FR 2775085 A1 19990820 FR 9813875 A 19981104 4g 2775085 PROCEDE POUR DETERMINATION DE LA DOSE D'UNE RADIATION IONISANTE ET CAPTEUR A FIBRE OPTIQUE (DES VARIANTES DE SA REALISATION) La présente invention se rapporte a l'optique des fibres et aux mesures des radiations nucléaires et des rayons X. L'on connaît dans l'antériorité un procèdé pour détermination de la dose d'une radiation ionisante, lequel procédé consiste a placer un conduit de lumière a fibre optique comprenant un noyau en verre de quartz dope d'une impureté de dopage sur le trajet d'une radiation ionisante, et\a mesurer les variations de l'absorption optique dans le conduit de lumière pour pouvoir juger sur la dose de la radiation ionisante, du phosphore étant utilisé en tant que ladite impureté de dopage (voyez, par exemple, H. Henschel, 0. Kohn, H.U. Schmidt "Optical fibres as radiation dosimeters", Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, vol. B69, pp. 307-314, 1992), ou bien ladite impureté de dopage étant représentée par du plomb (H. Harald, F.W. Haesing, E, Gerhard "Compensation of fading effects of radiation-indmced loss by multiple wavelengths measurements", Proc. SPIE, vol. 1795, pp. 296-302, 1993) ou bien par les terres rares (H. Henschel, O. Kohn, H.U. Schmidt, J. Kirchhof, S. Unger "Radiation-induced loss of rare earth-doped silica fibres", 4th European Conference on Radi- ations and their Effects on Devices and Systems, (RADECS'97), Cannes, 1619 Sept. 1997, Abstracts, pp. KIO-K13). Les impuretés de dopage engendrent dans le verre de quartz des centres colores de radiation a longue période. Le défaut de proceded'anteriorit& citée réside dans le fait que de tels centres colorés sont sujet a une décomposition thermique. Comme résultat, il y a des erreurs lors des mesures d'une dose, les indications d'un dosimetre dependent de la puis- sance de la dose d'une radiation ionisante et des variations de la température, et les indications sur une dose absorbée sont partiellement effdcées lorsque l'irradiation est cessée. Lorsque l'on effectue les mesures de longue durée de larges doses (D > 300 Gr)et lorsque les doses a mesurer ont de faibles puissances dues \a la décomposition thermique des centres color's, l'on observe l'effet de saturation d'absorption induite, ce qui rend impossible, en principe, la dosimitrie de larges doses aux faibles puissances d'une dose (H. Henschel, O. Kohn, H.U. Schmidt "Optical fibres as radiation dosimeters", Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, vol. B69, pp. 307-314, 1992). -2- L'on connait Jgalement dans l'antériorité un procédi pour détermination de La dose d'une radiation ionisante, lequel pro- céde s'approche de plus pres du procédé revendique et consiste a placer un conduit de lumiere"a fibre optique ayant un noyau en verre de quartz contenant une impurete de dopage sur le trajet d'une radiation ionisante, et a mesurer les variations de l'absorp- tion optique dans le conduit de lumiere \a fibre optique a au moins deux longueurs d'onde pour pouvoir juger sur la dose de la radia- tion ionisante (H. Harald, P.W. Haesing, E. Gerhard "Compensation of fading effects of radiation-induced loss by multiple wavelengths measurements", Proc. SPIE, vol. 1795, pp. 296-302, 1993). Dans le cas cite le conduit de lumiere etait dope avec du plomb. Le défaut de ce proced& d'antériorité réside dans le fait que, bien que la preoision de détermination d'une dose est supérieure 'a celle qui peut être atteinte si les mesures de l'absorption optiques ne sont effectuées qu'à une seule longueur d'onde, les indications du dosimetre, comme auparavant, dépendent de la puis- sance de la dose d'une radiation ionisante et des variations de la température, tandis que les indications sur la dose absorbee sont partiellement effaces lorqsue l'irradiation est cesse. En ce qui concerne le capteur revendique, l'on connait dans l'anteriorité un capteur a fibre optique d'une radiation ionisante qui s'approche de plus pres de l'invention revendiquée et qui comprend un conduit a fibre optique ayant un noyau en