Dosimétrie des doses élevées par thermoluminescence des pics

Radioprotection,
GÉDIM 1991
Vol. 26, N° 1, pages 51 à 64
Dosimétrie des doses élevées
par thermoluminescence
des pics profonds
du fluorure de lithium : FLi : Mg, Ti
M i c h e l ESPAGNAN*,
Pierre
PLUME*, G é r a r d
(Manuscrit
RÉSUMÉ
MARCELLIN*
reçu le 28 décembre
1989)
Cette communication constitue une contribution à la mesure des doses élevées
(de l'ordre de 10 Gy) au moyen de la technique de thermoluminescence des pics
profonds (VIII et IX) du fluorure de lithium FLi : Mg, Ti (TLD 700). On montre que
l'utilisation de lecteurs performants associés à ces matériaux fait, maintenant,
de la thermoluminescence, une technique très compétitive par rapport aux
autres (films spéciaux, RPE, etc.) dans cette gamme de doses, et facile d'utilisation. De plus, la précision des résultats obtenus peut être de quelques pour cent.
Ses applications dans le domaine industriel, médical, agro-alimentaire sont
nombreuses et d'un grand intérêt.
4
ABSTRACT
The aim of this technical note is to contribute to high dose measurements (about
10 Gy) by the use of thermoluminescence high temperature peaks (VIII, IX) of
lithium fluoride FLi : Mg, Ti (TLD 700). High quality readers used with these materials now make thermoluminescence a very competitive technique that compares with other ones (special films, EPR, etc.) in these dose ranges and easy to set
off. The result accuracy may be a few per cent. There are many interesting applications in fields such as industry, medicine and food irradiation.
4
INTRODUCTION
La d o s i m é t r i e d e s f o r t e s d o s e s p e u t ê t r e e f f e c t u é e au m o y e n des
m a t é r i a u x d o s i m é t r i q u e s les p l u s divers. En effet, c e r t a i n s l a b o r a t o i r e s , de
par le m o n d e , utilisent d e s t e c h n i q u e s variées. On p e u t c i t e r : la m e s u r e
par résonance
paramagnétique
(RPE) d e l'alanine [8, 10], les f i l m s d e
p o l y m é t h y l m é t a c r y l a t e [9], la m e s u r e par r é s i s t a n c e é l e c t r i q u e d e
c o n d u c t e u r s o r g a n i q u e s [2], etc.
N o t r e l a b o r a t o i r e , ayant acquis u n e e x p é r i e n c e c e r t a i n e en m a t i è r e d e
t h e r m o l u m i n e s c e n c e , s'est o r i e n t é vers la m e s u r e de d o s e s élevées (de
l'ordre d e 1 0 Gray) au m o y e n d e c e t t e t e c h n i q u e .
4
* Etablissement Cogéma de Marcoule, Service de protection contre les rayonnements,
Laboratoire de dosimétrie, BP 170, 30205 Bagnols-sur-Cèze Cedex.
RADIOPROTECTION, V O L 26 - 0033-8451/1991/51/$ 5.00/ © G é d i m .
Article published by EDP Sciences and available at http://www.radioprotection.org
or http://dx.doi.org/10.1051/radiopro/1991004
M. ESPAGNAN, P. PLUME, G. MARCELLIN
Dans c e d o m a i n e , divers matériaux t h e r m o l u m i n e s c e n t s o n t fait l'objet
d'étude sur les pics profonds. Nous p o u v o n s citer :
— l'alumine ( A l 0 )
2
3
[5, 14, 17] ;
-le
sulfate de c a l c i u m ( S 0 C A )
-le
f l u o r u r e de l i t h i u m [7, 13,
[14];
4
Utilisant de manière
d é c i d é de l'utiliser p o u r
c a c e (8,2) s'adapte bien
l'une est d é c r i t e plus
16].
courante c e dernier matériau (FLi), nous avons
la mesure des doses élevées. De plus son Z effiaux a p p l i c a t i o n s q u e nous avons menées et dont
loin.
