Brevet FR2844885A1 — publié le 20040326

SCINTILLATEUR POUR HAUTES TEMPERATURES CONTEXTE DE L'INVENTION 1. DOMAINE DE L'INVENTION: Cette invention porte généralement sur des systèmes détecteurs à scintillation et, plus particulièrement, sur un matériau à scintillation ayant une stabilité améliorée à des températures de fonctionnement 10 continment élevées. 2. EXAMEN DE LA TECHNIQUE APPARENTEE: Le rayonnement nucléaire est utilisé pour des analyses de trou de forage 15 et de puits, que l'on appelle généralement "diagraphie". Détecter et mesurer le rayonnement permet d'évaluer les propriétés d'une formation entourant le trou de forage et, par conséquent, sert pour localiser et extraire, par exemple, des gîtes minéraux radioactifs et du pétrole. Comme illustré dans le Brevet des Etats-Unis NI 5,293,410 publié le 8 mars 1994 au nom de Félix K. Chen et ai et cédé au même demandeur, des générateurs de neutrons à haute énergie sont particulièrement utiles dans des applications de diagraphie de puits. Dans de telles applications, la connaissance exacte des impulsions de neutrons qui irradient la formation environnante est un facteur important. Par exemple, il est souhaitable de mesurer avec exactitude la sortie de neutrons (par ex., le nombre de neutrons émis par le détecteur de neutrons). Comme décrit par Chen et ai, il est important d'assurer une sortie de générateur stable pour mettre en oeuvre avec succès des 10 générateurs de neutrons dans des applications de diagraphie. Les outils de diagraphie emploient typiquement des détecteurs de rayonnement pour aider au contrôle de la sortie de neutrons. Chen et ai et le Brevet des Etats-Unis NI 5,539,225, publié le 23 juillet 1996 au nom de 15 William A. Loomis et ai et cédé au même demandeur, décrivent des appareils de forage comprenant des détecteurs de neutrons. Par exemple, Loomis et ai décrivent un train de tiges ayant un générateur de neutrons, au moins un détecteur de neutrons (par ex., un détecteur à scintillation), 20 un photodétecteur couplé de façon optique au détecteur à scintillation et des systèmes électroniques supports. Ces composants coopèrent pour traiter le bombardement par neutrons du détecteur de telle sorte que des informations soient obtenues en ce qui concerne la sortie de neutrons du générateur. De telles informations sont fournies à des dispositifs de 25 contrôle pour aider à la génération stable de neutrons. Le Brevet des Etats-Unis NI 4,760,252, publié le 26 juillet au nom de Paul Albats et al et cédé au même demandeur, et le Brevet des Etats-Unis N0 4,972,082, publié le 20 novembre 1990 au nom de William A. Loomis et ai et cédé au même demandeur divulguent des applications à câble ayant des détecteurs de neutrons similaires. La figure 1 illustre un détecteur à scintillation traditionnel, montré généralement en 10. Le détecteur à scintillation 10 est composé de deux composants de base. Un matériau à scintillation 12 interagit efficacement avec un rayonnement incident (émis, par ex., par un générateur de neutrons). L'énergie incidente excite des matériaux fluorescents contenus dans le matériau à scintillation 12 de telle sorte que les matériaux fluorescents dégagent de la lumière (par ex., de la lumière de scintillation). Un deuxième composant est un détecteur de lumière tel qu'un photodétecteur 14 qui transforme la lumière de scintillation en un 10 signal électronique. Le signal électronique est traité par des systèmes, tel que décrit dans Loomis et aI, afin d'obtenir des informations ayant trait à la sortie de neutrons du générateur de neutrons. Dans un appareil de diagraphie traditionnel, le matériau à scintillation est 15 composé d'un plastique ou d'un polymère organique spécialement formulé. Les inventeurs ont noté que bon nombre de scintillateurs plastiques traditionnels n'exhibaient généralement pas de propriétés optiques et mécaniques acceptables lorsqu'ils étaient utilisés à des températures relativement élevées (au-delà de 75 OC et jusqu'à 175 OC par 20 exemple) rencontrées dans un trou de forage. En dépit de cette déficience perçue, la mise au point d'un scintillateur plastique pour la diagraphie de puits est préférée du fait que les scintillateurs plastiques sont particulièrement utiles pour détecter de façon sélective des neutrons rapides (par ex., des neutrons au-dessus d'une énergie d'environ 0,5 MeV) 25 qui sont produits depuis le générateur de neutrons basé sur un accélérateur dans des trains de tige et des sondes. Les outils de diagraphie de puits basés sur un accélérateur sont perçus comme étant un moyen très efficace et sr pour évaluer des propriétés de formations géologiques. Les inventeurs ont observé que ces propriétés étaient quantifiées de façon plus exacte lorsque le flux de neutrons rapides était mesuré durant le fonctionnement de l'outil. Les neutrons rapides sont détectés de façon sélective lorsque le neutron vient heurter un noyau d'atome d'hydrogène dans le scintillateur. Comme cela est généralement connu, le transfert d'impulsion est très efficace pour ce type de collision puisque les masses de neutron et de proton sont presque identiques. Un 5 proton de recul transfère son énergie à la matrice plastique hydrogénée au moyen de son champ électrostatique. La sensibilité à d'autres types de rayonnement nucléaire est moindre et ainsi, un rapport signal/bruit élevé est obtenu pour des neutrons rapides. Le Brevet des Etats-Unis N0 4,578,213, publié le 25 mars 1986, et le Brevet des Etats-Unis NI 4,713,198, publié le 15 décembre 1987, au nom de John J. Simonetti et qui sont également la propriété du même demandeur (les Brevets Simonetti), décrivent chacun un scintillateur plastique 15 pour hautes températures comportant un matériau thermoplastique en polyméthylpentène (PMP) contenant un additif fluorescent. Le scintillateur plastique est décrit comme conservant d'excellentes propriétés optiques pour la détection de neutrons à températures élevées, allant par ex. jusqu'à 200 OC. Les Brevets Simonetti décrivent le matériau thermoplastique PMP comme étant une amélioration par rapport à des plastiques thermodurcissables traditionnels tels que le polystyrène, le