verre de quartz dope (H. Henschel, O. Kohn, H.U. Schmidt "Optical fibres as radiation dosimeters", Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, vol. B 69, pp. 307- 314, 1992). Le conduit de lumiere a fibre optique du capteur d'antériorite citee contient du phosphore en tant qu'impureté de dopage. Le deéfaut du capteur d'antériorité citee réide dans le fait que les centres colores induits par une radiation ionisante sont sujets a une décomposition thermique, d'ou proviennent des erreurs lors des mesures d'une dose, les indications du dosimetre dépendent de la puissance de la dose d'une radiation ionisante et des variations de la temperature, alors que les indications sur une dose absorbée sont partiellement effacéees des que l'irradiation est cessee. La présente invention a pout but de mettre au point un tel procde pour détermination de la dose d'une radiation ionisante qui permettrait d'améliorer la fiabilité des mesures, independem- -3- ment des conditions d'irradiation, en établissant une liaison explicite et non-équivoque entre les variations de l'absorption optique dans un conduit de lumière a fibre optique et la dose absorbé'e d'une radiation ionisante. Le problème technique ainsi formule"est résolu grâce au fait que dans le procéde en soi connu pour détermination de la dose d'une radiation ionisante, procedé consistant a placer un con- duit de lumière a fibre optique ayant un noyau en verre de quartz dope d'une impureté de dopage sur le trajet d'une radia- tion ionisante et\a mesurer les variations de l'absorption optique dans ledit conduit de lumièere a fibre optique a au moins deux longueurs d'onde pour pouvoir juger sur la dose de la radia- tion ionisante, conformément a la presente invention, l'om place sur le trajet de la radiation ionisante un conduit de lumi ere "à fibre optique contenant de l'azote et/ou de l'hydrogène en tant qu'impuretés de dopage, de manière que les concentrations en ladite impurete de dopage soient différentes l'une de 1' autre dans le noyau et l'enveloppe du conduit de lumière a fibre optique, les mesures des variations de l'absorption optique dans le conduit de lumière \a fibre optique étant effectuées dans les bandes d'absorption des radicaux OH et/ou NH. Il est utile que les concentrations moyennes en hydrogene, en tant qu'impureté'de dopage, dans le noyau et l'enveloppe diffrent l'une de l'autre par plus de 2 fois. Il est utile que la concentration moyenne en hydrogène, en tant qu'impuretéde dopage, dans le noyau et l'enveloppe soit supérieure a 5 ppm, c'est-a-dire au moins cinq atomes d'hydro- gene seraient présents par un milllion d'atomes constituant le reseau cristallin du verre. Il est utile egalement que l'on place sur le trajet d'une radistion ionrsante un conduit de lumière a fibre optique, 1' /. preI orme J ebauche duquel a ete fabriquée a partir d'un tube en quarts de support (de départ) ayant une teneur en radicaux OH égale a m \. au moins 100 pp, c'est-a-dire plus de cent radicaux OH seraient presents par million d'atomes constituant le réseau cristallin du verre. Il est preferable que l'on place sur le traJet d'une radiation ionisante un conduit de lumiere a fibre optique contenant, a titre supplémentaire, une enveloppe tampon interposee entre le noyau et l'enveloppe. -4- Il est utile que l'épaisseur de l'enveloppe tampon ne soit pas superieure a 10 mcm. Il est egalement utile que le noyau du conduit de lumière a fibre optique soit dope tant par l'azote que par l'hydrogène. Il est utile que l'on place sur le trajet d'Une radiation ionisante un conduit de lumièere a fibre optique dont le noyau ait une teneur totale en radicaux OH et NH supérieure a 10 ppm, ce qui signifie que plus de dix radicaux OH et NH, pris ensemble, seraient presents par million d'atomes constitu- ant le reseau cristallin du verre. Il est utile que les variations des pertes optiques dans le conduit de lumiere a fibre optique soient mesurees dans au moins deux bandes d'absorption des radicaux OH. Il est utile que les variations des pertes optiques dans le conduit de lumi'\re