Ce r a p p o r t p r é s e n t e les principaux résultats o b t e n u s dans ce d o m a i n e
par n o t r e laboratoire et montre s u r t o u t que, grâce à l'emploi de matériaux et de lecteurs t r è s performants, la mesure de tels niveaux de doses
par c e t t e t e c h n i q u e p e u t se faire de manière routinière, sans précautions
particulières.
I. MATÉRIAUX UTILISÉS
Les principales caractéristiques du d o s i m è t r e utilisé, le TLD 700 de
Harshaw, sont les suivantes :
— f l u o r u r e de lithium à 99,99 % de
- p a s t i l l e carrée de 3,175
7
Li ;
m m de c ô t é et 0,889 m m
— lot d e d o s i m è t r e s triés à ±
d'épaisseur;
5 % par le fabricant.
II. APPAREILLAGE UTILISÉ
C o m m e le m o n t r e la f i g u r e 1, l'ensemble
— un lecteur de t y p e Harshaw
de mesure
comprend:
4000, autorisant n o t a m m e n t :
• des t e m p é r a t u r e s de c h a u f f a g e allant jusqu'à 400
°C,
• une vitesse de chauffe minimale d e 1 °C/s ;
— une t a b l e t r a ç a n t e reliée au lecteur p e r m e t le suivi des c o u r b e s de
t h e r m o l u m i n e s c e n c e et des profils de t e m p é r a t u r e ;
— un m i c r o - o r d i n a t e u r HP V e c t r a (disque dur de 40 Mo) relié au lecteur
et à son i m p r i m a n t e .
Un logiciel spécialisé p e r m e t :
• de visualiser sur l'écran du m o n i t e u r vidéo l'évolution des c o u r b e s de
t h e r m o l u m i n e s c e n c e e n t e m p s réel.
• le s t o c k a g e et l'impression de ces
52
dernières.
RADIOPROTECTION
DOSIMÉTRIE DES DOSES ÉLEVÉES PAR THERMOLUMINESCENCE DES PICS PROFONDS DE FLi : Mfl, Ti
HP VECTRA
IMPRIMANTE
Fig. 1. — Schéma de l'ensemble de mesure.
III. S Y S T È M E D'ÉTALONNAGE ET
D'IRRADIATION
1 3 7
Il est c o n s t i t u é par un irradiateur au
C s d o n t le d é b i t d e d o s e est de
2.10 G y . h
à ± 5 % (les d o s e s sont e x p r i m é e s en gray dans le tissu
sous 3 0 0 m g . c m " , par c o n v e n t i o n ) . L'étalonnage a é t é a f f i n é par RPE sur
l'alanine qui a été c o n s a c r é e r é c e m m e n t c o m m e r é f é r e n c e p o u r les f o r tes doses [18].
4
- 1
2
IV. C O N D I T I O N S GÉNÉRALES D'EXPÉRIMENTATION
3
4
La g a m m e d e d o s e é t u d i é e s ' é t e n d de 1 0 à 1 0 Gy. Les c o n d i t i o n s
e x p é r i m e n t a l e s s o n t les s u i v a n t e s (et i d e n t i q u e s p o u r t o u s les d o s i m è t r e s
d u lot c o n s i d é r é ) :
a) ne c o n n a i s s a n t pas l'historique des d o s i m è t r e s , avant c h a q u e irradiat i o n , c e u x - c i s o n t p o r t é s à 4 0 0 °C p e n d a n t 10 min et à 100 °C p e n d a n t
15 m i n , d a n s un four, afin d e vider c o m p l è t e m e n t les pièges (mise à
zéro) ;
b) i r r a d i a t i o n ;
c) l e c t u r e .
Les d o s i m è t r e s n e s o n t pas e n s u i t e réutilisés. Ils p r é s e n t e n t , à plus
faibles d o s e s n o t a m m e n t , une baisse t r è s n e t t e d e leur sensibilité sur les
p i c s h a b i t u e l l e m e n t utilises (III, IV, V) et é g a l e m e n t d e m o i n d r e e n v e r g u r e
sur les p i c s p r o f o n d s [ 3 ] .