polyvinyl-toluène et divers polymères acryliques. Comme illustré par les Brevets Simonetti mentionnés ci-dessus, les matériaux scintillateurs plastiques sont disponibles dans le commerce depuis bien des années. Une comparaison de certains des matériaux scintillateurs et des propriétés observées est rapportée sous forme de tableau ci-dessous dans le Tableau 1. Tableau 1. Scintillateur Densité Point de fusion Rendement Emission Rapport (g/cc) / lumineux (nm) H/C ramollissement (% anthracène) (atomique) (Tg) 0C THERMOSCIN 0,835 230 18 420 2,20 BC-438 1,032 75 55 425 1,00 Le BC-438, scintillateur fabriqué par l'unité Bicron Business Unit de Saint5 Gobain Industrial Ceramics, Inc., Newbury, Ohio, Etats-Unis, emploie du polyvinyltoluène (PVT) comme matériau plastique hôte. L'on pense que le PVT est réticulé afin d'améliorer la résistance du matériau à la déformation au-dessus de la température ambiante. Toutefois, le polymère hôte a un point de fusion de seulement 75 OC environ et ne peut 10 pas résister à des températures de trou de forage. Par exemple, le Brevet des Etats-Unis NO 4,833,320 publié le 23 mai 1989 au nom de Charles R. Hurlbut décrit un élément à scintillation plastique d'un détecteur à scintillation qui se ramollit et se déforme à des températures de fonctionnement élevées (par ex., dans des applications de trou de forage). 15 Hurlbut décrit le renfermement du matériau à scintillation dans un godet de retenue en métal pour tenter de faire garder au matériau à scintillation sa forme originale durant un fonctionnement à haute température. Le cessionnaire de la présente invention a modifié du PMP, généralement 20 considéré par les spécialistes de la technique comme étant un polymère hôte pour températures élevées, afin de fournir des propriétés de scintillateur. Le PMP modifié est fabriqué sous l'appellation commerciale THERMOSCIN. Comme l'illustre le Tableau 1, le THERMOSCIN est résistant au chaud et a une teneur en hydrogène relativement élevée par 25 comparaison avec un matériau à scintillation traditionnel tel qu'illustré par l'échantillon BC-438 du Tableau 1. Toutefois, l'on remarque que le PMP modifié offre une faible efficacité de génération d'impulsions par scintillation. Une raison perçue pour expliquer le faible rendement lumineux est que le polymère hôte PMP n'a pas de système étendu de liaisons électroniques X (pi). Ce type de liaison carbone-carbone organique est agencé sous certaines formes moléculaires pour être hautement délocalisé. La délocalisation, ou caractère aromatique, est vue comme étant un facteur-clé pour la distribution d'énergie d'un emplacement dans un polymère à un autre. Les scintillateurs à base de PVT tels que, par exemple, les scintillateurs BC-438 susmentionnés, ont 10 ce caractère aromatique et en conséquence, font preuve d'un rendement lumineux élevé ou d'une forte efficacité de transfert d'énergie. Le Brevet des Etats-Unis NI 4,127,499, publié le 28 novembre 1978 au nom de Tseng J. Cheng et ai, décrit une composition de scintillateur en fine 15 pellicule formée à partir d'un processus de fabrication par dispersion de latex. La composition en fine pellicule comprend des concentrations en fluor décrites comme fournissant des capacités de comptage pour détecter des émissions de rayonnement aussi faibles que 0,01 MeV. Chen et ai décrivent en outre un mode de réalisation préféré o la composition 20 en fine pellicule est utilisée comme enrobage sur un support photographique (par ex., des supports verre, métal, film ou papier) ayant une couverture d'enrobage comprise entre 5 et 40 millilitres/100 cm2, et plus préférablement entre 10 et 30 ml/1 00 cm2. Un inconvénient perçu des matériaux à scintillation en fine pellicule de Chen et ai réside en ce qu'ils 25 ne conviennent pas pour un fonctionnement à haute température comme on peut en faire l'expérience dans des environnements de trou de forage. En conséquence, les inventeurs se sont rendu compte qu'il existait un besoin en polymères hôtes améliorés exhibant des propriétés stables à 30 des températures relativement élevées (par ex., au-delà d'au moins OC) tout en exhibant également une efficacité de génération d'impulsions par scintillation améliorée. OBJETS DE L'INVENTION: Par conséquent, cette invention a pour objet de fournir un polymère hôte à scintillation ayant des propriétés stables à des températures de fonctionnement relativement élevées (par ex., au moins 175 OC) et des propriétés optiques améliorées. Cette invention a pour autre objet de fournir un détecteur scintillateur amélioré destiné à être utilisé avec un générateur de neutrons dans des environnements de trou de forage. Des objets supplémentaires de cette invention ressortiront plus clairement après avoir pris en considération les dessins et la description qui s'ensuit. RESUME DE L'INVENTION: La présente invention fournit un matériau scintillateur ayant une bonne stabilité à des températures de fonctionnement continues d'au moins OC. La composition du matériau à scintillation est formulée en utilisant un copolymère spécifique. L'addition de certains colorants fluorescents aide à l'obtention d'un fonctionnement stable pour des environnements de 25 diagraphie de puits. Dans un mode de réalisation, le scintillateur est un détecteur de rayonnement nucléaire à robustesse élevée pratique ayant une sensibilité spécifique pour mesurer des neutrons rapides. Un moniteur de flux de neutrons rapides fournit des données en temps réel utiles lorsqu'il est utilisé conjointement avec un dispositif générateur de 30 neutrons de type accélérateur. Conformément à un aspect de la présente invention, des matériaux à scintillation améliorés possèdent, comme propriétés: de bonnes propriétés mécaniques à haute température (par ex., une température de transition vitreuse (Tg) d'environ 180 OC); un excellent rendement lumineux (par ex., efficacité de transfert d'énergie); une teneur en hydrogène élevée pour la détection de neutrons rapides; une bonne transparence optique; et un fonctionnement stable en température. Dans un mode de réalisation, le matériau à scintillation comprend un copolymère réticulé avec