a fibre optique soient mesurées dans au moins deux bandes d'absorption des radicaux NH. Il est utile que les variations des pertes dans le conduit \.. de lumiere a fibre optique soient mesurées dans au moins deux bandes d'absorption, dont l'une représente une bande d'absorp- tion des radicaux NH, tandis que l'autre represente celle d' absorption des radicaux OH. Il est utile que les variations des pertes optiques dans le conduit de lumiere a fibre optique soient mesurees a des longu- eurs d'ondes comprises dans les gammes spectrales s'etendant de 1, 360 a 1,395 mcm, de 1,380a 1,430 mcm, de 1,475 a 1,510 mcm et/ou de 1,490 O 1,560 mcm. Il est utile que les variations des pertes optiques dans le conduit de lumière a fibre optique soient mesurées a au moins trois longueurs d'onde, dont une premiere est compise dans la gamme spectrale s'étendant de 1,420 a 1,470 mcm, une deuxieme- dans la gamme de 1,480 a 1,530 mcm, et une troisieme - dans la gamme de 1,540 a 1,600 mcm. Il est utile que les variations des pertes optiques dans le \ \.- \ conduit de lumiere a fibre optiques soient mesurees a au moins trois longueurs d'onde, dont une premiere est comprise dans la gamme spectrale s'étendant de 1,300 a 1,370 mcm, une deuxieme - dans la gamme de 1,360 a 1,410 mcm, et une troisième - dans la gamme de 1,410 a 1,460 mcm. ionisante Afin de déterminer la distribution spatiale d'une radiation il est utile que les variations de l'absorption optique dans le conduit de lumière a fibre optique soient mesurees par la méthode -5- la méthode de diffusion vers l'arriere. Le problme technique ainsi formule est aussi r4solu grâce au fait que le capteur en soi connu\a fibre optique destina mesurer une radiation ionisante et comprenant un conduit de lumière a fibre optique ayant un noyau en verre de quartz dope, selon la présente invention, contient, en tant qu'une impureté de dopage, de l'hydrogène dans une quantité de 1 a 1000 ppm. En particulier, dans le conduit de lumière a fibre optique seulement son noyau ou son enveloppe peut être dope. Le probleme technique formulé ci-dessus est aussi résolu grâce au fait que le capteur en soi connu a fibre optique des- tine a mesurer une radiation ionisante et comprenant un conduit de lumiere a fibre optique ayant un noyau en verre de quartz dope, selon la presente invention, contient, en tant que des impuretes de dopage, de l'azote dans une quantiti de 0,1 a 3% atomiques et de l'hydrogene dans une quantité de 10 a 200 ppm, tant l'azote que l'hydrogene servant a doper le noyau. En particulier, afin de déterminer la distribution spatiale d'une radiation ionisante, le conduit de lumière a fibre optique peut 4tre enroule en au moins une botte, de mani'ere que la lon- gueur du tronon du conduit de lumiere a fibre optique enroule en la botte peut être beaucoup moindre que la longueur totale du conduit de lumiere a fibre optique. Les inventions revendiquees sont entr'reliees par une concep- tion inventive commune et elles sont relatives a un procede pour determination de la dose d'une radiation ionisante et aux variantes de réalisation des deux dispositifs destinés a mettre en oeuvre le procede revendique. L'essence des inventions revendiquees réside dans le fait d' utilisation d'un phenomene physique, selon lequel l'hydrogène, lié des l'origine dans le conduit de lumi're a fibre optique, essentiellement sous forme des radicaux OH, devient mobile sous l'effet d'une radiation ionisante, c'est-a-dire la liaison de l'oxygene et d'hydrogène est rompue et les atomes d'hydrogène se diffusent (voyez, par exemple, A.L. Tomashuk, E.M. Dianov, K.M. Golant, R.R. Khrapko, D.E. Spinov "Performance of special radiationhardened optical fibres intended for use in the telecom spectral windows at a megagray level", 4th European Conference on Radiations and their Effects on Devices and Systems (RADECS'97), Cannes, 16-19 Sept. 1997, Abstracts, pp. K17-K18). Selon cet effet, -6- les atomes d'hydrogene passent du noyau dans l'enveloppe du conduit de lumière a fibre optique ou en sens inverse conformé- ment au