivalente unique pendant une période de temps.
Dans le domaine médical, le risque d'exposition devrait être estimé dans un large éventail de sources : en radiothérapie avec des accélérateurs linéaires produisant des photons et/ou des électrons jusqu'à 30 MeV, et dans certaines applications à faible énergie avec des rayons X de 50 à 250 keV
en cobaltothérapie (γ d’énergie moyenne 1,25 MeV)
en curiethérapie (γ de 296 à 468 keV pour 192Ir ; γ de 662 keV pour le 137Cs)
l’utilisation de rayons X en radiologie peut exposer le personnel à des rayons X jusqu’à 25-30 keV en mammographie, jusqu’à 30 à 50 keV en dentaire, jusqu’à 140-150 keV pour les examens conventionnels et la scanographie
la médecine nucléaire et les laboratoires utilisent des sources non scellées de rayonnements γ de 140 keV, du 99mTc, et émetteurs β d’énergie moyenne 695 keV du 32P.
4. Dosimètres passifs
Cliquer Sur Next pour continuer la lecture et voire la page suivante
↚
A la fin il y a tout les autre cours et tous les modules
4. Dosimètres passifs
4.1. Les dosimétres photographiques
Le dosimètre photographique unique est constitué d'un ou de plusieurs films photographiques logés dans un boîtier équipé d'un ou plusieurs écrans. KODAK, Film de surveillance personnelle sensible aux radiations β, X et γ-.
Un tel dispositif permet d'évaluer une quantité dosimétrique à partir de la mesure de la densité optique des émulsions photographiques placées sous les différents écrans
La base du film est recouverte de deux émulsions (gélatine avec une suspension de cristaux aux halogénures d'argent se vante) : une émulsion rapide et une émulsion lente, dont chacune est sur l'un des côtés du support.
Un tel film permet de mesurer des boîtes de moins de 0,1 mSv à 18 Sv, selon le type d'émulsion utilisé
Voire la Figure 2 dans le petit pdf
Caractéristiques du boîtier (porte film-badge)
Voire aussi le pdf
- 1. Fenêtre
- 2. 50 mg/cm2 plastique
- 3. 300 mg/cm2 plastique
- 4. 0,1 mm Dural
- 5. 0,2 mm de Cu
- 6. 1mm de Pb
- 7. 0,3 mm Pb (écran d'angle)
Ecrans utilisés dans le Dosi-film
Voire aussi le pdf
- - β purs : aluminium
- -X et γ : d'énergie basse ou élevée : cuivre
- - γ et neutrons thermiques : étain et cadmium (ce dernier provoquant une réaction n - γ, permet par la mesure des rayons gammas de doser les neutrons),
Les écrans métalliques (Dural, Cu-Pb) permettent de différencier qualitativement et quantitativement les divers rayonnements β, X, et γ et neutrons thermiques
Les deux faces du boîtier sont symétriques.
Les écrans de différentes épaisseurs sont faits de matériaux sélectionnés pour leurs propriétés d'absorption ou la conversion du rayonnement à l'énergie considérée.
Selon les laboratoires, deux à sept écrans sont placés sur le film, délimitant autant de zones avec une réactivité énergétique propre. sera.
Dosage avec une précision de l'ordre de ± 20% entre 15 keV et 3 MeV.
Réponse des films photographiques
Les films photographiques sont constitués de microcristaux de sels d'argent, qui sont distribués dans une gélatine.
Sous l'influence du rayonnement, les ions Ag+ donnent naissance à des perles d'argent sous forme métallique, qui forment une image latente invisible.
Le traitement correct du film montre l'image finale sous la forme d'un noircissement, qui est visible à l'œil nu.
Il existe différents films (Kodak, Agfa, etc.) et émulsions avec une sensibilité différente pour couvrir des doses allant d'environ 0,1 mGy à 5 Gy
Port du Dosimètre film
Il est utilisé au niveau de la poitrine (par exemple, sur la gauche). Cet endroit a été choisi car il correspond généralement à la valeur moyenne de l'exposition globale du corps.
Il est important que tous les employés adhèrent à cette règle. Le dosimètre de film est envoyé tous les 15 jours après 3 mois pour lire en fonction de la position pour estimer la dose absorbée.