V O L 26 - N° 1
53
M. ESPAGNAN, P. PLUME, G. MARCELLIN
V. RECHERCHE DES
V.1.
Extraction des
PICS PROFONDS
pics
Diverses lois d e chauffage o n t é t é a p p l i q u é e s et g r â c e à l'utilisation
d e faibles p e n t e s de chauffages (1 °C s ) , elles p e r m e t t e n t d'extraire et
de m e t t r e en é v i d e n c e les pics p r o f o n d s , utilisés pour la d o s i m é t r i e des
d o s e s élevées. La f i g u r e 2 présente, par e x e m p l e , la c o u r b e de t h e r m o l u m i n e s c e n c e d'un FLi irradié à 5 000 Gy, e n utilisant une loi de c h a u f f e à
faible p e n t e , 1 °C s " .
- 1
1
•c
Fig. 2. — Courbe de thermoluminescence
A
d'un FLi.
Les pics III, IV et V sont utilisés en d o s i m é t r i e d e routine. La t e m p é rature d ' e x t r a c t i o n est de l'ordre d e 200 °C p o u r le pic V, par e x e m p l e .
Les p i c s c o r r e s p o n d a n t aux pièges les plus p r o f o n d s (VI, VII, VIII et IX)
sont e x t r a i t s à d e s t e m p é r a t u r e s plus élevées, vers 3 5 0 °C p o u r le pic IX
(fig. 2). D'autres c y c l e s de c h a u f f a g e p e r m e t t e n t d e mieux séparer des
g r o u p e s de pics. La figure 3 m o n t r e l'extraction des 5 p r e m i e r s pics,
lorsque l'on i n t e r r o m p t la m o n t é e e n t e m p é r a t u r e à 216 °C. Les pics VI à
IX s o n t o b t e n u s en reprenant le c h a u f f a g e à partir de 216 °C (fig. 4).
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RADIOPROTECTION
DOSIMÉTRIE DES DOSES ÉLEVÉES PAR THERMOLUMINESCENCE DES PICS PROFONDS DE FLi : Mg, Ti
'C
•
DOSE APPUQUEE : 5000 Gy
V
Flg. 3. — Extraction
V.2.
dés pics I à V.
Commentaires
On c o n s t a t e q u e les p i c s i n t é r e s s a n t les f o r t e s d o s e s (VI à IX) s o n t
d i f f i c i l e m e n t separables, l'ensemble p r é s e n t a n t une s t r u c t u r e c o m p l e x e .
Les pics s ' i n f l u e n c e n t m u t u e l l e m e n t les uns les autres. Certains a u t e u r s
[16] o n t c o n s t a t é q u e , d a n s c e r t a i n e s c o n d i t i o n s , 25 % du signal dû au
pic VII se s i t u e sous le pic V. Des m é t h o d e s de d é c o n v o l u t i o n d e s
signaux s o n t en c o u r s d ' é t u d e p o u r séparer c h a c u n des pics [ 1 1 , 16].
Des pics e n c o r e plus p r o f o n d s o n t é g a l e m e n t été observés à d e s t e m p é r a t u r e s d ' e x t r a c t i o n plus élevées [3] : le pic n o t é X (à 4 2 2 °C) et u n
autre pic (à 4 6 5 °C). Malgré la limite s u p é r i e u r e en t e m p é r a t u r e d e n o t r e
l e c t e u r (400 °C), le faible c h a n g e m e n t de p e n t e que l'on d i s t i n g u e a p r è s
le pic IX (fig. 4) p e u t être d û à une a m o r c e d e vidage des pièges a s s o c i é s
au pic X.
Les résultats p r é c é d e n t s m o n t r e n t q u e l'on peut e f f e c t u e r un r e g r o u p e m e n t d e p i c s (VI et VII), (VIII et IX) p o u r e f f e c t u e r la d o s i m é t r i e d e s
f o r t e s d o s e s . C'est dans c e t t e o p t i q u e q u e nous avons alors r e c h e r c h é
des c y c l e s d e t e m p é r a t u r e s élevées.
V O L 26 - N° 1
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M. ESPAGNAN. P. PLUME, G. MARCELLIN
Flg. 4. — Thermoluminescence
des pics profonds
VI à IX.