un agent aromatique afin de former un plastique 10 hôte ayant des propriétés d'un polymère thermodurci. Le plastique hôte contient un agent fluorescent primaire et un convertisseur de longueur d'onde. De préférence, le copolymère est composé d'un dérivé de styrène tel que du p-t-butylstyrène, par exemple, et de vinylbiphényle. Dans un mode de réalisation, un agent de réticulation aromatique est du divinylbenzène (DVB). De préférence, l'agent fluorescent primaire est du p-terphényle (PT) et le convertisseur de longueur d'onde est du 2,5bis(4biphénylyl)-1,3,4-oxadiazole (BBO). Dans un autre aspect de l'invention, un procédé destiné à la réalisation 20 d'un matériau à scintillation pour hautes températures est présenté. Le procédé comprend de fournir un polymère hôte formé d'un dérivé de styrène, de lier un composant à point de fusion plus élevé au polymère hôte pour former un copolymère, et de réticuler le copolymère en utilisant un composé aromatique. Dans un mode de réalisation, le procédé comprend en outre d'ajouter un colorant de transfert d'énergie au copolymère réticulé, et d'ajouter un colorant de convertisseur de longueur d'onde de telle sorte qu'une longueur d'onde d'émission du colorant de transfert d'énergie corresponde à une longueur d'onde d'absorption du colorant de convertisseur de longueur d'onde afin d'empêcher une perte de lumière par auto-absorption. De préférence, l'étape d'ajouter le convertisseur de longueur d'onde comprend de sélectionner un colorant de convertisseur de longueur d'onde ayant un spectre d'émission qui chevauche une réponse fluorescente d'un photodétecteur. Dans un mode de réalisation, le procédé comprend d'ajouter un colorant fluorescent au copolymère réticulé. Ce colorant fluorescent ayant un spectre d'émission qui chevauche une réponse fluorescente du photodétecteur. Dans un mode de réalisation, le procédé comprend, préalablement à 10 l'étape de liaison, de synthétiser et de purifier le composant à point de fusion plus élevé pour retirer substantiellement toutes les impuretés détectables, lesquelles pourraient affecter l'efficacité de fluorescence. Dans encore un autre aspect de la présente invention, un procédé est 15 présenté pour déterminer les caractéristiques d'une formation terrestre qui entoure un trou de forage en utilisant un outil tel que, par exemple, une sonde pour des applications à câble ou un train de tiges pour des applications de diagraphie en cours de forage. Le procédé comprend de fournir un générateur de neutrons dans l'outil pour irradier la formation 20 terrestre avec des neutrons à haute énergie, de fournir un détecteur scintillateur dans l'outil situé à proximité du générateur de neutrons pour détecter la sortie de neutrons du générateur de neutrons, et de contrôler le générateur de neutrons en réponse à la sortie de neutrons détectée. Dans encore un autre aspect de la présente invention, un train de tiges et une sonde qui ont le scintillateur plastique novateur sont divulgués. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS: Les traits énoncés ci-dessus ainsi que d'autres traits de l'invention ressortent plus clairement dans la description détaillée qui s'ensuit des modes de réalisation préférés lorsqu'elle est lue en conjonction avec les dessins joints, dans lesquels: la figure 1 illustre un détecteur à scintillation tel qu'on le connaît d'après la technique antérieure; les figures 2A à 2D illustrent le chauffage successif d'un cylindre de matériau à scintillation, formulé conformément à la présente invention, comprenant un copolymère réticulé avec un agent aromatique de la 10 température ambiante environ à 300 OC environ; la figure 3 dépeint des tracés de performance du matériau à scintillation avec et sans agent fluorescent p-terphényle; la figure 4 illustre un train de tiges de forage comprenant un détecteur scintillateur et un générateur de neutrons configurés et fonctionnant conformément à un mode de réalisation de la présente invention; et la figure 5 illustre une sonde comprenant un détecteur scintillateur et un 20 générateur de neutrons configurés et fonctionnant conformément à un autre mode de réalisation de la présente invention. DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES DE L'INVENTION: Dans un aspect de la présente invention, des améliorations ont été apportées dans des matériaux scintillateurs plastiques par modification de la formulation des matériaux en réponse à des observations faites concernant le comportement à haute température des matériaux. Par exemple, des formulations améliorées sont décrites qui correspondent à des observations faites quant à la pureté de composants scintillateurs eu il égard à l'efficacité de scintillateur, l'influence du colorant fluorescent sur la température de transition vitreuse (Tg) et le comportement et la stabilité de colorants et de formulations de matrice durant des conditions qui correspondent à des environnements d'exploitation de trou de forage. Un matériau scintillateur plastique amélioré fait preuve de bonne stabilité à des températures de fonctionnement continues d'au moins 175 OC. Le matériau scintillateur est formulé en utilisant un copolymère dérivé de styrène tel que, par exemple, un monomère de p-t-butylstyrène (PTS), que 10 l'on appelle aussi 4-1(t-butyl)-vinyl benzène, de NI CAS 1746-23-2 (un NI CAS est une désignation numérique donnée à un composé chimique spécifique par le Service des résumés analytiques de chimie). Le monomère forme un polymère avec une Tg légèrement inférieure à 150 C. Comme on l'a noté dans la Section "Contexte" de la présente divulgation, 15 des scintillateurs plastiques commerciaux à base de polymères de vinyltoluène ou de styrène ramollissent à environ 75 'C. Le Tableau 2 illustre des matériaux scintillateurs plastiques basés sur l'utilisation d'un polymère formé par PTS que l'on appelle généralement SUPERSCIN. SUPERSCIN a un caractère aromatique tel qu'il obtient un fort rendement 20 lumineux tout en fournissant également un rapport (par ex. un rapport atomique) hydrogène/carbone (H/C) supérieur à un (1) pour améliorer la réponse sélective pour des neutrons rapides. 