Brevet FR2032411A1 — publié le 19701127

i 2032411 La présente invention concerne un dosimètre à therraolumines-cence. L'invention vise une structure de dosimètre permettant de mesurer une dose.d'irradiation avec une fiabilité améliorée, et dont la manipulation est fortement simplifiée et d'une grande"sûreté. 5 Les dosimètres à thermoluminescence offrent une meilleure sen sibilité et une plus grande précision, dans la mesure des doses d'irradiation, que les témoins à pellicules photographiques bu autres dispositifs du même genre, et ces dosimètres sont par conséquent utilisés de plus en plus fréquemment pour la surveillance des personnels tra- 10 vaillant dans2es centrales nucléaires ou pour le contrôle de l'irradiation dans ces centrales. Dans le domaine du contrôle de l'irradiation, les caractéristiques les plus souhaitables pour un dosimètre sont la fiabilité et la facilité d'emploie 15 ~ Jusqu'à présent on a utilisé des dosimètres à thermolumines cence sous les formes suivantes : (l) cristaux; (2) poudres de cristaux; (3) poudres enfermées dans une ampoule de verre scellée et (4) poudres en dispersion dans une résine. Ces dosimètres présentent des inconvénients et manquent de fiabilité à l'usage par exemple, (a) des pincet-20 tes sont toujours nécessaires pour manipuler les dosimètres; (b) il n' est pas facile d'identifier chaque dosimètre; (c) une luminescence parasite apparaît lorsque l'on .tient le dosimètre à la main, (d) une tribo-thermoluminescence est provoquée par le frottement entre le dosimètre eb le boîtier dans le cas où l'on utilise un dosimètre avec un tel boîtier, 25 Ces inconvénients et ce manque de fiabilité posent des problèmes pratiques pour 1'utilisation de dosimètres à thermoluminescence en vue de la surveillance du taux d'irradiation. Selon l'invention, on peut éliminer ce problème au moyen d'une poignée qui est reliée à la section d'émission de la thermolumineEcence, grâce à quoi on obtient un dosi-30 mètre de construction simple et de fonctionnement sûr. Le système de dosimètre selon l'invention sera maintenant décrit en se référant aux dessins ci-annexés qui sont fournis à titre purement illustratif et non limitatif et dans lesquels ï Les figures la, 1b, et lç montrent des structures de dosimè-35 très dans lesquelles les poudres de substances thermolumine s c ent e s sont enfermées dans une ampoule de verre qui est scellée. Lès figures 2a, 2b, 3a et 3b, montrent des modes possibles de réalisation du dosimètre à ampoule de verre et du dosimètre à cristal. 2 70 06556 2032411 La figure 4 représente la structure d'un dosimètre dans lequel une pièce de substance thermoluminescente en forme de disque est munie d'une poignée» Les figures 5a et 5b montrent un système qui ressemble à ce-5 lui du dosimètre en forme de disque qui est montré par la figure 4. la figure 6 montre.un. boîtier de dosimètre pour un dosimètre du." type à ampoule, la pièce faisant office .de poignée étant munie d'un . . . filetage• - La figure 7 montre une autre variante possible de réalisation 10 . du boîtier du dosimètre selon la figure 6. - La figure 8 montre un autre mode possible de réalisation d'un boîtier de dosimètre selon les figures 6 et 7. . Les figures 9a et 9£ montrent un dosimètre en forme de disque et son boîtier. 15 Dans la figure la, on a en 1 la substance thermoluminescente, .. par exemple du fluorure de lithium (LIE) du fluorure de calcium (CaF2), du sulfate de calcium ( CaS04 : Mn, CaS04. : Tm, CaS04 ï Dy), du borate de lithium (LigB^Oy) ou de l'oxyde de béryllium (BeO). En 2 se trouve une ampoule de verre pour contenir la substance thermoluminescente. En 20 3 figure une poignée d'aluminium facilitant le maniement du dosimètre. En 4 se trouvent des lettres qui sont imprimées sur la poignée pour permettre l'identification de chaque dosimètre. En 4' se trouvent.de petiis trous constituant des marques qui correspondent aux lettres. Les let-" très peuvent ;être imprimées par l'utilisateur selon ses besoins. 25 Dans les figures lb et Icï, les différents nombres de référen ces désignent les mêmes parties que dans la figiu?e la. sauf en ce qui " - concerne les nombres supplémentaires dont il.est question ci-après. En 5 se trouve•un filetage qui est usiné dans.la poignée d'aluminium 3 a-fin de -fixer le dosimètre. dans son boîtier. En 3' se trouve une poi-30 gnée qui est venue d'une seule pièce avec, l'ampoule ,de verre et enfin _en .6 figure une plaque métallique qui porte des lettres. 