V I . ÉTUDES DES PIÈGES P R O F O N D S (VIII ET
IX)
L'expérience a m o n t r é q u e seuls les pics VIII et IX sont intéressants
pour la g a m m e d e d o s e s é t u d i é e (de 1 0 à 1 0 Gy). En effet, les pics
VI et VIII p r é s e n t e n t r a p i d e m e n t u n e s a t u r a t i o n d u signal à partir d e
1 0 Gy. A p r è s de multiples essais, une p r o c é d u r e e x p é r i m e n t a l e d e lect u r e des pics p r o f o n d s a été mise au point, aussi bien pour les é c h a n tillons q u e p o u r les étalons.
3
4
3
56
RADIOPROTECTION
DOSIMÉTRIE DES DOSES ÉLEVÉES PAR THERMOLUMINESCENCE DES PICS PROFONDS DE FLi : Mg, Ti
VI.1. P r o c é d u r e
expérimentale
Elle est définie ci-après :
1) c h a u f f a g e des d o s i m è t r e s dans un f o u r c o m m e é n o n c é
auparavant;
2) irradiation des d o s i m è t r e s : les étalons s o n t irradiés entre
1 0 Gy ;
10
3
et
4
3) l e c t u r e d e s d o s i m è t r e s selon deux c y c l e s de chauffage, qui seront
précisés par la suite sur les figures :
a) Cycle 1
Il p e r m e t le vidage des pics III, IV, V. Il assure é g a l e m e n t l'extraction et
la l e c t u r e d u signal issu des pics VI et VII.
b) Cycle 2
Il p e r m e t l'extraction et la mesure des signaux issus des pics VIII et
IX.
e r
Le, 1 c y c l e de chauffage, o u t r e le fait qu'il p e r m e t de vider les pics
inférieurs saturés non utilisés (III à VII), p o s s è d e un autre avantage.
Aux niveaux d e doses qui nous intéressent ( 1 0 à 1 0 Gy), les pastilles
de FLi se c o l o r e n t très f o r t e m e n t . La c o l o r a t i o n va d u jaune au brun
f o n c é l o r s q u e la dose a u g m e n t e . Les c e n t r e s c o l o r é s créés en très
g r a n d n o m b r e s o n t responsables de ce p h é n o m è n e . Ce 1
cycle a
d o n c é g a l e m e n t pour effet de ramener les d o s i m è t r e s à leur c o l o r a t i o n
initiale, soit b l a n c h e . Ceci a p o u r c o n s é q u e n c e de ramener la transmission o p t i q u e des cristaux à la valeur initiale pour le 2
cycle.
3
4
e r
e
L'expérience c r o i s s a n t e dans c e t t e p r a t i q u e nous a a m e n é s à
a p p o r t e r d e s a m é l i o r a t i o n s t e c h n i q u e s simples mais ayant des c o n s é q u e n c e s i m p o r t a n t e s , n o t a m m e n t sur l'exploitation c o u r a n t e de c e t t e
t e c h n i q u e . Un c a c h e a n o t a m m e n t été i n t r o d u i t entre le p h o t o m u l t i p l i c a t e u r et le d o s i m è t r e au c o u r s du 1 c y c l e de chauffage. Ce dernier
ne servant qu'à vider les pics n o n utilisés, cela p e r m e t d'éviter
l'éblouissement du PM malgré un réglage très bas de la THT de ce
dernier. Le 2 c y c l e de c h a u f f a g e p e u t alors s'appliquer i m m é d i a t e m e n t
après, la stabilisation d u PM entre les deux c y c l e s devenant inutile.