Cette dose doit être indiquée dans un protocole spécial pour chaque employé afin d'estimer la dose absorbée pendant toute la période de travail du rayonnement
En cas de port d’un écran le dosimètre doit être au dessous de l’écran de protection
Le dosimètre ne doit dans aucun cas rester dans un endroit ou il ya des rayonnements si son propriétaire n’est pas exposé à ces rayonnements
En sortant du service le dosimètre doit être dans une armoire spéciale là ou il ya un dosimètre témoin pour estimer la dose de l’exposition de cet endroit et la soustraire de la dose finale lue sur les dosimétres
4.2. Dosimétres Thermoluminescents
La thermoluminescence (TL) est un phénomène physique qui se traduit par la propriété qu’ont certains cristaux, qui ont été soumis à une irradiation, d’émettre de la lumière lorsqu’on les chauffe.
Une petite part de l’énergie déposée dans les matériaux thermoluminescents par les rayonnements ionisants y est emmagasinée et peut être restituée sous forme lumineuse lorsque ceux-ci sont chauffés.
La quantité de lumière émise dans certaines conditions de chauffage est proportionnelle à la dose reçue.
Les dosimètres thermoluminescents (TLD), apparus à la fin des années 1960, étaient largement utilisés pour la surveillance des individus, mais aussi pour la surveillance de l'environnement.
Ils existent sous forme de pastilles extrudées, de frittés ou de poudre (celle-ci étant mise dans un conteneur plastique).
On trouve toute une variété de matériaux qui peuvent être choisis au mieux selon leur application: LiF, Li2B4O7 , CaF2 ou CaSO4 dopés de divers éléments
L’énergie reçue par les électrons au cours de l’irradiation modifie leurs niveaux énergétiques.
En augmentant la température du cristal, les électrons sont libérés et ont la possibilité de revenir à leur position d'origine en perdant de l'énergie sous forme de photons (luminescence)
Le phénomène est souvent décrit par un schéma de bandes (figure 4).
La limite de détection des TLD varie selon les matériaux, de quelques µSv pour les plus courants (CaSO4 dopé au Dy) à environ 10 µSv (LiF dopé au Mg, Ti).
La réponse est linéaire jusqu’à des doses intégrées relativement élevées : par exemple 1 Gy pour le LiF : Mg, Ti.
Les TLD sont plus sensibles que les dosimètres photographiques.
Ils sont réutilisables plusieurs centaines de fois (sauf cassures).
Chaque dosimètre peut être étalonné individuellement, ce qui permet de s’affranchir des problèmes de reproductibilité qui se posent à l’intérieur d’un même lot.
Certains matériaux sont affectés par la lumière ou l’humidité mais, placé dans son conditionnement, le dosimètre TLD est une technique « robuste », pratiquement insensible aux conditions environnementales courantes.
Il existe de nombreux lecteurs automatiques dans le commerce (Panasonic, Rados, Harshaw, etc.) offrant une reproductibilité de 5 % à 30 % suivant la sélection faite sur les produits.
Peut aller de 100 à 500 dosimètres par heure de la capacité de lecture
Le système informatique de tels lecteurs permet le stockage des coefficients de sensibilité de chaque détecteur, le stockage de tous les paramètres d’étalonnage du lecteur.
4.3. Dosimètre radiophotoluminescent
L'étude des lentilles de phosphate radioofoluminescent (LPR) a acquis une certaine importance depuis le début des années 1950.
Cependant, ce type de dosimétrie ne sera pas immédiatement prêt à être utilisé en dosimétrie personnelle mensuelle.
la prédose (ou dose en l’absence de toute irradiation) étant trop élevée : plusieurs mSv.
D'autre part, en plus du film, le verre RPL sera également utilisé en dosimétrie par accident
Les dosimètres RPL sont réalisés à partir de verres commerciaux activés à l’argent et contenant des phosphates de différents éléments (Al, Li, K et Ba).
Ils se présentent sous forme de disques ou de petits cylindres.
Un lecteur traditionnel de verres RPL correspond à un simple fluorimètre UV - visible. TOSHIBA est le seul fabricant actuel commercialisant le système
Selon le principe, le rayonnement ionisant arrache, à la structure du verre, des électrons qui sont ensuite piégés par certains défauts ponctuels.
Inspirés par le rayonnement UV continu, ils changent d'énergie émettant une luminescence orange. L'intensité de luminescence est proportionnelle à la dose.
Le verre n’étant pas parfait, les électrons piégés lors de sa fabrication lui donnent une « prédose » qui varie, selon la qualité de fabrication, d'une fraction de mSv à plusieurs mSv pour les pires verres.
Comme le verre n'est pas parfait, les électrons piégés lors de sa fabrication lui donnent une « prédose », qui varie d'une fraction de mSv à plusieurs mSv pour les pires verres, selon la qualité de la production.