4 permettant d'identifier le dosimètre. La plaque métallique est scellée à l'inté-ï • rieur du tjibe. de verre faisant office de poignée. Dans les figures 2a - et 2b on a en 7.une ampoule de verre-_scellée dans laquelle la substance ■ 35 thermoluiainéscente est enfermée,,et en 8. une, .boîte, métallique .aux deux /-A extrémités de laquelle est fixée 1! ampoule.. Des fenêtres 9 sont prati-. quées des deux côtés de la boîte métallique, .afin de permettre la ma— . nifestation.de-, la-luminescence. En 10 se, trouvent des lames élastiques qui permettent d'immobiliser ,1.'ampoule d,e. verre dans la bpîte métalli-, 40, q,ue* Pour manier le dosimètre. on peut le saisir par la boîte métallique. COPY 70 06556 2032411 lorsque l'on saisit l'ampoule de verre à la main, des luiainescences -parasites, par exemple une luminescence imputable à la chaleur de frottement et une luminescence imputable à la charge superficielle du verre sont émises par le verre et sont susceptibles d'amener des erreurs dans 5 la mesure de la dose et de provoquer une réduction de la fiabilité de la mesure. Dans le cas où le dosimètre est placé dans une boîte métallique on né peut le saisir que par. cette boîte et le danger de luminescence parasite se trouve ainsi réduit, sans compter eue le maniement est plus facile. Des lettres ou des chiffres peuvent être gravés ou ins-10 crits sur la boîte métallique afin d1identifier le dosimètre» j Dans les figures- 3a et 3b on a en .7' des cristaux thermolumi- ■ nescents en forme de tige, ou-bien une substance thermoluminescente en ; forme de tige qui est préparée en moulant à la forme d'une tige les pou- j dres de substances thermoluminescentes mélangées avec une résine. En 8 j 15 se trouve une boîte métallique qui fait office de poignée et en 10 se vj trouvent des ressorts immobilisant la tige dans la boîte métallique. J Dans le cas de la figure 4 on a en 11 un disque de substance I thermoluminescente qui est préparé en moulant à la forme d'un disque \ une masse de substance luminescente comprenant une résine ou un liant 5 20 inorganique. En 12 se trouve un cadre d'aluminium pour maintenir le disque thermoluminescent et en 13 se trouve une poignée qui est venue d' une seule pièce avec le cadre/L2. En 14 se trouve des lettres ou des chiffres qui sont inscrits sur la poignée, et en 14* figurent de petits. j trous qui sont en correspondance avec les chiffres. 1 25 Dans les figures 5a et 5b on a en 11' un disque mince fabri- j qjié en une substance thermoluminescente comme du sulfate de calcium, du fluorure de lithium ou du fluorure de calcium, ce disque étant préparé en moulant à la forme d'un disque la substance luminescente en mélange avec une résine poly-imide-amide ou avec du tétrafluorure de polyéthy-30 lène. En 12 figure une bague d'aluminium qui est fixée à la circonférence du disque mince. On peut manipuler le dosimètre non point en saisissant directement le disque mince de substance thermoluminescente, ' mais en saisissant la bague d'aluminium, les lettres ou les chiffres peuvent être imprimés sur la bague d'aluminium. Dans ce qui précède, on 55 a expliqué la structure d'un dosimètre ayant une poignée qui.convient pour sa manutention. On décrira ci-après le boîtier qui peut- être"utilisé avec le dosimètre. " la figure'6 montre un boîtier de.dosimètre qui peut être utili- I se pour un dosimètre à ampoule de verre dont la poignée porte un file-40 tage de la façon qui est montrée'par la figure lb. le dosimètre est engagé dans le boîtier et il est porté par l'utilisateur ou placé dans 1* COF Y 4 70 06556 2032411 installation à surveiller. En 15, se trouve la poignée .à filetage du dosimètre à ampoule de verre et en 16 le boîtier du dosimètre qui est fabriqué en matière plastique. En 17 figure un écran contre le rayonnement qui est fabriqué en étain ou en cadmium et qui a la forme d'une cc 5 quille sphérique ou elliptique.. Cette coquille est munie d'un grand noa bre de petites perforations pour compenser les variations de sensibilité du dosimètre selon l'énergie du rayonnement. De telles perforations sont tout particulièrement indispensables lorsque l'on utilise du suif a te de calcium,ou du fluorure de calcium comme substances thermolumines-10 centes. . Un dosimètre de forme particulière sphérique est visé spécifi quement comme l'un des modes possibles de réalisation de l'invention, étant donné que la forme sphérique permet d'éliminer la variabilité de • la sensibilité à l'irradiation en fonction de l'orientation. En 18 se 15 trouve une-pièce qui est munie d'un filetage, ce