Brevet FR2327554A1 — publié le 19770506

La présente invenz on, due a la collaboration de Monsieur Henri FRANCOIS du Commissariat a l'énergie Atomique et de Monsieur Maurice VERNA de la Société DESMARQUEST & C.E.C., est relative un appareil permettant d'effectuer la lecture de verres dosimètres, notamment du genre dit radio-photo luminescent (RPL), c'est-à-dire aptes à réaliser une mesure de la quantité de rayonnements ionisants reçue par de tels dosimètres. On sait que l'irradiation de certaines substances, en particulier de cristaux par des rayonnements ionisants, notamment X ou gamma, apporte une modification de la structure de ces substances, en provoquant l'apparition de centres de fluorescence. De façon plus particulière, on a déjà réalisé des verres sensibilisés par des métaphosphates, notamment de lithium, de béryllium, de sodium, d'aluminium ou d'argent qui, soumis a un rayonnement X ou gamma, ou a un flux de neutrons thermiques, sont le siège sous l'effet d'un rayonnement d'excitation dont la longueur d'onde correspond a l'ultra-vioiet, d'une fluorescence visible induite dont l'intensité est proportionnelle à la dose des radiations reçue.Les brevets français n 1 327 099 et son certificat d'addition 86 954 d'une part, et nc 1 446 321 d'autre part, au nom du Commissariat à l'Energie Atomique, se rapportent a des compositions de tels verres, susceptibles de fournir une réponse constante à dose d'exposition égale de rayonnement, avec une sensibilité uniforme quelle que soit l'énergie de ce rayonnement. Or, dans les réalisations pratiques connues à ce jour, les verres dosimètres radio-photo luminescents ainsi définis se présentent sous une forme générale cylindrique, logée dans un blindage ou conteneur de manipulation métallique destiné à permettre leur introduction dans un appareil de lecture comportant une lampe à ultraviolet pour exciter la fluorescence du verre et un photomultiplicateur fournissant un courant proportionnel à l'intensité de fluorescence, ce courant étant mesuré par un galvanomètre gradué en un tés de dose évaluées en Roentgens. Or, si cette forme cylindrique des verres dosimètres présente un avantage en ce qui concerne la fabrication industrielle, elle comporte également quelques inconvénients, surtout au niveau de la lecture du verrue. En effet, les centres de fluorescence ne sont pas répartis au sein de la masse du verre de façon rigoureusement homogène, la lecture du verre par le photomultiplicateur pouvant donc varier selon la position relaLive d rayonnement ultraviolet d'excitation, de l'axe du cylindre du verre dosimètre et de celui du photomultiplicateur. Par ailleurs, les contacts du verre avec son conteneur de blindage sont la source de fluorescences parasites qui faussent également la mesure. La présente invention s'applique plus particulièrement à un appareil de lecture adapté à un dosimètre radio-photo luminescent, qui pallie ces inconvénients, grâce à l'utilisation d'une forme sphérique mieux adaptée aux conditions de mesure de la dose d'irradiation reçue. L'emploi d'une forme sphérique à la place d'une forme cylindrique présente en effet de nombreux avantages. En particulier, le rayonnement de fluorescence issu de la sphère est vu par le photomultiplicateur sous un angle proche de 4 a, soit sous un angle solide optimal, seule étant exigée la colncidence de l'axe du photomultiplicateur et du centre de la sphère. Celle-ci peut par ailleurs être placée dans un conteneur de forme simple, agencé de maniere à limiter les contacts avec le verre et les fluorescences parasites qui en résultent. L'invention concerne donc un appareil de lecture d'un verre dosimètre radio-photo luminescent tel que défini ci-dessus, comportant une lampe à rayons ultraviolets et au moins un photomultiplicateur de mesure, caractérisé en ce qu'il comprend un support creux pour le dosimètre, un bâti portant la lampe à ultraviolets et muni d'un logement pour immobiliser le support en regard de la lampe, et un filtre placé devant le photomultiplicateur pour arreter les rayons ultraviolets ayant traversé le support et réfléchis par le dosimètre. De préférence, le dosimètre est constitué par une bille sphérique à surface externe polie. Dans un