Brevet FR2039186A1 — publié le 19710115

i 2039186 La présente invention concerne un dosimètre à thermolumines-cence pour mesurer des radiations ionisantes telles que des rayons des rayons X, des rayons p et des neutrons; le dosimètre selon la présente invention offre une sécurité de fonctionnement accrue et un manie-U ment simplifié. \ On a constaté qu'un dosimètre à thermoluminescence présente l1» ; avantage d'une sensibilité et d'une précision accrues par rapport aux j dosimètres classiques, du type en verre ou du type à pont de films. Un j dosimètre à thermoluminescence présente cependant l'inconvénient sui- j 20 vant î dès qu'il est chauffé pour la mesure, le signal qui y est accumu- \ lé subit une réduction, si bien qu'on ne peut jamais être informé de sa valeur cîune façon répétée, et qu'aucune défaillance dans la mesure n'est permise. C'est pour cette raison que, pour une mesure utilisant de tels dosimètres à thermoluminescence, on emploie souvent deux ou plusieurs do-' 15 simètres de ce genre, simultanément. Lorsque les mesures par les deux dosimètres coïncident l'une avec l'autre, on estime que leur valeur commune i représente la mesure correcte. Cependant, comme il est peu pratique de J prévoir deux dosimètres de ce genre, et d'effectuer les mesures en introduisant chacun d'eux dans un instrument de mesure, il est souhaita-20 1316 de créer des moyens permettant de manier simplement plusieurs dosimètres . D'autre part, pour mesurer des neutrons en utilisant des dosimètres à thermoluminescence, il a été de pratique courante d'employer un dosimètre sensible à la fois aux neutrons et aux rayons , ainsi 25 qu'un autre dosimètre, sensible seulement aux rayons ^, la différence des mesures effectuées avec ces dosimètres étant déterminée pour obtenir la dose de neutrons. Comme "chacun des deux dosimètres peut présenter une tolérance de sensibilité pouvant provoquer une erreur sur la mesure des neutrons, il est souhaitable, dans le cas de ce procédé, d'amélio-30 rer la précision des dosimètres. Bien entendu, si l'on compense la différence entre les sensibilités des deux dosimètres, on peut améliorer la précision de la mesure ;cependant une telle compensation est pratiquement impossible. Un problème analogue se pose pour la mesure des rayons p. 35 La présente invention permet de réaliser un dosimètre à ther- moluminescence, simple et précis, destiné à remplacer les dosimètres classiques, peu précis et malcommodes. A titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et illustré schémati-quement au dessin annexé, plusieurs formes de réalisation de l'inven-40 tion. COPY 70 13396 2039186 ' ^ Ira. figure 1 est une vue en perspective a'une première forme de réalisation de l'invention. La figure 2 est une vue en perspective d'une seconde forme de réalisation de l'invention, dont une partie a été arrachée pour rrion-5 trer clairement la structure. Les figures 3 et 4 représentent en perspective d'autres formes de réalisation de l'invention, comprenant respectivement des dosimètres aménagés de manière à pouvoir être fixés au corps humain. La figure 5 est une vue en plan de la forme de réalisation 10 illustrée sur la figure 3, des parties ayant été arrachées pour montrer l'intérieur. La figure 6 est une vue en coupe centrale, partielle, de la forme de réalisation illustrée sur les figures 3 et 5. Sur la figure 1, la référence 1 désigne une ampoule de verre, 15 dans laquelle sont scellées dos poudres 2, de cristaux thermolumines-cents tels que du sulfate de calcium (CaSO^ : Tm; CaSO^ : Ly), du fluorure ae lithium (LIF), du borate de lithium (Li2B^0^).. .etc.. La référence 3 désigne une partie de l'ampoule de verre qui sert de support pour l'ampoule. 4 désigne un cadre métallique pour supporter plusieurs 20 éléments thermoluminescents, réalisés comme on vient de l'indiquer. Le ' cadre 4 peut être constitué en un matériau approprié, quelconque, tel que de l'aluminium ou de l'acier inoxydable; dans la réalisation illustrée, les deux éléments thermoluminescents sont fixés à ce cadre. Il rentre bien entendu dans le domaine de la présente invention, de fixer 25 les éléments au cadre d'une façon anvible, de manière à pouvoir remplacer l'un quelconque d'entre eux par un nouvel élément, lorsqu'il est endommagé. Lorsque les éléments ont été exposés à des radiations, ils sont .insérés dans un instrument de mesure, destiné à détecter l'intensité des-30 dites radiations. Cet instrument est généralement d'un type tel qu'il chauffe les éléments à une température comprise entre 300°C et 400°C; les éléments produisent alors des rayons de thermoluminescence, qui sont reçus par un tube photo-multiplicateur, et le coura.nt photo-électrique produit dans ce tube est détecté, par l'intermédiaire d'un amplifica-35 teur. La partie essentielle de l'instrument de mesure est un organe chauffant, au type duquel doit être adaptée la forme de l'élément. Le dosimètre illustré sur la figure 1, et décrit ci-dessus, convient jjour un instrument du type dans lequel les éléments sont chauffés par un courant d'air, lui-même chauffé,. Dans ce cas, les.