gradient de concentration en hydrogène (l'effet de diffu- sion radiolytique de l'hydrogène) pour y 'tre de nouneau lies dans les radicaux OH. A la suite de cet effet, l'absorption dans le noyau du conduit de lumiere a fibre optique duea ces radicaux subit un changement. La présence des radicaux OH dans le noyau du conduit de lumiîre a fibre optique se manifeste par la preésence de plusieurs bandes d'absorption dans la région spectrale IR proche, ces bandes &tant dues aux variations des radicaux OH. Les pics (peaka) de ces bandes d'absorption se situent au voisinage de 0,95 mcm, 1,13 mcm, 1,24 mcm et 1,39 mcm (J. Stone "Interaction of hydrogen and deuterium with silica optical fibres: a review", J. Lightwave Technology, vol. 5, pp. 712-733, 1987). L'effet de diffusion radiolytique de l'hydrogène devient manifeste, si la distribution de l'hydrogene lie n'est pas uni- forme par la section du conduit de lumiere a fibre optique, par exemple, lorsque son enveloppe est fabriquée en un verre de quartz "humide" (une haute concentration en radicaux OH), alors que son noyau est fabriqué en un verre de quarts "sec" (la teneur en radicaux OH est portée au minimum). Lors de la proce6dure d' irradiation, les amplitudes des bandes d'absorption des radicaux OH augmentent dans le spectre des pertes eptiques totales. En mesurant l'amplitude ou la raideur du front de l'une des bandes d'absorption des radiacux OH, l'on determine la dose totale d' une radiation ionisante absorbée par le conduit de lumière a fibre optique. Si le noyau de ce dernier contient de l'azote (voyez E.M. Dianov, K.M. Golant, A.S. Kurkov, R.R. Khrapko, A.L. Tomashuk "Low-hydrogen silicon oxynitride optical fibres prepared by SPCVD", J. Lightwave Technol., vol. 13, No 7, pp. 1471-1474, 1995), alors, sous l'effet d'une radiation ionisante, l'on observe une autre manifestation de la mobilité de l'hydro- gene, a savoir: les radicaux OH, se trouvant eux aussi dans le verre constituant le noyau du conduit de lumi're, se transforment en radicaux NH ou vice versa en fonction des conditions op&ratoires utilisées pour la fabrication des ébauches (préformes) des con- duits de lumiere a fibre optique. Les bandes d'absorption des radicaux NH sont quelque peu décalées par rapport aux bandes res- pectives des radicaux OH et ont leurs pics (peaks) au voisinage -7- de 1, 03 mcm, de 1,17 mcm, de 1,28 mcm et de 1,50 mcm. A la suite de l'effet radiolytique de re-distribution des atomes d'hydro- gene entre les radicaux OH et NH, le rapport des amplitudes des bandes d'absorption des radicaux OH et NH est change. La plus grande sensibilite du capteur dosimJtrique a fibre optique est atteinte, lorsque les mesures de l'absorption sont effectuées dans les bandes d'absorption ayant la plus grande amplitude, notamment: dans une bande ayant un pic au voisinage de 1,39 mcm dans le cas des radicaux OH et un pic au voisinage de 1,50 mcm dans le cas des radicaux NH. Cependant, dans les cas ou les pertes optiques totales au voisinage de 1, 39 mcm ou de 1,50 mcm excedent le niveau admissible du systeme de mesure avec des larges doses d'irradiation du capteur a fibre optique, le meilleur résultat peut être atteint lors de l'utilisation d' autres bandes d'absorption des radicaux OH ou NH ayant une moindre amplitude. Le probleme technique formule ci-dessus peut être resolu grace \a l'irréversibilité des changements qui ont lieu dans le noyau \. \ et l'enveloppe du conduit de lumiere a fibre optique a la suite de la diffusion de l'hydrogène ou de sa re-distribution entre les radicaux OH et NH sous l'action d'une radiation ionisante. Etant donné que d'autres effets,tel que l'effet de décomposition thermique des centres coloréq sont absents, alors, par conséquent, les amplitudes des bandes d'absorption des radicaux OH et NH qui subissent des variations se trouvent liées d'une mani"re explicite et non-equivoque a la dose d'une radiation ionisante absorbée par le conduit de lumière a fibre optique, indépendemment de la puissance de la dose et d'autres conditions d'irradiation, ce qui garantit une