2844885 12 Tableau 2. Scintillateur Densité Point de fusion / Rendement Emission Rapport H/C (g/cc) ramollissement lumineux (nm) (atomique) (Tg) 0C (% anthracène) DUROSCIN 0,949 180 65 408 1,2 HYPERSCIN 0,949 150 55 408 1,2 SUPERSCIN 0,949 130 65 408 1,33 Afin d'améliorer le caractère aromatique, la stabilité thermique et la rigidité du polymère PTS formé, les inventeurs ont ajouté un composé à point de fusion plus élevé tel que, par exemple, du 4-vinylbiphényle (VBP) de No CAS 2350-89-2. Le copolymère qui en résulte comprend deux groupes phényle et est très rigide. De surcroît, le copolymère PTS-VBP a un caractère aromatique amélioré par rapport à des formulations PMP 10 traditionnelles. Les inventeurs sont parvenus à des améliorations de performance plus avant en utilisant les propriétés du copolymère PTS-VBP comme point de départ. Les inventeurs ont réticulé le copolymère PTS-VBP avec un agent 15 de stabilisation aromatique tel que, par exemple, du divinylbenzène (DVB) de No CAS 1321-74-0, pour former ce qui est appelé ici DUROSCIN. Le DUROSCIN a une Tg accrue et une stabilité améliorée à hautes températures. En fait, le plastique qui en résulte est transformé d'un thermoplastique en un plastique thermodurcissable. Les polymères thermodurcis ont des liaisons covalentes qui lient les chaînes polymères en trois dimensions. Ces liaisons empêchent que les chaînes ne glissent les unes devant les autres, résultant en un module plus élevé et une résistance au fluage améliorée. Contrairement aux polymères thermoplastiques, l'on ne peut pas faire fondre des polymères thermodurcis (tels que DUROSCIN) et il est plus difficile de les dissoudre dans un solvant approprié. Le composant de réticulation préféré, DVB, fait plus de deux liaisons avec les autres composants, par ex. fait un matériau tridimensionnel. De surcroît, DUROSCIN a des propriétés optiques améliorées (par ex., une fluorescence améliorée). Conformément à la présente invention, des matériaux à scintillation formés en DUROSCIN ont des propriétés thermomécaniques améliorées et de bonnes caractéristiques optiques et de transfert d'énergie par comparaison avec des matériaux traditionnels tels que le matériau SUPERSCIN décrit cidessus. Les inventeurs ont noté que des applications à hautes températures pouvaient bénéficier grandement de l'utilisation de polymères qui ne fondent pas. Par exemple, les inventeurs ont successivement chauffé un cylindre du polymère PTS-VBP réticulé (par ex., DUROSCIN) de la température ambiante à 300 0C environ. Les résultats sont montrés sur les 15 figures 2A à 2D, o la figure 2A illustre un état initial d'un cylindre 50, la figure 2B illustre le cylindre 50 après une heure de chauffage à 250 0C, la figure 2C illustre le cylindre 50 après une heure de chauffage à 280 OC et la figure 2D illustre le cylindre 50 après une heure de chauffage à 300 0C. Comme ces figures le montrent, une décoloration du cylindre 50 20 attribuable à une très grande oxydation est visible lors des étapes successives de chauffage. Toutefois, le cylindre 50 a conservé sa géométrie cylindrique initiale. Il convient de noter que l'oxydation du cylindre 50 peut être évitée par un encapsulage approprié, comme les spécialistes de la technique le savent. 25 Des colorants fluorescents qui peuvent efficacement transformer un rayonnement incident en lumière sont typiquement ajoutés aux scintillateurs plastiques. En évaluant un certain nombre de différents matériaux luminescents organiques, les inventeurs ont découvert un scintillateur plastique plus efficace. Les inventeurs ont trouvé que le fait d'ajouter de petites quantités d'un colorant en soluté augmentait l'efficacité de luminescence d'un matériau à scintillation. Les inventeurs ont identifié une combinaison d'un colorant primaire et d'un colorant secondaire pour produire un scintillateur plus efficace. Généralement, le colorant primaire est appelé composé de transfert d'énergie et le colorant 5 secondaire sert de "convertisseur de longueur d'onde". Le convertisseur de longueur d'onde a la fonction d'absorber de l'énergie produite par le scintillateur primaire et de la rayonner à une longueur d'onde supérieure de manière à correspondre aux caractéristiques de réponse d'un photodétecteur. Le décalage dans le spectre d'émission est utile, par exemple, pour correspondre de plus près à la sensibilité spectrale d'un photodétecteur et/ou pour minimiser l'auto-absorption dans la masse du scintillateur plastique. Les inventeurs ont sélectionné deux colorants, un colorant primaire et un 15 colorant secondaire, de telle sorte que la longueur d'onde d'émission du colorant primaire corresponde à la longueur d'onde d'absorption du colorant secondaire afin d'éviter autant que possible la perte de lumière à l'intérieur du matériau plastique par auto-absorption. Dans un mode de réalisation, un colorant primaire est composé de p-terphényle (PT) de 20 N0 CAS 92-94-4, et un colorant secondaire est composé de 2,5bis(4biphénylyl)-1,3,4-oxadiazole (BBO) de N0 CAS 2043-06-3. Les inventeurs ont découvert que l'ajout de PT améliorait la Tg du matériau à scintillation. Les inventeurs ont également découvert que les composés de colorants avaient de nombreuses doubles liaisons, d'o beaucoup d'électrons-a et 25 de stabilité aromatique. Il convient de noter qu'un grand nombre de composés organiques sont des colorants adéquats. Par exemple, les Brevets Simonetti susmentionnés décrivent un certain nombre de composés organiques qui peuvent être combinés pour former des colorants adéquats. Un problème perçu avec les scintillateurs commerciaux est que l'on sait que les colorants migrent hors du scintillateur au fil du temps. Les inventeurs ont observé que le processus de migration était fortement accéléré à mesure que la température était augmentée. Un lien a été établi entre la migration des colorants fluorescents et la dégradation de la performance nucléaire. En conséquence, la présente invention comprend plusieurs avancements dans la sélection de colorants destinés à des matériaux à scintillation qui ont non seulement une stabilité améliorée en fonction du temps et de la température, mais également un effet bénéfique sur les propriétés thermiques du scintillateur. Comme décrit plus haut, au 10 moins deux composés de colorants différents sont utilisés d'ordinaire dans une formulation de scintillateur plastique (un colorant primaire et un colorant secondaire). Conformément à la présente invention, ces colorants sont ajoutés pour transformer efficacement l'énergie incidente de rayonnement incident en lumière. 