éléments exposés sont 40 placés a-:..--.s l'instrument de mesure, et un courant d'air chauffé est diri- COPV 70 13396 ' 2039186 gé vers ces éléments, pour r:'alioer la rassura des rayons de therrcolurai-nescence. la figure 2 représente un autre type ie dosimètre; 5 désigne un élément taeri,ïolu::iinescent qui comporte une substance thernioluminescente, ^ moulée en forme de film avec une matière synthétique appropriée, résistant à la chaleur, tel que c3u polytétrafluoréthylène, un polyamide... etc. 6 désigne un cadre destiné à supporter plusieurs éléments thermo-luminescents 5; dans le cas de la disposition illustrée, trois de ces éléments 5 sont fixés au cadre 6. Ce cadre 6 peut être réalisé en un. métal 10 tel que de l'aluminium, ou bien en une matit-rre syntnétique, résistant à la chaleur, tels que du polyéthylène ou du polytétrafluoréthylène. le dosimètre présenté sur la figure 2 est également conçu pour être utilisé avec un- instrument de mesure qui chauffe les éléments par un courant d'air chauffé. 15 la figure 3 représente un boîtier pour chacun des dosimètres décrits précéderaient. Sur cette figure 3, 7 désigne un dosimètre, 8 un boîtier,. 9 une pince, pour fixer le boîtier 8 au corps humain. La pince • 9 est fixée au boîtier, et plusieurs dosimètres 7 sont fixés de façon amovible; audit boîtier 8. 20 Ayant ainsi décril 3.a réalisation du dosimètre selon la présente "invention, on va donner maintenant plusieurs exemples de réalisation dé-taillés de ce dosimètre. EXEI-IPLE 1 Dans le cas de la forme de réalisation illustrée sur la figure 1, . . 25 on a Choisi -comme" substance thermoluminescente, du suife>te de calcium. On réalise deùx éléments thermoluminescents de telle sorte qu'ils présentent des formes et des caractéristiques identiques. Le dosimètre ainsi obtenu est utilisé pour la mesure de rayons X ou de rayons lorsque les valeurs mesurées par les deux éléments sont les mêmes, on estime que 30 leur valeur commune ost correcte. On augmente ainsi la fiabilité de la mesure. " EXEMPLE" 2 : Dans le cas de la forme de réalisation de la figure 1, on utilise du fluorure de lithium, comme subst; nce thermolumineseente. L'un aes 35 éléments renferme du fluorure ce lithium, correspondant à du lithium de nombre de masse six, tandis que l'autre élément renferme du fluorure de lithium, correspondant à du lithium de nombre de masse sept. Les sensibilités des deux éléments aux rayons"1^, sont rendues identiques grâce à un procédé :■é terminé d'ajustement, consistant par exemple à appliquer 40 une couche d'une peinture résistant à la chaleur, sur une partie des amCOPY 70 13396 4 2039186 poules de verre. En pratique, il est possible de réduire la différence de sensibilité entre les deux éléments en dessous de 0,1$. Parmi ces éléments, celui qui renferme du lithium de nombre defraasse six, est également sensible aux neutrons,- si bien que l'on peut considérer que la 5 différence entré les signaux produits par ccs deux éléments indique l'intensité des neutrons. De cette façon, grâce à cet arrangement, on peut mesurer individuellement les neutrons et les rayons dans un champ où ils coexistent, et, en outre, la mesure peut être, èffectuée avec une sensibilité et une précision élevées. 10 EXEMPLE 3 : Dans l'exemple 1, on a décrit un dosimètre complexe pour mesurer des rayons X ou des rayons. L'exemple 3 concerne un dosimètre utilisé dans le raêLie but mais d'un maniement plus simple. Sur la figure 4, 10 désigne un élément thermoluminescent, renfer-15 mant une substance telle que du sulfate de calcium ou une substance analogue. Une paire d'éléments 10 est fixée à un support en aluminium 11, l'un des éléments" étant placé à" l'intérieur d'un capuchon 12, et l'autre à l'extérieur de ce capuchon. Les éléments 10 sont identiques du point de vue de la sensibilité aux-radiations ionisantes, ^a référence 13 dé-20 signe une pince pour fixer le dosimètre au corps humain. Un autre capuchon (non représenté), analogue au capuchon 12, peut être prévu pour recouvrir l'autre élément 10. Ce dosimètre complexe est également conçu pour être employé avec un appareil de mesure du type à air chauffé, et il peut être introduit dans 1'instrument, l'un des capuchons étant enle-25 vé. Ce dosimètre est d'un maniement très simple. EXEMPLE 4 Cet exemple concerne un dosimètre qui peut être utilisé dans un champ complexe de radiations; Sur la figure 5, la référence 14 désigne un cadre, qui est cons-30 titué par un métal ou une substance synthétique, et' qui est aménagé de manière à porter plusieurs éléments thermoluminescents 15, 16 et 17, sensibles aux radiations