qui est important selon l'invention. Un filetage mâle est pratiqué sur la poignée d^lumi-, nium du dosimètre aloys qu'un filetage femelle, est pratiqué dans le boî tier en matière plastique du dosimètre. Le dosimètre est fixé dans son boîtier par le moyen de sa partie filetée, grâce à quoi, la partie en 20 verre de la section d'émission de la thermoluminescence peut être maintenue hors de-contact avec des matériaux étrangers. Une telle disposition est spécifiquementvisée par l'invention. Dans les dosimètres classiques à thermoluminescence une force mécanique est appliquée à la par-" tie qui fournit la thermoluminescence. Lorsque la pièce fournissant la 25 thermoluminescence est soumise à un frottement mécanique, une luminesco: ce imputable à la chaleur du frottement est produite et elle se transforme en un signal parasite au moment de la mesure de la dose. Il en résulte un abaissement de la fiabilité du dosimètre. Selon l'invention, ce risque est. éliminé grâce à une disposition;, dans laquelle tout frot-30 tement mécanique est exclus. Par conséquent la fiabilité du dosimètre est grandement accrue grâce au dispositif selon l'invention., Dans la figure 7 on a en 15 un-dosimètre du type à ampoule de verre et en 16.le boîtier- du dosimètre, avec un écran anti-radiations ' 17 et une saillie qui est portée par ce boîtier..Le.dosimètre peut être *35 solidarisé de son boîtier par la coopération entre cette partie*en saillie du boîtier et une partie conique ménagée_dans la poignée du dosimè-- - tre. . ' Dans le cas de la figure 8, on a en 15' ua dosimètre du type ampoule de verre, dont la poignée ne porte pas de filetage, par 40 exemple un dosimètre du. -genre montré: par la figure la. En 16 se trou- as; ' 70 06556 2032411 ve le boîtier du dosimètre, en 17 l'écran, et en 19 un bouchon de fermeture du boîtier. Dans ce cas le dosimètre est conçu de telle so;rte que sa poignée vienne reposer sur un épaulenent 20 à l'intérieur du boîtier* le dosimètre étant maintenu en place par le bouchon de fermeture 19 qui 5 repousse la poignée du dosimètre sur 1'épaulenent du boîtier. Dans le cas.des figures 9a et 9b, on a en 15'* un dosimètre du genre montré par la figure 4> en l6r un boîtier de matière plastique, en 19' le couvercle du boîtier du dosimètre. le boîtier et son couvercle sont reliés l'un à l'autre par une charnière 21. En 22 se trouve une 10 pièce en saillie assurant la fixation du couvercle. Dans le-cas d'un dosimètre en forme de disque da type habituel, c'est le dosimètre à ther— moluminescence lui-même qui est fixé sur le boîtier du dosimètre. Inversement, dans la disposition selon la présente invention, la partie thermoluminescente du dosimètre en forme de disque est fixée en repous-15 sant la poignée du dosimètre au contact avec le boîtier-16',par l'action du couvercle 19, sans qu'aucun contact se produise entre la partie du dosimètre qui émet la luminescence èt le boîtier. Avec une telle dis^-position il n'y ar pas de luminescence résultant de la chaleur de frotte*» ment et la fiabilité est donc accrue. 20 Avec le système selon l'invention la manipulation du dosimètre est rendue pratique par l'agencement du dosimètre et de son boîtier, comme cela a été décrit plus haut, et la fiabilité du dosimètre peut être beaucoup améliorée, grâce au système qui évite l'émission de luminescence parasite. Autrement dit, il- est possible de saisir le dosi-25 mètre avec les doigts en le prenant par une partie spécialisée de celui ci, par exemple par une poignée. les dosimètres habituels sont toujours manipulés avec des pincettes étant donné leur petite taille et la nécessité d'éviter les luminescences parasites, lorsqu'on manipule un dosimètre du type courant 30 avec les doigts, il en résulte toujours une erreur importante. En outre, il est impossible, avec un •dosimètre de type courant d'imprimer des chiffres ou des lettres sur le dosimètre iui-même, c1 est pourquoi, aucun marquage n' était efféctué jusqu'à-présent . Avec le dosimètre selon l'invention, on peut imprimer des nombres; ou des let-35 très sur la poignée ce qui permet d'identifier chaque dosimètre. Ce système est très efficace en vue du contrôle de l'irradiation . Plus particulièrement, dans le cas où l'on doit manipuler un grand nombre de "dosimètres on.ne redoute plus-de les confondre. - Un autre avantage important de l'invention réside dans l'amé- 40 lioration de la fiabilité qu'elle procurei Bans les dosimètres antérieurement connus la fiabilité est fortement réduite, étant donné que le- do- 70 06556 6 2032411 simètre émet une luminescence qui correspond à la chaleur de frottement. Inversement selon la présente invention, le dosimètre est muni &' . une poignée et cette poignée est fixée dans le boîtier du dosimètre* Grâce à la présente invention-, on peut éviter presque totalement la lu-5 minescence imputable à la chaleur de frottement. Lorsqu'un dosimètre en forme de disque ayant un diamètre de 13 mm, qui a.