15 Une formulation préférée d'un scintillateur DUROSCIN contient deux composants de colorants. Le colorant primaire est employé pour retirer de l'énergie directement du polymère hôte. Dans la formulation de scintillateur DUROSCIN, le colorant primaire (par ex., le PT) peut ne pas 20 être lié chimiquement au polymère hôte; toutefois il est très stable en soluté dans le polymère hôte (par ex., le PTS, VBP et DVB). De surcroît, le polymère hôte contient un composant (par ex., du VBP) qui fait partie intégrante du polymère hôte par liaison chimique. Le composant VBP fait à la fois office de colorant fluorescent et partie du polymère hôte. Un 25 colorant secondaire (par ex. du BBO) est ensuite ajouté en guise de convertisseur de longueur d'onde. Le colorant secondaire ou convertisseur de longueur d'onde est sélectionné de telle sorte que sa bande d'absorption optique chevauche le spectre d'émission optique du ou des colorants primaires. Les concentrations en colorants sont d'ordinaire diminuées dans l'ordre de colorant primaire et de colorant secondaire. Du fait que l'émission du scintillateur plastique est déterminée par la fluorescence du colorant de convertisseur de longueur d'onde, ce composé est sélectionné de manière à ce que son spectre d'émission chevauche fortement la réponse du photodétecteur. Par exemple, un composé ayant un spectre d'émission en fort chevauchement est un composé dont les propriétés nucléaires sont suffisantes pour identifier un signal de neutron par-dessus du bruit de fond. Dans un mode de réalisation, le scintillateur DUROSCIN est synthétisé en utilisant trois monomères réactifs. Le monomère en plus grande concentration est le PTS, comme on l'a déjà noté. Un composé à point de fusion plus élevé, par exemple du VBP, est aussi introduit en solide pur. De préférence, le VBP est synthétisé et purifié de manière à retirer toutes les impuretés fluorescentes détectables. Dans un mode de réalisation, la gamme de concentration en VBP est comprise entre environ 0 % et 15 environ 30 % en poids. Un agent de réticulation (par ex., du DVB)est également ajouté à une concentration d'entre environ 0 % et environ 50 % en poids. D'une manière générale, la pureté de chaque agent est importante. En 20 particulier, les inventeurs ont trouvé que la pureté de l'agent de réticulation devait être la plus grande possible. Les inventeurs se sont rendu compte qu'une plus grande efficacité de luminescence et de meilleures propriétés thermiques étaient obtenues lorsque le monomère et tous les composants de matrice étaient purifiés afin d'éliminer les impuretés. La purification est généralement effectuée par extraction des composants indésirables avant utilisation. Par exemple, l'oxygène est retiré avant la polymérisation. La purification est confirmée par spectroscopie par fluorescence excitée par des ultraviolets. Une pureté de DVB minimum d'environ quatre-vingt pour cent (80 %) est préférée. Une formulation préférée du polymère hôte DUROSCIN est décrite dans le Tableau 3. Tableau 3 Nom du composant Abréviation Gamme de composition Formulation préférée p-t-butylstyrène PTS Reste Reste 4vinylbiphényle VBP O % à 10 % 10 % divinylbenzène DVB 0 % à 50 % 20 % Une formulation préférée du matériau à scintillation DUROSCIN est décrite dans le Tableau 4. Tableau 4 Gammes de Formulation Composition Nom du composant Abrév. formulation préférée Polymère hôte p-t-butylstyrène PTS Reste Reste CAS: 1746-23-2 Polymère hôte 4-vinylbiphényle VBP 0 % à 30 % 10 % CAS: 2350-89-2 Polymère hôte diviny!benzène DVB 0 % à 50 % 20 % CAS: 1321-74-0 Colorant primaire p-terphényle PT 0 % à 5 % 2 % CAS: 92-94-4 Convertisseur de 2,5-bis(4-biphénylyl- BBO 0,001% à 1% 0,1 % longueur d'onde 1,3,4-oxadiazole) CAS: 2043-06-3 Dans un mode de réalisation, les inventeurs ont découvert qu'un matériau à scintillation ayant un volume d'au moins un millimètre (1 mm), et de préférence d'au moins quatre millimètres (4 mm), était efficace pour être 15 utilisé à l'intérieur d'un détecteur à scintillation employé dans des environnements de trou de forage. Dans un mode de réalisation, la polymérisation en masse permet la formulation de formes usinables ayant des dimensions d'environ un millimètre (1 mm) par côté d'un solide géométrique tridimensionnel. Les pièces formées peuvent être agencées en tant que pièces d'une plus grande structure. Bien que le Tableau 4 dépeigne un mode de réalisation d'une formulation DUROSCIN à deux colorants fluorescents (par ex., du PT et du BBO), il convient de noter que le champ de la présente invention couvre aussi une formulation DUROSCIN qui contient un colorant fluorescent ayant un spectre d'émission qui chevauche fortement la réponse du photodétecteur. Comme noté ci-dessus, un composé ayant un spectre d'émission en fort 10 chevauchement est un composé dont les propriétés nucléaires sont suffisantes pour identifier un signal de neutron par-dessus du bruit de fond (par ex., un rapport signal/bruit qui est détectable par-dessus du bruit). Processus exemplaire de préparation d'une composition de scintillateur: Un monomère PTS (tel que reçu) est inhibé avec un phénol encombré. Cet épurateur de radicaux libres est retiré en faisant passer le monomère dans un état liquide au travers d'une colonne d'alumine activée. De préférence, un premier volume par volume de monomère est recueilli et mis au rebut puisqu'il a été trouvé que ce matériau contenait des impuretés qui causent des interférences optiques avec la fonction de scintillateur. Un agent de réticulation (par ex., du DVB) est préparé de la même manière. Le VBP est un solide à température ambiante et est préparé afin d'éliminer toutes les impuretés nuisibles d'un point de vue