Cela réduit c o n s i d é r a b l e m e n t le t e m p s d ' e x p l o i t a t i o n , La figure 5
m o n t r e un e x e m p l e de c o u r b e de t h e r m o l u m i n e s c e n c e des pics vidés
par le c y c l e 1 de chauffage. La figure 6 d o n n e les m ê m e s paramètres
pour les pics VIII et IX extraits par le 2 cycle de chauffage. La dose
a p p l i q u é e est de 5 000 Gy.
e r
e
e
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M. ESPAGNAN, P. PLUME, G. MARCELLIN
58
RADIOPROTECTION
DOSIMÉTRIE DES DOSES ÉLEVÉES PAR THERMOLUMINESCENCE DES PICS PROFONDS DE FU : Mg, Ti
VI.2. R é p o n s e
d e s p i c s (VIII e t IX) e n f o n c t i o n d e la
dose
1 3 7
A p r è s avoir irradié un lot d e d o s i m è t r e s à l'irradiateur é t a l o n au
Cs,
la c o u r b e d e r é p o n s e (et d ' é t a l o n n a g e ) e n t r e 1 0 et 1 0 Gy a é t é t r a c é e
(fig. 7). Le signal S e n m i c r o c o u l o m b (//C) varie r a p i d e m e n t mais non
l i n é a i r e m e n t a v e c la d o s e . La r é p o n s e est supralinéaire en c o o r d o n n é e
l o g - n o r m a l e . Le signal r é s i d u e l sur le c y c l e 2 varie d e 1 à 1,5 % d u signal
o b t e n u a p r è s le p r e m i e r passage sur ce c y c l e . Ceci a t t e s t e le vidage
c o r r e c t des pics p r o f o n d s . Malgré le faible n o m b r e de d o s i m è t r e s , les
résultats s o n t p e u d i s p e r s é s .
3
Signal (10-"
4
C)
1000'
900
Signal = 532.65.Ln (10* .D +2080000) -
6599.2
800
700
600
500I
+ Points de
400
lecture
300'
O Points recalculés
d'après l'équation de la droite
200100.
0
H
1.5
5
h6
8
H
10
12
R—•
D(Gy).10
s
Flg. 7. — Réponse des pics VIII et IX en fonction de la dose.
4
La r é p o n s e en f o n c t i o n d e la d o s e a é t é t r a c é e a u - d e l à d e 1 0 Gy
j u s q u ' à 5 . 1 0 Gy. La v a r i a t i o n de la d o s e p r é s e n t e une p e n t e plus faible
q u e celle o b s e r v é e e n t r e 1 0 et 1 0 Gy. O n p e u t s u p p o s e r que c e c o m p o r t e m e n t est d û à la s a t u r a t i o n d u niveau VIII et q u e la v a r i a t i o n d u
signal n'est d u e alors qu'à la c o n t r i b u t i o n d u pic IX. Cela d e m a n d e t o u t e fois c o n f i r m a t i o n .
4
3
VII. INCERTITUDE G L O B A L E
4
LIÉE À LA MESURE D'UNE D O S E
La f o r m e d e s c o u r b e s d ' é t a l o n n a g e o b t e n u e s m o n t r e q u ' u n e linéarisat i o n est t r è s f a c i l e à réaliser p a r u n c h a n g e m e n t de variable d u t y p e L n
( d o s e + d), d é t a n t u n e q u a n t i t é a j u s t é e d e m a n i è r e à réaliser au m i e u x la
r é g r e s s i o n linéaire d e la d r o i t e d ' é t a l o n n a g e . L'erreur t o t a l e o b t e n u e
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M. ESPAGNAN, P. PLUME, G. MARCELLIN
par l'utilisation d'une c o u r b e linéarisée, lorsque la variance liée est c o n s t a n t e (ce qui est ici le cas) [6], s'écrit :
S
N
No
b
est l ' e s t i m a t i o n d e l'écart t y p e lié o b t e n u à partir des points
d'étalonnage,
est le n o m b r e t o t a l de mesures servant au calcul de la d r o i t e
d'étalonnage,
est le n o m b r e de dosimètres utilisés p o u r la mesure d'une d o s e
en un p o i n t ,
est la p e n t e de la droite d'étalonnage.
C e t t e e r r e u r est f o n c t i o n d e la p e n t e b d e la c o u r b e d'étalonnage.