stabilité a longue écheance des indications du dosimetre. Comme nos expeériments le font voir, la stabilité des indications du capteur dosimeétrique a fibre optique a lieu N même si la température est elevee jusqu'a au moins 200 C. Par surcroît, les conduits de lumiere a fibre optique dopes d' azote sont considérablement meilleur marche que les conduits de lumi're dops avec du phosphore, du plomb ou des terres rares. Dans ce qui suit, la présente invention est illustree par des dessins et par la description des variantes concrètes de sa mise en oeuvre, avec référence aux dessins correspondants, sur lesquels: La figure 1 représente un capteur a fibre optique d'une radia- tion ionisante, selon la présente invention; -8- La figure 2 représente un capteur ' fibre optique d'une radiation ionisante, pourvu, a titre supplémentaire, d'une enveloppe tampon, selon la presente invention; La figure 3 représente le profil de l'indice de réfraction du capteur \a fibre optique d'une radiation ionisante, représenté sur la figure 1, selon la presente invention; La figure 4 représente le profil de l'indice de réfraction du capteur a fibre optique d'une radiation ionisante, represente sur la figure 2, selon la présente invention; La figure 5 représente l'organigramme du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé des mesures par la méthode d"'echappee de lumidere", selon la presente invention; La figure 6 représente l'organigramme du dispositif pour la mise en oeuvre du procdeé des mesures par la méthode de diffusion vers l'arriere par l'utilisation d'un conduit a fibre optique enroule en une botte, selon la présente invention; La figure 7 repr&sente l'organigramme du dispositif pour la mise en oeuvre du procdé des mesures par la méthode de diffusion vers l'arriere en utilisant un conduit de lumiereh fibre optique tendu le long du peérimtre d'un territoire a controler, selon la presente invention; La figure 8 représente les resultats des mesures de la dose de la radiation gamma emise par une source 60Co a l'aide du capteur a fibre optique (la figure 4) par la méthode d"'chappee de lumière" (la figure 5) par l'utilisation des bandes d'absorp- tion des radicaux OH, selon la présente invention; La figure 9 représente les résultats des mesures de la dose de la radiation gamma emise par une source Co a l'aide du capteur a fibre optique (selon la figure 3) par la méthode d' "échappe de lumiere"(la figure 5) par l'utilisation des bandes d'absorption des radicaux NH, selon la preésente invention. Le capteur a fibre optique d'une radiation ionisante comprend un conduit de lumiure a fibre optique 1 (la figure 1) constitue d'une enveloppe 2 et d'un noyau 3. La figure 3 repré'sente le profil correspondant de l'indice de rCfraction. Selon une variante de réalisation alternative (la figure 2), le conduit de lumi're 1 a fibre optique comprend en outre une enve"oppe tampon 4. Le profil correspondant de l'indice de réfraction est montresur la figure 4. L'existence de cette enveloppe tampon supplementaire 4 ayant un indice de ré'fraction réduit, par exemple, une enveloppe -9- tampon en fluorosilicate, est nécessaire pour retenir la lumière dans le noyau. En particulier, la présence d'une telle enveloppe est né'cessaire, si l'enveloppe 2 est constituée par le matériau d'un tube en quartz de support, alors que le noyau en quartz ne contient pas suffisamment d'additifs de dopage susceptibles d'augmenter l'indice de réfraction. Une fois le capteur a fibre optique fabrique et avant qu'il soit installe pour les mesures dosimétriques, l'on détermine deux ou trois longueurs d'onde, auxquelles l'on a l'inten- tion d'effectuer les mesures des variations de l'amplitude ou de la raideur de front d'une telle ou telle bande d'absorption des radicaux OH ou NH. Dans ce but, en utilisant les méthodes en soi connues, l'on mesure les spectres des pertes optiques ca (,, D) dans le conduit de lumière à fibre optique des doses absorbées différentes de la radiation ionisante D. Si l'on a l'intention de travailler a deux longueurs d'omde, alors ces n