optique. Il ne contient aucun inhibiteur et est maintenu à des températures basses jusqu'à l'utilisation. Après la purification, les composants réactifs sont tous examinés par fluorescence excitée par des ultraviolets. La présence de la fluorescence de monomère pur seulement 30 indique que le monomère est adéquat. Il est également possible d'accomplir la purification par distillation et sublimation sous vide, comme cela est connu de la technique. Après la préparation et l'analyse du monomère, celui-ci est versé directement dans des fioles de verre, lesquelles sont scrupuleusement 5 nettoyées au préalable. Dans un mode de réalisation, les fioles de verre sont déjà chargées d'un mélange de fluorophores, lesquels ont été soigneusement pesés. Dans un mode de réalisation, les colorants fluorescents consistent en un ou plusieurs des types de composés suivants: naphtalènes, anthracènes, p-terphényles, oxazoles, oxadiazoles, styrols, stilbènes et butadiènes substitués. D'autres fluorophores aromatiques ou organiques non saturés connus pour être utiles pour la production de scintillateurs plastiques peuvent également être employés. Des formulations préférées qui ont fait preuve de bons résultats sont: 2 % de 2(biphénylyl-5-phényl-1,3,4-oxadiazole (PBD) plus 0,1 % de 2,5bis(4biphénylyl-1,3,4-oxadiazole (BBO); ou 2 % de 2,5-diphényloxazole (PPO) plus 0,1 % de 1,4-bis(5-phényl-2-oxazolyl)benzène (POPOP). Une formulation préférée faisant montre des propriétés hautes températures 20 est 2 % de p-terphényle (PT) et 0,1 % de 2-(4-biphénylyl)- 6phénylbenzoxazole (PBBO). Dans un mode de réalisation, une alternative efficace au PBBO est du 2-(1-naphtyl)-5-phényloxazole (aNPO). Il convient de noter que les mélanges-formulations sont en pourcentage en poids de la teneur en monomère pour une fiole donnée. 25 Le mélange est ensuite dégazé sur un collecteur multiple sous vide en verre utilisant au moins deux cycles gel-dégel. Le retrait de tout l'oxygène dissous est important pour permettre à la polymérisation de se poursuivre de façon efficace. Ce dégazage est suivi d'un remplissage soigneux avec 30 du gaz inerte pur. L'on trouve que l'azote sec est adéquat à cette fin. La fiole est ensuite fermée de façon hermétique. La fiole fermée hermétiquement est placée dans une chambre chauffée, de préférence un bain d'huile, et la température est augmentée progressivement. La solution des colorants fluorescents est obtenue par chauffage et mélange alternés durant le chauffage initial. Un cycle de températures par étape sur une période d'environ deux semaines est ensuite effectué. Par exemple, les inventeurs ont découvert que le cycle de polymérisation thermique suivant donnait des résultats satisfaisants. 1. 20 heures à 80 OC; 2. 48 heures à 100 C; 3. 32 heures à 125 OC; 4. 24 heures à 132 0C; 5. 48 heures à 150 OC; 20 6. 72 heures à 175 OC; 7. 12 heures à 168 OC; 8. 12 heures à 150 C; 25 9. 12 heures à 145 CC; 10. 12 heures à 140 C; 11. 12 heures à 135 CC; 12. 12 heures à 130 C; 13. 12 heures à 125 C; 14. 24 heures à 120 C; et 15. 8 heures à 50 C. Le cycle comprend des températures allant jusqu'à 175 OC et un cycle de 10 six jours à 150 0C ou plus. Le cycle de températures est conçu pour induire une polymérisation thermique complète et sous contrôle. Cette polymérisation est indiquée par des augmentations spectaculaires de la viscosité des solutions. Le cycle de températures s'achève par un refroidissement lent jusqu'à température ambiante. Ce cycle de refroidissement étendu s'accompagne de la séparation du polymère des parois du conteneur en verre, à savoir le processus de refroidissement lent amène également des formes plastiques solides à se séparer du conteneur avec un endommagement minime (sans fissure ni craquelure). Comme décrit ci-dessus, l'on préfère généralement des formulations de scintillateur qui contiennent du PT. L'on a trouvé que des formulations contenant du PT comme colorant primaire exhibaient une Tg sensiblement plus élevée. Il a également été démontré que les combinaisons de colorants à base de PT avaient une stabilité nucléaire 25 supérieure sur de longues périodes de temps à température élevée. Par exemple, la figure 3 dépeint deux tracés d'un test de deux mille heures sur un matériau à scintillation à 175 0C. Comme on le voit, la figure 3 comprend un tracé de rendement lumineux pour un échantillon de scintillateur qui ne contient pas de PT, montré généralement en 300, et un 30 tracé de rendement lumineux d'un échantillon de scintillateur qui contient des formulations de colorants à PT, montré généralement en 350. Après un affaissement initial, montré généralement en 360, la dégradation permanente du matériau scintillateur comprenant du PT n'est comprise qu'entre environ cinq pour cent (5 %) et dix pour cent (10 %) sur la période de test de deux mille heures. Mise en oeuvre exemplaire de la présente invention: Comme la figure 4 le montre, une plate-forme et une tour de forage 400 sont positionnées pardessus un trou de forage 410 qui est formé dans la 10 terre par forage rotary, par exemple. Un train de tiges 420 est suspendu à l'intérieur du trou de forage 410 et comprend un trépan 430 à son extrémité inférieure. Comme cela est connu de la technique, le train de tiges 420 comprend une pluralité de sections telles que des sections de masse-tige 422 et 426 et des sections de collet de stabilisateur 424 et 428. 