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Dosimètres radiophotoluminescents



Des dosimètres sensibles, robustes et très utilisés

Ces dosimètres utilisent la propriété de radiophotoluminescence (RPL) qu'ont certains verres dopés à l'argent. Lors de la phase d'exposition, le rayonnement ionisant reçu (X, γ et β) arrache des électrons à leurs atomes, électrons qui sont ensuite piégés par les ions d'argent présents dans la matière vitreuse.

Dosimètres RPL de l'IRSN
Les dosimètres portatifs radiophotoluminescents de l'IRSN remplacent aujourd'hui les dosimètres photographiques. Ils sont légers (12 g) et peu épais (8 mm). Ils comportent à l'intérieur une plaque de verre dopée à l'argent pour la détection. Des plages de lecture associées à des écrans absorbants permettent de différencier les rayonnements.
IRSN
Lors de la phase de lecture, on illumine le verre pour mesurer l'exposition avec de la lumière ultraviolette. Les électrons piégés s'excitent et produisent par désexcitation une luminescence caractéristique, orange. L'intensité de celle-ci est proportionnelle aux nombres de défauts dans l'échantillon, et sa mesure permet donc d'estimer la dose reçue. C'est l'arrivée sur le marché de lasers UV précis qui a permis de développer cette technique.

La lecture n'est pas destructive, il peut être relu de multiples fois, sans perte d’information. On le remet à zéro par chauffage. De manière très marginale, le dosimètre peut continuer à être utilisé après la lecture, les doses se cumulant : il peut alors servir de dosimètre intégrateur personnalisé, mais en dehors des périodes d'utilisation, ou pour un archivage, il est nécessaire de le stocker à l'abri des radiations.
Principe d'un dosimètre RPL
Le dosimètre est constitué d 'une lame de verre dopé avec des atomes d'argent. Lors de l'exposition aux rayons ionisants (à gauche) des électrons sont piégés dans un état excité par ces atomes. Après l'exposition, lors de la lecture, la lame de verre est soumise à un rayonnement ultraviolet de 330 nm de longueur d'onde qui provoque la désexcitation de ces électrons qui se manifeste par l'émission d'une lumière (luminescence) de 606 nm de longueur d'onde. La mesure de cette "luminescence" fournit l'exposition reçue par la lame.
IRSN

La conception des boitiers des dosimètres IRSN, qui contiennent un verre RPL, permet d'obtenir des réponses différentes en fonction de l'énergie des rayonnements, bêta, X, ou gamma qu'ils recoivent. En effet, la présence d'écrans en plastique, ou de divers métaux (aluminium, cuivre, étain) autour du verre permet de définir différentes plages de mesure sur la longueur de la lame.

La luminescence observée sur des verres irradiés varie en fonction de l’atténuation du rayonnement due à l'effet d'écran de ces différents filtres. On dispose ainsi de plusieurs plages de mesure grâce auxquelles les données recueillies permettent de discriminer le type de rayonnement.

Intérieur d'un dosimètre RPL individuel
La figure montre les deux parties antérieures et postérieures. La lame de verre est insérée entre deux épaisseurs de matériaux tampons destinées à la protégée. On distingue sur la moitié antérieure une partie des trois petits écrans métalliques jouant le rôle de filtres.
IRSN
Les dosimètres RPL sont très sensibles. Leur seuil d’enregistrement est de 0,05 mSv (50 microsieverts)

Ayant pris la relève des dosimètres photographiques individuels, le dosimètre passif RPL de l’IRSN est très utilisé en France avec 1 200 000 analyses annuelles.

Différentiation des rayonnements par des écrans
A droite verre irradié par des gamma très pénétrants du Coblat-60, d'énergie supérieure à 1 MeV.L'irradiation parait uniforme. A gauche,verre irradié par des rayons X de 33 keV, peu pénétrants et partiellement absorbés par les filtres placés comme écrans.
IRSN
A côté des dosimètres RPL individuels, L'IRSN propose des dosimètres d'ambiance et d'étude de poste.

Un dosimètre d'ambiance est un dosimètre passif dédié pour la mesure de la dose ambiante dans les zones de travail. Il doit se placer en position fixe (contre un mur par exemple). Il permet à la personne compétente en radioprotection (PCR), la réalisation des contrôles d’ambiance internes.

Un dosimètre d'étude de poste a pour objet d'effectuer des études dosimétriques préalables pour définir avec précision le niveau d’exposition des travailleurs aux rayonnements ionisants dans de nouveaux postes de travail envisagés. Très sensibles (pas de soustraction du bruit de fond) les résultats en sont fournis à partir du premier micro Sievert mesuré.

Fiches de dosimètres par radiophotoluminescence de l'IRSN:
Dosimètres individuels passifs RPL
Dosimètres RPL d'ambiances et environnement

La dosimétrie à l'IRSN