La lecture est non destructive et un dosimètre irradié peut être lu n'importe quel nombre de fois.
Le dosimètre peut être réutilisé cent fois après « Reset » (la dose est éliminée en changeant à environ 400 oC pendant 10 minutes).
Veuillez noter qu'après lecture, le dosimètre continue de contenir des canettes. La seule façon de classer un dosimètre de lecture est de le placer dans une serrure principale.
4.4. Stylodosimètre
Le stylodosimètre est utilisé en plus des dosimètres individuels, tels que le dosimètre de plaque de film ou le dosimètre thermoluminescent, qui fournissent une dose posteriori prise.
En fait, il est possible à tout moment pendant le travail des rayonnements ionisants de connaître la valeur de la dose absorbée obtenue.
La simple lecture de l'appareil assure une surveillance continue des conditions de travail et empêche les expositions dangereuses.
Le 2 mGy est le stylodosimètre le plus couramment utilisé. Assure une surveillance continue des conditions de travail simplement en lisant l'appareil, évitant ainsi les charges dangereuses.
La simple lecture de l'appareil assure une surveillance continue des conditions de travail et empêche les expositions dangereuses.
Le stylodosimètre le plus couramment utilisé est 2 mGg. Il a un mouvement propre, c'est-à-dire l'auto-décharge, allant de 0,05 à 0,10 mGy par semaine pour les appareils en excellent état.
Ce mouvement propre est dû aux rayons cosmiques (1/3) et aux fuites (2/3) du support isolant de l'électroscope.
Le stylodosimètre comporte une chambre d’ionisation cylindrique dont l’anode axiale est reliée à un électromètre à fibre de quartz.
Cette chambre est alimentée en tension par un condensateur.
L’ionisation du gaz de la chambre, produite par les particules chargées, provoque la décharge progressive du condensateur.
. Le déplacement de l’électromètre associé aux électrodes de la chambre peut être lu directement à travers un microscope optique et mesuré à l’aide du micromètre inclus dans l’oculaire. La remise à zéro est réalisée en rechargeant la capacité du système.
Inconvénients
La précision des mesures n'est pas excellente en cas d'intégration de dose au cours du mois. Il n'est pas rare de voir une différence significative entre la dose enregistrée par l'insigne du film et la dose enregistrée par le stylodosimètre.
Ce changement peut résulter፦ du mouvement correct du styldosimètre à lecture directe, variable d'un instrument à l'autre, - de la différence dans la réponse énergétique des dosimètres ou le traitement mécanique du stylodosimètre.
Le stylodosimètre doit avoir une réponse énergétique compatible avec le type de rayonnement X ou γ utilisé.
Un choc sévère peut décharger complètement ou partiellement la flèche si nécessaire.
5. Dosimétres actifs (dosimétres opérationnels)
Cliquer Sur Next pour continuer la lecture et voire la page suivante
↚
A la fin il y a tout les autre cours et tous les modules
5. Dosimétres actifs (dosimétres opérationnels)
5.1. Généralités
5.2. Compteurs à gaz
5.3. Dosimètres à semi conducteurs
6. Dosimétres a neutrons
6.1. Détection des neutrons
6.2. Spécifité des champs neutroniques
6.3. Détecteurs passifs
6.4. Détecteurs solides de traces
6.5. Détecteurs à bulles
7. Conculsion
Aujourd'hui, deux principaux types de dosimétrie coexistent. D'une part, la dosimétrie dite passive utilise généralement du film ou de la thermoluminescence, la dosimétrie dite active utilise l'électronique et l'informatique.
La dosimétrie passive est incluse dans un système qui fonctionne bien, et le dosimètre renouvelé mensuel ou trimestriel reste modeste.
Il fournit des informations sur la dose accumulée seulement après le posteriori, mais il est approprié lorsque les risques d'exposition sont faibles ou en cas d'exposition accidentelle à des doses élevées, où il a l'avantage d'être moins sensible aux effets de la saturation du détecteur qu'avec la dosimétrie active.
Aujourd'hui, deux principaux types de dosimétrie coexistent. D'une part, la dosimétrie dite passive utilise généralement du film ou de la thermoluminescence, la dosimétrie dite active utilise l'électronique et l'informatique.
La dosimétrie passive est incluse dans un système qui fonctionne bien, et le dosimètre renouvelé mensuel ou trimestriel reste modeste.
Et voila une petite video pour vous imaginer ce dosimetres