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La dosimétrie des neutrons est plus délicate que celle des photons ou des particules chargées (principalement électrons) : alors que ces derniers provoquent une ionisation (les photons en interagissant avec les électrons de la matière ou en se convertissant au passage dans la matière), les neutrons se détectent essentiellement par leurs interactions avec des noyaux atomiques. Ces interactions donnent naissance à des particules chargées que l'on détecte avec les dosimètres qui viennent d'être décrits. Il faut alors rajouter à ceux ci des écrans très sensibles aux neutrons.
- Sur les dosimètres à film, un écran en cadmium sur une plage du film permet d'estimer l'équivalent de dose due aux neutrons thermiques.
- Une autre variété de dosimètre photographique utilise une émulsion dans laquelle est détectée la trace de protons de recul issus des interactions de neutrons. Cette technique ne détecte que des neutrons rapides, ce qui la limite à la surveillance des installations équipées d'accélérateurs.
- La thermoluminescence peut être mise à contribution, en tirant profit du fait que certains matériaux thermoluminescents sont sensibles aux X, gamma et neutrons (par exemple 7LiF), et d'autres uniquement aux X et gamma (6LiF). La différence entre les deux réponses donne une estimation de la dose reçue due aux neutrons. Cette technique est plus adaptée aux neutrons lents.
- On utilise également des détecteurs solides de traces, basés sur la révélation dans le milieu détecteur (une émulsion) de traces latentes produites par l'ionisation des particules issues des interactions de neutrons dans un milieu fortement hydrogéné (pour des neutrons rapides) ou enrichi en bore et lithium (pour des neutrons lents). Ces dosimètres sont longs à lire, mais se prêtent à un traitement automatisé tant que la densité de traces n'est pas trop élevée (typiquement jusqu'à 200 mSv). Leur sensibilité est assez bonne.
- On utilise la propriété qu'ont les noyaux mis en mouvement, lors des interactions avec des neutrons, d'être très ionisants dans les dosimètres à bulles : dans un gel métastable, l'ionisation provoque la vaporisation de microgoutelettes qui donnent naissance à des bulles qui restent piégées dans le gel. Il suffit de compter les bulles pour estimer la dose reçue. Un système optique ou électronique peut surveiller l'apparition des bulles et déclencher une alarme. Le dosimètre peut être lu à tout moment et être remis à zéro en recondensant les bulles par compression. Ce type de dosimètre est très sensible (minimum quelques microsieverts), mais reste assez gros (on parle alors de dosimètre de poing), et a l'inconvénient d'être sensible aux chocs et sa durée de vie est limitée par le nombre de remises à zéro possibles (3 mois en pratique).
- Des dosimètres électroniques adaptés aux neutrons sont en cours d'étude. Ils utilisent les dosimètres à diode ou mixte, équipés de convertisseurs hydrogénés ou au bore ou lithium.
Sujets voisins : Dosimètres passifs, Dosimètres actifs
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