premier mode de réalisation de l'invention, le support creux enveloppe la bille et comporte une fenêtre latérale, la bille montée dans ce support étant immobilisée par un miroir réflecteur tel que les rayons ultraviolets issus de la lampe et atteignant le miroir, soient renvoyés vers la bille, ces rayons étant orientés selon une direction sensiblement perpendiculaire au rayonnement de fluorescence émis par la bille à travers la fenêtre vers le photomultiplicateur. Dans une autre variante, la bille sphérique repose sur le support, l'appareil de lecture comportant plusieurs photomultiplicateurs régulièrement répartis mais disposés obliquement par rapport à la direction des rayons ultraviolets issus de la lampe. Dans une autre variante enfin, le support de la bille comporte au moins une canalisation radiale dirigée vers le centre de la bille et parcourue par un débit d'un fluide comprimé, apte à soulever la bille du support pour la maintenir en lévitation sur la direction des rayons ultraviolets issus de la lampe. D'autres caractéristiques d'un appareil de lecture d'un verre dosimètre radio-photo luminescent établi conformément à l'invention, apparaîtront encore à travers la description qui suit de plusieurs exemples de réalisation, donnés à titre indicatif et non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels les Fig. 1, 2 et 3 sont des vues schématiques en coupe partielle de trois variantes de cet appareil. Sur la Fig. 1, la référence 1 désigne un verre dosimètre radio-photo luminescent, réalisé sous la forme d'une bille sphérique à surface externe soigneusement polie. Dans ce premier exemple, la bille 1 repose sur une portée d'appui conique 2 ménagée à l'intérieur d'un support métallique creux 3 de façon telle que la surface de contact de cette bille avec son support soit rendue minimale. L'immobilisation de la bille sur sa portée 2 est réalisée par une bague 4 fermée par un miroir réflecteur 5 venant s'appliquer sur la bille à l'opposé du support 3. La bague 4 comporte latéralement une fenêtre 4a. le support 3 présente une embase 6 de forme appropriée, notamment carrée, permettant de l'engager dans un alésage de même profil 7, prévu dans un bâti 8, l'immobilisation du support dans son alésage étant par exemple réalisée par un tiroir coulissant 9 manoeuvré par une tirette latérale 10. Le logement 7 du support 3 portant le verre dosimètre 1 est prolongé par un alésage 1l permettant aux rayons issus d'une lampe à ultraviolets 12 montée dans le bâti 8, d'atteindre la bille de verre après traversée d'un filtre 12a, destiné à arrêter la lumière visible. Le rayonnement ultraviolet reçu par la bille 1 excite dans ceile-ci une fluo rescence représentative de la dose de rayonnements ionisants préalablement reçue par le dosimètre. Avantageusement, celui-ci est réalisé dans un matériau du genre de ceux décrits dans l'un des brevets français au nom du Commissariat à l'Energie Atomique précités, notamment au moyen de verre à base de métaphosphates selon des proportions parfaitement déterminées.Le miroir réflecteur 5 permet de renvoyer vers la bille les rayons ayant traversé celle-ci, en évitant une déperdition de l'énergie fournie par la lampe. La fluorescence émise par le verre 1 sous l'excitation du rayonnement ultraviolet est alors reçue sous une direction sensiblement perpendiculaire, après traversée de la fenetre 4a et d'un filtre 13 arrêtant les rayons ultraviolets éventuellement réfléchis par la bille, par un photomultiplicateur de mesure 14, relié par une connexion 15, un galvanomètre 16 gradué en Roentgens. Dans une seconde variante de réalisation illustrée sur la Fig. 2, on a repris des références identiques pour désigner des organes semblables. Dans ce second exemple, le verre dosimètre 1 repose sur le support 3 et est maintenu pendant ses manipulations éventuelles par un capot 17 retiré au moment de la mesure. Dans ce cas, la fluorescence émise par le verre dosimètre peut être vue dans pratiquement toutes les directions, la mesure de l'intensité de cette fluorescence étant réalisée au moyen de deux ou plusieurs photomultiplicateurs tels que 14a et 14b, disposés symétriquement de part et d'autre de l'axe de rayonnement ultraviolet issu de la