15 L'agencement de la pluralité de sections de masse-tige et de collet de stabilisateur étant adapté à des conditions de forage. Dans un mode de réalisation de la présente invention tel que dans une application de mesures en cours de forage, une ou plusieurs des sections 20 422 à 428 comprennent des organes destinés à prendre des mesures, traiter, mémoriser et communiquer des informations à des composants, montrés généralement en 440, à la surface terrestre. Des composants adéquats sont décrits dans le Brevet des Etats-Unis susmentionné au nom de William A. Loomis et ai et cédé au même demandeur (à savoir, le 25 Brevet des Etats-Unis NI 5,539,225). Les composants 440 coopèrent pour traiter les informations reçues des équipements de mesure dans le trou de forage afin d'aider au contrôle du trépan 430 et/ou d'un générateur de neutrons (tel que décrit ci-dessous). Conformément à la présente invention, au moins l'une des sections 422 et 428 (par ex., la section 422) comprend un générateur de neutrons 450 et un détecteur à scintillation 460 (comprenant la formulation de matériau à scintillation inventive) destiné à détecter la sortie de neutrons du générateur 450. Dans un mode de réalisation, le détecteur à scintillation est couplé à un dispositif de contrôle pour contrôler le générateur de neutrons en réponse à la sortie de neutrons détectée afin de fournir une génération stable de neutrons. Par exemple, le détecteur à scintillation peut être couplé à un bloc d'alimentation pour faire varier la tension et/ou le courant qui alimente le générateur de neutrons. La figure 5 illustre un outil de diagraphie de puits, montré généralement en 500, comprenant une sonde de fond 510 suspendue dans un trou de forage 512 par un câble armé 514. Le câble 514 raccorde la sonde de fond 510 à du matériel de surface, montré généralement en 520, lequel comprend un bloc électronique de surface 522 qui comporte, par exemple, 15 un ordinateur numérique monté sur camion ou sur patin et les périphériques qui lui sont associés et un enregistreur-traceur 524 destiné à effectuer un enregistrement visuel et/ou magnétique des paramètres mesurés en fonction de la profondeur dans le puits de forage, comme cela est connu de la technique. A cette fin, l'enregistreur/traceur 524 est couplé 20 de façon électrique ou mécanique à un réa 530 pour le suivi du câble, comme l'indique de façon schématique la ligne 526. La sonde 510 peut être un outil de paroi latérale et dès lors, un ressort en arc 540 ou autre dispositif de décentralisation est fourni pour pousser la 25 sonde 510 contre une paroi latérale 516 du trou de forage 512. Le trou de forage 512 est illustré comme étant un trou non tubé contenant, par exemple, un fluide 550 et ayant un cake de boue, montré généralement en 552, formé sur les parois du trou de forage 512. Il convient de noter que les outils susmentionnés (par ex., le train de tiges 420 et la sonde 510) 30 peuvent être utilisés dans des applications pour trou tubé et pour trou non tubé. La sonde 510 comprend un logement résistant à la pression et au chaud 560, lequel comprend, de préférence adjacent à son extrémité inférieure, un générateur de neutrons 562 et une section associée de contrôle et de bloc d'alimentation à haute tension 564. Des signaux destinés à contrôler le fonctionnement du générateur de neutrons 562 (tel que décrit cidessus) et de la section à haute tension 564 sont transmis à ces unités depuis une section programmeur de sonde 566, comme décrit de façon plus complète ci-après. Un ensemble de détecteurs, montré généralement en 570, mesure la chute de la population de neutrons épithermiques dans une formation terrestre, montrée généralement en 505, qui entoure le puits de forage 512. L'ensemble de détecteurs 570 est situé en face du générateur de neutrons 562, par ex. à substantiellement la même position longitudinale sur la 15 longueur de la sonde 510. Une telle proximité entre l'ensemble de détecteurs 570 et le générateur de neutrons 562 augmente de façon significative les statistiques de comptage de détecteurs par comparaison avec la pratique de la technique antérieure o les détecteurs étaient espacés du générateur de neutrons sur la longueur de la sonde. Aux fins 20 de la présente invention, le générateur de neutrons 562 et l'ensemble de détecteurs 570 sont de préférence situés à la même ou à approximativement la même position longitudinale dans la sonde 510; toutefois, il convient de noter que le champ de la présente invention couvre aussi le fait de séparer ces composants longitudinalement si on le 25 souhaite. En plus de l'ensemble de détecteurs 570, un moniteur de source de neutrons 568 est situé à proximité immédiate du générateur de neutrons 562, de manière à réagir principalement à des neutrons à haute énergie 30 incidents directement sur celui-ci depuis la source (par ex., le générateur 562) plutôt qu'à des neutrons diffusés à plus basse énergie ou des rayons gamma. Conformément à la présente invention, le moniteur de source de neutrons 568 comprend un scintillateur composé du matériau à scintillation inventif tel qu'il est divulgué en détail ci-dessus. Les impulsions de sortie produites par l'ensemble de détecteurs 570 et le moniteur de source 568 sont amenées à une section électronique 572 o elles sont amplifiées et numérisées pour être appliquées sur la section de télémesure 574 pour la transmission sur le câble 514 jusqu'au bloc électronique de surface 522. Il convient de noter que, bien que les figures 4 et 5 décrivent l'utilisation du matériau à scintillation inventif pour détecter des émissions de rayonnement provenant des générateurs de neutrons (par ex., les détecteurs 460 et 568 pour détecter les émissions des générateurs 460 et 562, respectivement), dans un mode de réalisation, les détecteurs détectent de façon sélective des neutrons rapides (par ex., des neutrons au-dessus d'une énergie d'environ 0,5 MeV) qui sont renvoyés de la formation entourant les trous de forage 410 et 512, respectivement. Les modes de réalisation des figures 4 et 5 sont fournis à des fins exemplaires et sont censés ne pas être limitatifs. L'homme de l'art saura reconnaître que d'autres configurations de train de tiges et de sonde pourraient être employées de façon adéquate. Tandis que l'invention a été montrée et décrite en particulier eu égard à 25 des modes de réalisation préférés de celle-ci, il sera entendu par les spécialistes de la technique que des changements dans la forme et les détails peuvent être faits sans se départir du champ et de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Un scintillateur comportant un copolymère réticulé avec un agent aromatique afin de former un polymère hôte qui a des propriétés d'un thermodurci, ledit polymère hôte contenant un agent fluorescent primaire et un convertisseur de longueur d'onde. 2. Le scintillateur tel qu'énoncé dans la revendication 1 10 dans lequel ledit copolymère est composé d'un dérivé de styrène et d'un composé à point de fusion plus élevé. 