À logueurs d'onde doivent etre placées le plus pres possible d'une de l'autre sur le front d'une bande d'absorption des radicaux OH ou NH (a titre d'exemple, 1 = 1,375 mcm etA 2 = 1,385 mcm dans le cas des radicaux OH et/1 = 1,480 mcm et/\2 = 1,490 mcm dans le cas des radicaux NH). Les resultats des mesures des pertes optiques l/ exemple, une lampe\a incandescence aux halogenes du type KGM- en combinaison avec des éléments optiques en soi connus pour introduire la lumière dans le conduit de lumiere 'a fibre optique (ces eléments ne sont pas représentes sur la figure 5), ainsi qu'un analyseur optique 6 du spectre. Ce dispositif est utilisé lorsqu'il est neécessaire de contrôler la dose d'une radiation ionisante a un seul point. Le dispositif en question fonctionne de la manière suivante: La botte 7 avec le conduit de lumiere a fibre optique 1 sont places a un point ou il est necessaire de controler la dose d'une radiation ionisante, tandis que les extrémités du conduit de lumiere a fibre optique 1 sont amenées a la source 5 de lumiere blanche et a l'analyseur optique 6 du spectre (la longueur du conduit de lumiere 1 dans la botte 7 doit excé'der par beaucoup de fois la longueur des extrémités d'amenee du conduit de lumi- ere 1 qui, elles aussi, subissent l'effet d'irradiation). Imm6- diatement apres l'installation du capteur a fibre optique (avant l'apparition d'une radiation ionisante), l'on mesure le spectre de transmission dans le conduit de lumière Éa fibre optique 1, par rapport auquel, lors du fonctionnement ultérieur du dosimetre, l'on calculera l'absorption induite par une radiation ionisante. Apres les mesures du spectre initial de transmission 0l (/, O), exprimé en decibells, le dosimetre est pret aux mesures de la dose d'une radiation ionisante possible. A cet effet, périodique- ment, a des moments de temps t, l'on mesure le spectre de trans- mission j3 (/, t) du conduit de lumire 1, a partir duquel, compte tenu du spectre initial de transmission, l'on détermine les parametres, a savoir: l'amplitude et/ou la raideur de front de la bande d'absorption des radicaux OH ou NH. Lorsque l'on -11- travaille a deux longueurs d'onde, l'on calcule l'amplitude ou la raideur de front A (t) de la bande choisie des radicaux OH ou NH selon la formule: /1 / / là/ u u ( 2 t/ X ( / > de/(3) Lorsqu'on travaille a trois longueurs d'onde, l'on calcule l'amplitude ou la raideur de front A (t) de la bande choisie des radicaux OH ou NH selon la formule: - 4 rd/42-TJ/S ' avbIJ(4) En se servant de la dependence d'étalonnage voyez les for- mules (I) et (2)) construite au préalable pour capteur a fibre optique donne et reliant l'amplitude ou la raideur d'une bande d'absorption des radicaux OH ou NH\a une dose absorbée, l'on détermine la dose d'une radiation ionisante. Au lieu des spectres de transmission, l'on peut mesurer direc- tement les spectres des pertes optiques Nuclear Science, vol. 43, No 3, Part 1, pp. 1057-106o, 1996). Dans ce cas les formules de calcul sont identiques aux formules (3) et (4): A4'2 (5):-- y), X As/Z-7/ -t 7g (6) Le dispositif pour effectuer les mesures par la méthode de diffusion vers l'arriere comprend un conduit de lumiere a fibre optique 1 (les figures 6 et 7) et un appareil 8 de diffusion vers l'arriere (par exemple, l'appareil AQ 7220 de la société ANDO) qui a été modifie par la technique en soi connue (voyez U. Hilbk, M. Burmeister, B. Hoen, Th. Hermes, J. Saniter, F.-J. Westphal "Select ive OTDR measurements at the central office of individual fibre links in a PON", Optical Fibre Communication Conference (OFC'97), 16-21 Feb. 1997, Dallas, USA, Technical Digest, Paper TuK3, p. 54, 1997) pour le travail a deux ou trois longueurs d'onde a priori déterminées. Dans ce mode de travail, le conduit de lumi're 1 a fibre optique est disposée le long du trajet, dans lequel la distribution d'une dose de radiation doit être mesurée. Dans le but d'augmenter la sensibilité du dosimetre, son conduit de lumièere 1 a fibre optique peut être enroulé en des bottes 7 disposées a certains points tout le long