L ' i n c e r t i t u d e est d ' a u t a n t plus g r a n d e que la p e n t e est faible, ce qui a été
o b s e r v é plus haut. C'est la raison p o u r laquelle nous nous s o m m e s c a n t o n n é s dans u n e z o n e à plus f o r t e p e n t e ( 1 0 à 1 0 Gy) pour améliorer
l'incertitude sur le résultat. Finalement, l'erreur g l o b a l e (niveau de
c o n f i a n c e 0,95) sur le calcul d e la d o s e en un p o i n t est la c o m b i n a i s o n de
trois e r r e u r s :
3
4
— l'erreur liée à la m e s u r e du signal m o y e n d e s No d o s i m è t r e s (erreur de
type aléatoire) ;
— l'erreur liée à l'utilisation d'une c o u r b e d'étalonnage linéarisée, i m p r é cise (erreur s y s t é m a t i q u e ) ;
— l'erreur sur les d o s e s de r é f é r e n c e de la c o u r b e d'étalonnage (erreur
systématique).
Pour plus de détails, le lecteur p o u r r a se r a p p o r t e r à l'ouvrage de la
CETAMA [6] : "Statistiques a p p l i q u é e s à l'exploitation des m e s u r e s " ,
c h a p i t r e V.
Un p r o g r a m m e d e calcul s u r o r d i n a t e u r a é t é mis au point, il p e r m e t :
— a p r è s e n t r é e d e s valeurs d e s points d'étalonnage, de calculer les param è t r e s de la meilleure linéarisation de la c o u r b e d'étalonnage ;
— a p r è s e n t r é e d u signal des No d o s i m è t r e s , de calculer la d o s e en un
point, et l'erreur globale associée.
VIII. A P P L I C A T I O N
N o u s a v o n s a p p l i q u é c e t t e t e c h n i q u e et la m é t h o d e de calcul associée à la m e s u r e d e la dose en un point, dans l'eau d'une piscine d e
s t o c k a g e d e c o m b u s t i b l e s irradiés. La s o u r c e d'irradiation est c o n s t i t u é e
par un e n s e m b l e d'éléments c o m b u s t i b l e s d i s p o s é s en cercle a u t o u r d u
point d e m e s u r e . La courbe d ' é t a l o n n a g e c o m p r e n d 10 p o i n t s à raison de
2 d o s i m è t r e s par p o i n t . Le n o m b r e No d e d o s i m è t r e s au point de m e s u r e
est de 10. A v a n t d'expliciter les résultats, il faut noter que, dans c e t t e
a p p l i c a t i o n , le r a y o n n e m e n t d'étalonnage et celui utilisé dans la m e s u r e
( c o m b u s t i b l e ) s o n t voisins en é n e r g i e m o y e n n e (environ 600 keV).
60
RADIOPROTECTION
DOSIMÉTRIE DES DOSES ÉLEVÉES PAR THERMOLUMINESCENCE DES PICS PROFONDS DE FLi : Mg, Ti
En effet, certains auteurs c o m m e B.B. SHACHAR et Y.S. HOROWITZ [16]
ont étudié la réponse en énergie des pics III à VII, en f o n c t i o n de l'énergie des
p h o t o n s c o m p r i s e entre 35 et 135 keV. La r é p o n s e a u g m e n t e avec le n u m é r o
des pics et atteint une valeur de 1,63 pour le pic VII, à 70 keV. D'autres
auteurs [4] l'ont é g a l e m e n t mesuré sur le FLi 100 (naturel). Il semble qu'audelà de 2 0 0 keV, la réponse soit égale à l'unité.
Nous n'avons pas t r o u v é dans la littérature de d o n n é e s sur les réponses
en énergie des pics VIII et IX. On peut s u p p o s e r que leurs réponses, eu égard
aux résultats é n o n c é s ci-dessus, sont différentes de celles des pics peu p r o fonds. Si c'était le cas, il faudrait en tenir c o m p t e dans la situation où le rayonn e m e n t d'utilisation serait très différent (énergie < 100 keV) du r a y o n n e m e n t
d'étalonnage ( C s ou C o par exemple).