3. Le scintillateur tel qu'énoncé dans la revendication 2 15 dans lequel ledit dérivé de styrène est composé de pt-butylstyrène. 4. Le scintillateur tel qu'énoncé dans la revendication 2 dans lequel ledit composé à point de fusion plus élevé 20 est composé de 4-vinylbiphényle. 5. Le scintillateur tel qu'énoncé dans la revendication 4 dans lequel ledit 4-vinylbiphényle est substantiellement exempt d'impuretés fluorescentes. 25 6. Le scintillateur tel qu'énoncé dans la revendication 4 dans lequel ledit 4-vinylbiphényle est synthétisé et purifié. 7. Le scintillateur tel qu'énoncé dans la revendication 1 dans lequel ledit agent de réticulation aromatique est composé de divinylbenzène. 8. Le scintillateur tel qu'énoncé dans la revendication 1 dans lequel ledit agent de réticulation aromatique est composé de divinylbenzène ayant une pureté d'au moins 80 % environ. 9. Le scintillateur tel qu'énoncé dans la revendication 1 dans lequel ledit polymère hôte est composé d'entre environ 0 % et environ 30 % en poids de 410 vinylbiphényle, d'entre environ 0 % et environ 50 % en poids de divinylbenzène, le reste étant du p-tbutylstyrène. 10. Le scintillateur tel qu'énoncé dans la revendication 1 15 dans lequel ledit polymère hôte est composé d'environ % de p-t-butylstyrène, d'environ 10 % de 4vinylbiphényle et d'environ 20 % de divinylbenzène. 11. Le scintillateur tel qu'énoncé dans la revendication 1 20 dans lequel ledit agent fluorescent primaire est composé de p-terphényle. 12. Le scintillateur tel qu'énoncé dans la revendication 1 dans lequel ledit convertisseur de longueur d'onde est 25 composé de 2,5bis(4-biphénylyl)-1,3,4-oxadiazole. 13. Le scintillateur tel qu'énoncé dans la revendication 1 dans lequel ledit polymère hôte est composé d'entre environ 0 % et environ 30 % en poids de vinylbiphényle, d'entre environ 0 % et environ 50 % en poids de divinylbenzène, d'entre environ 0 % et environ 5 % en poids de pterphényle, d'entre environ 0,001 % et environ 1 % de 2,5-bis(4-biphénylyl)-l,3,4oxadiazole, le reste étant du p-t-butylstyrène. 14. Un procédé de réalisation d'un scintillateur, comportant: fournir un copolymère réticulé avec un agent aromatique afin de former un polymère hôte qui a des propriétés d'un thermodurci, ledit polymère hôte 10 contenant un agent fluorescent primaire et un convertisseur de longueur d'onde. 15. Le procédé de la revendication 14, comportant en outre: réaliser un matériau à scintillation pour hautes températures, comportant: fournir le polymère hôte formé d'un dérivé de 20 styrène; lier un composant à point de fusion plus élevé au polymère hôte pour former le copolymère; et effectuer une réticulation grâce à l'utilisation du composé aromatique sur le copolymère. 16. Le procédé de la revendication 15 comportant en outre ajouter un colorant de transfert d'énergie au copolymère réticulé; et ajouter un colorant de convertisseur de longueur d'onde de telle sorte qu'une longueur d'onde d'émission du colorant de transfert d'énergie corresponde à une longueur d'onde d'absorption du colorant de convertisseur de longueur d'onde afin d'empêcher une perte de lumière par auto-absorption. 17. Le procédé de la revendication 16 dans lequel l'étape d'ajouter le convertisseur de longueur d'onde comporte en outre de sélectionner un colorant de convertisseur de longueur d'onde ayant un spectre d'émission qui chevauche une réponse fluorescente du polymère hâte. 18. Le procédé de la revendication 15 comportant, préalablement à l'étape de liaison, de synthétiser et de purifier le composant à point de fusion plus élevé pour retirer substantiellement toutes les impuretés 20 détectables, lesquelles pourraient affecter les propriétés fluorescentes souhaitées. 19. Le scintillateur selon la revendication 1, constitué essentiellement, en poids, de: 4-vinylbiphényle à hauteur d'environ 30 %; divinylbenzène à hauteur d'environ 50 %; le reste étant du p-t-butylstyrène. 30 20. Le scintillateur selon la revendication 1, constitué essentiellement, en poids, de: 4-vinylbiphényle à hauteur d'environ 30 %; divinylbenzène à hauteur d'environ 50 %; p-terphényle à hauteur d'environ 5 %; 2,5-bis(4biphénylyl)-1,3,4-oxadiazole à hauteur d'environ 1%; le reste étant du p-t-butylstyrène. 21. Un appareil destiné à déterminer les caractéristiques d'une formation entourant un trou de forage, 15 comportant: une sonde à logement allongé, adaptée pour être descendue dans le trou de forage et déplacée à travers celui-ci; une source de neutrons; au moins un détecteur à scintillation destiné à mesurer la sortie de neutrons de ladite source de 25 neutrons, cedit détecteur à scintillation au moins ayant un scintillateur composé d'un copolymère réticulé avec un agent aromatique afin de former un polymère hôte ayant des propriétés d'un thermodurci, ledit polymère hôte contenant un agent fluorescent primaire et un convertisseur de longueur d'onde; et un moyen de traitement de signal couplé à cedit détecteur à scintillation au moins dans lequel cedit détecteur à scintillation au moins et ledit moyen de traitement de signal coopèrent pour 5 modérer ladite source de neutrons en réponse à ladite sortie de neutrons mesurée. 22. Un appareil destiné à déterminer les caractéristiques d'une formation entourant un trou de forage, 10 comportant: une masse-tige allongée sur un train de tiges; une source de neutrons au moins un détecteur à scintillation destiné à mesurer la sortie de neutrons de ladite source de neutrons, cedit détecteur à scintillation au moins ayant un scintillateur composé d'un copolymère réticulé avec un agent aromatique afin de former un polymère hôte ayant des propriétés d'un thermodurci, ledit polymère hôte contenant un agent fluorescent primaire et un convertisseur de longueur d'onde; et un moyen de traitement de signal couplé à cedit détecteur à scintillation au moins; dans lequel cedit détecteur à scintillation au moins et ledit moyen de traitement de signal coopèrent pour 30 modérer ladite source de neutrons en réponse à ladite sortie de neutrons mesurée.