été fabriqué.en moulant un disque-de fluorure de lithium grâce à uneAd-Qonction de tétra-fluorure de polyéthylène, et qui présente une sensibilité de 10 mR, est monté dans un boîtier de dosimètre de ty-10 pe antérieurement connu et est porté sur le corps humain pendant un mois, on observe une luminescence imputable à la chaleur de frottement qui correspond en moyenne à une irradiation de 80 mR. Par contre lors-. que le même dosimètre est conformé de façon à-avoir une poignée, comme cela est montré sur la figure 4, lorsqu'il est placé dans le boîtier du 15-dosimètre montré sur la figure 8 et porteur le corps humain pendant un mois, la luminescence imputable à la chaleur de frottement correspond seulement à 10 mR. De cette façon,la fiabilité'peut être beaucoup amélio rée grâce à l'agencement du dosimètre et du boîtier du dosimètre selon l'invention. 20 On a décrit ci-dessus en détail la disposition du dosimètre à luminescence selon l'invention. En dépit du fait que la présente invention est fondée sur un agencement de dosimètre avec une poignée qui est solidaire de -ce dosimètre, l'importance de ce principe ne réside pas • uniquement dans 1'amélioration du dosimètre lui-même, mais aussi dans 25 les rapports étroits avec la disposition particulière d'un instrument de lecture de la thermoluminescence destiné à lire la dose enregistrée-par le dosimètre. Autrement dit, cette importance est en relation avec - un système de chauffage du dosimètre. » Avec le système de chauffage largement utilisé jusqu'à pré-30 sent, un dosimètre est placé sur un corps chauffant qui est constitué par. une plaque métallique à résistance électrique et ce corps chauffant -est lui-même chauffé en faisant circuler un courant électrique de forte intensité au travers du corps chauffant à plaque métallique. Le dosimè— tre est alors chauffé par transfert de chaleur à partir de la plaque « » 35 métallique. Dans le système de type courant, 1'utilisation d'une partie permettant de saisir le dosimètre, par exemple d'une.poignée ou d'un ca« dre rend le chauffage difficile, et c'est pourquoi on n'a jamais tenté de prévoir une telle poignée ou un tel cadre. copy 70 06556 , 203241K Dans un systeme spécial de chauffage, on peurc T^courlr a une structure intégrée où le dosimètre fait corps avec sa résistance électrique de chauffage. Autrement dit, avec une telle structure, une électrode est fixée sur le dosimètre. Dans ce cas,1'ensemble est un 5 peu plus encombrant et uji peu plus facile à manipuler. Toutefois, la conception vise dans ce cas uniquenentla structure de l'électrode, et non pas la facilité de manipulation. le dosimètre à poignée selon l'invention est prévu pour un instrument de lecture ayant un système de chauffage par soufflage d'air 10 chaud, par induction à haute fréquence ou par rayonnement et il ne convient pas pour les instruments de lecture dans lesquels le chauffage est effectué au moyen d'une résistance électrique. -Des instruments de lecture de la thermoluminescence à soufflage d'air chaud, à chauffage par induction à haute fréquence et à chauffage par rayonnement ont été 15 inventés par le présent demandeur. On ajoutera que la présente invention est étroitement en rapport avec la conception de ces instruments de lecture de la thermoluminescence. 70 06556 8 2032411 - REVENDICATIONS - 1.- Dosimètre à thermolumineseenee pour mesurer une dose, caractérisé en ce qu'il comprend un dosimètre à thermolumineseenee et un organe de préhension relié à une partie du. dosimètre dans laquelle est engendrée la thermoluminescence. 2.- Dosimètre à thermolumineseenee selon la revendication 1, caractérisé en ce -que des lettres ou des chiffres sont imprimés sur l'organe de préhension. 3.- Système de dosimëtrie pour la mesure d'une dose, caractérisé en ce qu'il comporte un dosimètre à thermoluminescence, une partie permettant de saisir le dosimètre, qui est reliée à une partie du dosimètre dans laquelle est engendrée la thermolumineseenee, et un boîtier pour renfermer le dosimètre et pour fixer ladite partie permettant de saisir le dosimètre. -