1 3 7
6 0
Dans l'exemple qui nous o c c u p e , le t a b l e a u I présente le résultat d u traitement i n f o r m a t i q u e de la c o u r b e d'étalonnage. La 4 c o l o n n e m o n t r e un t r è s
bon a c c o r d entre les doses de r é f é r e n c e s et celles calculées par l'ajustement
linéaire (voir aussi figure 7). La dernière c o l o n n e indique l'erreur globale en %
faite sur la d o s e calculée en c h a q u e point. Le tableau II d o n n e le résultat de
la dose m o y e n n e au point de mesure et s o n erreur globale associée.
e
TABLEAU I
Exemple pratique du traitement informatique d'une courbe d'étalonnage
CHANGEMENT DE VARIABLE SUR LES DOSES DE REFERENCE =
+ 2,080.10
FONCTION D'AJUSTEMENT Signal = A + (B x Ln (X))
A = - 6599,52
B = 4- 532,55
R = + 9941524772
Ecart-type lié = 18,866902
s
ETALONNAGE FORTES DOSES FU
IRRADIÉ
LE 13/12/89
2
DOSES DE L'ETALONNAGE
RECALCULÉES A PARTIR
DE LA FORMULE
Signal de mesure
Dose de référence
(Gy)
Dose calculée
(G/)
Dose réf. /
Dose cal.
139,16
127,96
208,78
209,86
244,81
309,48
405,22
380,83
503,65
501,37
591,05
571,54
642,83
615,55
673,57
720,28
795,66
770,79
851,67
852,06
1,0.10?
1.0.10?
1.5.10?
1,5.10?
2,0.10?
2,0.10?
3,0.10?
3,0.10?
4,0.10?
4,0.10?
5,0.10?
5,0.10?
6,0.10?
6,0.10?
7,0.10?
7,0.10?
8,0.10?
8,0.10?
1,0.10¡
1,0.10
1,049.10?
9,838.10*
1,486.10?
1,493.10?
1,735.10?
2,228.10?
3,077.10?
2,846.10?
4,123.10?
4,097.10?
5,230.10?
4,967.10?
5,976.10?
5,574.10?
6,455.10?
7,237.10?
8,654.10?
8,164.10?
9,845.10?
9,853.10?
0,953
1,016
1,009
1,005
1,152
0,898
0,975
1,054
0,970
0,976
0,956
1,007
1,004
1,076
1,084
0,967
0,924
0,980
1,016
1,013
VOL. 26 - N° 1
4
POINTS DE L'ETALONNAGE
RECALCULÉS A PARTIR
DE LA FORMULE
Dose réf. Dose cal.
(Gy)
(Gy)
1,0.10?
1,5.10?
2,0.10?
3,0.10?
4,0.10?
5,0.10?
6,0.10?
7,0.10?
8,0.10?
1.0.10
4
1,016.10?
1,490.10?
1,974.10?
2,960.10?
4,110.10?
5,097.10*
5,773.10^
6,838.10?
8,406.10?
9,849.10?
E (maxi)
en %
23,2
19,2
17,0
15,0
13,7
13,2
12,9
12,6
12,4
12,2
61
M. ESPAGNAN, P. PLUME, G. MARCELLIN
TABLEAU II
Dose moyenne obtenue en un point de mesure
(piscine de stockage de combustible irradié)
Calcul de la dose pour tous les dosimètres
r
Raffias éte Ose
©sos @dL
1
1A
6.129.10
2
6,43.10
3
2
2A
6,455.10
2
6,97.10
3
3
3A
5,726.10
2
5,80.10
3
4
4A
6,038.10
2
6,28.10
3
5
5A
6,040.10
2
6,29.10
3
6
6A
7,316.10
2
8.52.10
3
7
7A
6,775.10
2
7,52.10
3
8
8A
5,774.10
2
5,87.10
3
9
9A
6,592.10
2
7,20.10
3
10
10A
6,523.10
2
7,08.10
3
RÉSULTAT FINAL DU CALCUL DE DOSE
Dose = 6,772.10 Gy ± 8,8 %
:}
La valeur o b t e n u e est t o u t à fait c o m p a r a b l e à celle d o n n é e par
d'autres m o y e n s mis en parallèle (alanine et c h a m b r e haut flux). Ce qui
est intéressant, c'est l'erreur o b t e n u e . Elle est t o u t à fait a c c e p t a b l e pour
des niveaux industriels, si l'on sait q u e l'on n'a utilisé n o t a m m e n t q u e
deux d o s i m è t r e s par point d'étalonnage. Ceci diminue n o t a m m e n t le
t e m p s d ' e x p l o i t a t i o n , c e qui c o n s t i t u e souvant un p a r a m è t r e i m p o r t a n t en
milieu industriel.