ionisantes, ainsi qu'un autre élément thermo-liminescent 18, sensible à la fois aux neutrons et aux radiations ionisantes. Ces quatre éléments 15, 16, 17 et 18, sont ajustés de manière 35 que leurs sensibilités aux rayons soient les mêmes. La référence 19 désigne un écran contre les radiations, qui est constitué par un matériau à base de plomb, et qui est aménagé de manière à être installé sur l'élément 16 lorsque le dosimètre est exposé à une radiation, et à en être enlevé lorsque le dosimètre est chauffé. Les éléments 15 et 16 sont 40 destinés à la mesure des rayons X et des rayons . L'élément 16 est COPY 70 13396 2039186 sensible seulement aux rayons ^ de haute énergie, par suite de l'existence de l'écran à base de plomb, L'élément 15 est sensible aux rayons X et aux rayons à la fois de haute et basse énergie, et, par suite, il est équivalent à un corps humain. Grâce à ces deux éléments 15 et 16 5- on peut estimer Ici aose absorbée par le corjjs humain et l'énergie des radiations. L'élément 17 est sensible aux radiations ionisantes mais insensible aux neutrons (7LiP ou CaSC^ : Tm), tandis que l'élément 18 est sensible aux neutrons aussi bien qu'aux radiations ionisantes, sa 6 ~ 6 composition étant Liî" ou Ca S0^: Tm, et un composé de LiF. Les neu- 10 trons peuvent être détectés grâce à ces deux éléments 17 et 18c Les références 20 et 21 désignent des éléments thermoluminescents du genre films minces qui sont sensibles aux radiations ionisantes, et ont la h même sensibilité. La référence 22 désigne une bague de cuivre ou de ; plomb, qui est prévue pour supprimer les rayons p. L'élément 20 est 15 sensible à la fois aux rayons p et aux rayons'^, tandis que l'élément : 21 est sensible seulement aux rayons Ces éléments 20 et 21 permettent ainsi de déterminer l'intensité des rayons |3. j On connaît déjà une réalisation d'un dosimètre à thermoluminies-'j cence, relativement simple. Ce dosimètre connu présente cependant 1'in-! ✓ 1 20 •convénient de donner lieu à une réduction du signal pour peu que son j utilisateur ait raté l'exécution de la mesure par chauffage. Cette pro-^ jriété désavantageuse du dosimètre connu entraîne une réduction de sa fiabilité. -^ar contre, le dosimètre selon la présente invention comporte 25 plusieurs éléments thermoluminescents, ce qui permet d'éliminer les inconvénients, indiqués précédemment, que présente le dosimètre classi-"que, et l'on obtient ainsi une amélioration remarquable de la fiabili- : té. D'autre part, comme il est possible .-de réduire-la différence de • sensibilité entre les deux éléments thërmoluminescents, pour la rendre '30 aussi-faible que 0,1$, grâce à un procédé d'ajustement, on peut effectuer simultanément des mesures à l'aide de plusieurs éléments de ce gen-; re, de manière à améliorer la précision et la fiabilité de la mesure, alors que le dosimètre classique ne permettait pratiquement pas de • maintenir la tolérance inférieure à. 3%• 35 Par suite, selon la présente invention, on peut mesurer indivi duellement chacun des rayonnements , neutroniques et (3, dans un champ où coexistent des rayons t et des neutrons, ou bien des rayons et des rayons p. COPY 70 13396 6 2039186 D'autre part, dans la mesure où il comporte plusieurs éléments thcrmoluininescenfcs dr.ns un même boîtier, le dosimètre selon la présente invention est d'un maniement troc aisé, et il ne nécecsi'-e pas de ma-, nipulations difficiles, telle qué la prise individuelle de dosimètres, 5 un par un, en utilisant une pincette, comme pour les dosimètres classiques. Il est du reste bien entendu que les modes de réalisation qui ont été décrits ci-dessus, en référence au dessin annexé, ont été donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif, et que de nom-1Û breuses modifications peuvent être apportées sans s'écarter pour autant du cadre de la présente invention. i COPY 70 13396 7 2039186 BEVENDICATI0N3 - 1.- Dosiaèûre complexe v. :;hermoluminescerice, caractérise en ce eu.'il corM'.crte plusieurs éléments tliermoluminescents, fixés à un uîC-iî.G CiiCiï'G • 2.- Dosimètre complexe h. thermoluiBinescence suivant la reven-5 dication 1, caractérisé en ce que son cadre constitue une partie d'un boîtier. 3.- Dosimètre complexe à thermoluminescence suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un élément ther-mol canines cent asnsi -le aux radiations ionisantes, et au moins un élément 10 thermolaminéscent sensible à la fois aux radiations ionisantes et aux neutrons, tous ces éléments ét .nt fixés à un même cadre. 4.- Dosimètre complexe à thermolumin-iscence suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un élément thermo-luminescent sensible au;: rayons 'A et aux rayons f au moins un élément 15 thermolumiiiescer t: sensiole aux rayons p, et au moins un élément thermolu-minescent sensiole aux neutrons, ces éléments étant fixés à un même cadre . i COPY