lampe 12. Cette disposition permet d'éviter que les rayons ultraviolets, après traversée du verre 1, n'atteignent les photomultiplicateurs, ces derniers étant toujours associés à des filtres respectivement 13a et 13b.La sortie des photomultiplicateurs est acheminée par des connexions 15a et 15b vers un galvanomètre 16. Enfin, dans une troisième variante de réalisation, illustrée sur la Fig. 3, le bâti 8 supportant la lampe à ultraviolets 12, comporte un logement 8a pour le montage d'un bloc 18, apte à supporter la bille de verre dosimètre radio-photo luminescent 1, sans contacts matériels avec ce dernier. A cet effet, le bâti 8 comporte une canalisation d'admission 19 pour un fluide comprimé, délivré par une série -de conduits radiaux 20 dans une coupelle 21 prévue à la partie supérieure du bloc 18 et dans laquelle repose normalement la bille de verre 1. Sous effet des sets de fluide comprimé provenant des canaux 20, la bille 1 est alors soulevée et maintenue en lévitation au-dessus de la coupelle 21 sans aucun contact avec une partie métallique quelconque.Les rayons ultraviolets issus de la lampe 12 atteignant la bille de verre 1, permettent dans ces conditions d'éxciter la fluorescence uniquement représentative de la dose d'irradiation reçue, la mesure de l'intensité de celle-ci étant effectuée comme dans l'exemple de la Fig. 2, par deux ou un plus grand nombre de photomultiplicateurs tels que 14a et 14b, eux-mêmes reliés à un galvanomètre de mesure 16 convenablement gradué. On réalise ainsi un nouveau type de lecteur de verre dosimètre radio-photo luminescent, de conception très simple et dont les résultats de mesure sont parfaitement représentatifs de la dose reçue. Bien entendu, il va de soi que l'invention ne se limite pas aux seuls exemples de réalisation brièvement décrits et représentés ci-dessus ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. En particulier, toute autre méthode en elle-même connue pourrait être utilisée pour maintenir en lévitation le dosimètre au cours de la mesure du rayonnement fluorescent, ces méthodes pouvant notamment faire appel à des-moyens électriques, magnétiques ou autres. En outre, si pour les raisons exposées, les exemples décrits se rapportent plus spécialement à llutilisation d'une bille de verre sphérique, d'autres formes seraient aussi possibles, par exemple ovoïdes ou coniques. REVENDICATIONS 1. Appareil pour la lecture d'un verre dosimètre radio-photo luminescent, comportant une lampe à rayons ultraviolets et au moins un photomultiplicateur de mesure, caractérisé en ce qu'il comprend un support creux pour le dosimètre, un bâti portant la lampe à ultraviolets et muni d'un logement pour immobiliser le support en regard de la lampe, et un filtre placé devant le photomultiplicateur pour arrêter les rayons ultraviolets ayant traversé le support et réfléchis par le dosimètre. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dosimètre est constitué par une bille sphérique à surface externe polie. 3. Appareil selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le support creux enveloppe la bille et comporte une fenêtre latérale, la bille montée dans ce support étant immobilisée par un miroir réflecteur, tel que les rayons ultraviolets issus de la lampe et atteignant le miroir, soient renvoyés vers la bille, ces rayons étant orientés selon une direction sensiblement perpendiculaire au rayonnement de fluorescence émis par la bille à travers la fenêtre vers le photomultiplicateur. 4. Appareil selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la bille sphérique repose sur le support, l'appareil de lecture comportant plusieurs photomultiplicateurs rEgulière- ment répartis mais disposés obliquement par rapport à la direction des rayons ultraviolets issus de la lampe. 5. Appareil selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le support de la bille comporte au moins une canalisation radiale dirigée vers le centre de la bille et parcourue par un débit d'un fluide comprimé, apte à soulever la bille du support pour la maintenir en lévitation sur ia direction des rayons ultraviolets t 6. Appareil selon la revendication i, caractérisé en ce que le dosimètre présente une forme ovolde ou conique.