Si l'on c o n s i d è r e alors :
— q u e l'étalonnage d e notre irradiateur peut atteindre une p r é c i s i o n de
1 % environ [18], au lieu des 5 % donnés ici,
— q u e le n o m b r e d e dosimètres par point d'étalonnage peut être
a u g m e n t é , ainsi q u e celui, éventuellement, au point de mesure,
une i n c e r t i t u d e g l o b a l e de q u e l q u e s p o u r c e n t peut être o b t e n u e dans ce
t y p e de m e s u r e par la t e c h n i q u e d e t h e r m o l u m i n e s c e n c e e x p o s é e
ci-dessus.
CONCLUSION
La s y n t h è s e des résultats d'expérience de plusieurs mois sur la d o s i m é t r i e au m o y e n d e s niveaux p r o f o n d s des matériaux t h e r m o l u m i n e s c e n t s (FLi 700) a m o n t r é la c a p a c i t é de ces derniers dans le d o m a i n e des
f o r t e s doses. L'association d e matériaux d o s i m é t r i q u e s t h e r m o l u m i n e s c e n t s de q u a l i t é a v e c des lecteurs p e r f o r m a n t s et faciles d'utilisation
62
RADIOPROTECTION
DOSIMÉTRIE DES DOSES ÉLEVÉES PAR THERMOLUMINESCENCE DES PICS PROFONDS DE FLi : Mg, Tl
fait que la m e s u r e de f o r t e s doses par c e t t e t e c h n i q u e peut se pratiquer
de manière c o u r a n t e et sans t r o p de p r é c a u t i o n s particulières, avec une
b o n n e p r é c i s i o n sur les résultats (quelques p o u r c e n t ) .
Elle entre très bien dans la panoplie des t e c h n i q u e s p e r f o r m a n t e s disponibles. Les a p p l i c a t i o n s industrielles sont n o m b r e u s e s et, o u t r e
l'exemple c i - d e s s u s , o n peut retenir :
— la mesure
dans les réacteurs ;
— les m e s u r e s d e longue durée dans des g a m m e s é t e n d u e s de d é b i t s de
dose (10 à 1 0 G y . h ) , la durée de vie d e s pièges p r o f o n d s l'autorise ;
5
- 1
— les m e s u r e s e n cas d'accident d e c r i t i c i t é , aux niveaux d e s zones
p r o c h e s d e l'excursion c r i t i q u e ;
— la stérilisation alimentaire, à l'ordre d u j o u r [ 1 , 12, 15], o ù des d o s e s de
0,25 à 10 k G y s o n t a p p l i q u é e s ; dans ce cas, c e s d o s e s peuvent être
mesurées à l'aide de niveaux moins p r o f o n d s (VI, VII), les pics (VIII et
IX) p o u v a n t ê t r e utilisés c o m m e m o y e n de c o n t r ô l e .
L'évolution d e s t e c h n i q u e s de t r a i t e m e n t n u m é r i q u e des signaux,
c o m m e la d é c o n v o l u t i o n de pics, vont accroître e n c o r e les possibilités
des m a t é r i a u x t h e r m o l u m i n e s c e n t s en m a t i è r e de mesure d e doses
élevées.
•
REMERCIEMENTS
Les auteurs remercient:
M. C. LAFFAILLE, chef de l'UDIN (Unité de
démantèlement
des installations
nucléaires) pour avoir initié cette étude,
M. A. CLECH, chef du SPR (Service de protection
contre les
rayonnements) pour les discussions
et les critiques constructives
du
manuscrit.
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RADIOPROTECTION