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Dans des matériaux à structures cristallines, l'énergie des rayonnements ionisants peut être absorbée pour créer des défauts dans cette structure. Lorsque l'on chauffe le matériau, l'agitation thermique finit par détruire ces défauts et la structure cristalline se rétablit. Au cours de ces « réparations », il y a émission d'une lumière, c'est le phénomène de thermoluminescence. La quantité de lumière restituée, dans des conditions données, est proportionnelle à la dose reçue.
L'enregistrement de la lumière émise devient une mesure électronique de la dose.
Ces dosimètres sont très répandus car on peut adapter le matériau thermoluminescent à la sensibilité requise pour l'utilisation prévue, ce qui rend leur utilisation assez souple : ils sont utilisés aussi bien en dosimètres individuels que pour la surveillance de zones ou des études sur l'environnement.
Parmi les avantages de ces dosimètres :
- Leur sensibilité est meilleure que celle des films photographiques ;
- Leur réponse en énergie est assez linéaire, c'est-à-dire que la quantité de lumière récoltée est proportionnelle à la dose, ce qui facilite la lecture du dosimètre ;
- Avec des écrans on peut étendre cette sensibilité ; certains matériaux ont une densité qui approche celle des tissus vivants, et permettent une bonne estimation de la dose effective ;
- Ils ont une grande dynamique, c'est-à-dire qu'ils sont sensibles à des doses aussi bien faibles que fortes. Ils peuvent mesurer des doses de l'ordre du mSv, et donner des ordres de grandeurs pour des doses correspondant à des accidents de criticité (au-delà du Sv) ;
- Ils se prêtent à une lecture automatisée grâce à un étalonnage individuel ;
- Ils sont réutilisables jusqu'à plusieurs centaines de fois. Leur lecture les remet à zéro. La courbe de lumière enregistrée (le thermogramme) peut être stockée facilement ;
- Ils sont très robustes, insensibles à l'humidité ou aux chocs ; Certains matériaux sont également sensibles aux neutrons.
Parmi les inconvénients :
- Leur lecture n'est possible qu'une fois (contrairement aux films) ;
- Leur stockage avant emploi nécessite de les placer dans des châteaux de plomb, pour les soustraire à l'action des rayonnements cosmiques qui engendrent un bruit de fond. (C'est ce même bruit de fond qui permet l'utilisation de la thermoluminescence pour la datation d'objets archéologiques chauffés ou de laves).
Sujets voisins : Dosimètres photographiques, Dosimètres radiopho- toluminescents, Dosimètres OSL, Stylodosimètres
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©LCIE Landauer