du trajet -12- (la figure 6). Dans ce cas, la dose est évaluée dans le choix discret des points spatiaux correspondant aux positions des bottes 7. Les dispositifs pour les mesures par la m'thode de diffusion vers l'arri're fonctionnent de la mani're suivante: Le principe des mesures des pertes optiques dans un conduit de lumiere par la méthode de diffusion vers l'arriere est en soi bien connu (voyez, par exemple, M.D. Rourke, S.M. Jensen, M.K. Barnoski "Fibre parameter studies with the OTDR", Fibre Optics: Advances in Research and Development (Proc. Conf. on Physics of Fibre Optics), Ed. by Bernard Bendow and Shashanka S. Mitra, Plenum Publishing Corporation, pp. 255-268, 1979). Immédiatement apres l'installation du conduit de lumière a fibre optique 1 et avant l'apparition d'une radiation ionisante, l'on mesure la distribution initiale des pertes optiques sur la longueur c trois longueurs d'onde choisies (le symbol "l" désigne le coor- donn6e sur la longueur du conduit de lumiere, dans laquelle la dose est mesurée). Lorsque l'on travaille a deux longueurs d'onde, l'on calcule l'amplitude ou la raideur du front /1 (1,O) d'une bande choisie des radicaux OH ou NH selon la formule: A As On/( Lorsque l'on travaille a trois longueurs d'onde, l'on cal- cule l'amplitude ou la raideur du front / (1, O) d'une bande choisie des radicaux OH ou NH selon la formule: L'indice "0" dans les formules (7) et (8) signifie que les mesures ont ete effectuées a un moment de temps t O. Une fois le conduit de lumière 1 installe, le spectre initial de transmission mesur6e et la valeur / (1, O) calculee, le dosi- metre est prat aux mesures de la dose d'une radiation ionisante possible. Dans ce but, avec une périodicité requise (a des moments de temps t), l'on effectue les mesures de la distribu- tion des pertes optiques sur la longueur du conduit de lumièere cd (1,Ài, t) a deux ou trois longueurs d'onde choisies. Lorsque l'on travaille 'a deux longueurs d'onde, l'on calcule l'amplitude ou la raideur du front / (1, t) d'une bande choisie des radi- caux OH ou NH selon la formule: (9) At - on e, o n ca lc He Lorsque l'on travaille a trois longueurs d'onde, l'on calcule -13- l'amplitude ou la raideur du front A (1, t) d'une bande choisie des radicaux OH ou NH selon la formule: L'on détermine les variations de l'amplitude ou de la raideur d'une bande choisie des radicaux OH ou NH 4/(l,t) - / (1,O) et, en se servant d'une dépendence d'étalonnage ainsi construite, l'on trouve la dose que correspond a ces variations. En utilisant le proced SPCVD a plasma chimique (E.M. Dianov, K.M. Golant, R.R. Khrapko, A.V. Koropov, A.S. Kurkov "Features of an erbium- and a fluorine-doped silica glass synthesis in the SPCVD technology of fibre preform fabrication", Advanced Materials in Optics, Electrooptics and Communication Technologies, Techna Srl, edited by P. Vincenzini, pp. 441-448, 1995), l'on a fabriqué une ébauche (préforme) d'un conduit en quartz a fibre optique 1. Cette ébauche avait une enveloppe extérieure 2 en verre de quartz non-dopé, constitue(par le matériau d'un tube en quartz de support, une enveloppe 4 déprimée en fluorosili- cate formée par déposition, et un noyau 3 formé par deposition d'un verre de quartz non-dopé (la figure 4). A partir de cette ébauche, l'on a fabrique par étirage un conduit de lumierea fibre optique 1 (dont le diam'etre a = 125 mcm) ayant un noyau 3 (dont le diam'etre b = 30 mcm) et une enveloppe 4 en fluoro- silicate (dont l'épaisseur c = 15 mcm), la différence des indices de réfraction du noyau et de l'enveloppe en fluorosili- cate étant égale a a n = 0,020. Lorsque l'enveloppe 4 en fluoro- silicate a l'epaisseur de l'ordre de c = 15 mcm, le conduit de lumiere a fibre optique 1 ne manifeste pas de pertes appreci- ables dues aux flexions, pas plus qu'il n'y a pas de pertes appréciables de lumi'ere dues "a l'effet de tunnelling\a travers l'enveloppe en fluorosilicate 4. Le nombre des radicaux OH d'ans l'enveloppe 2 et le noyau 3 du conduit de lumiere a fibre optique 1 etait égal a 130 et 0,05 ppm, respectivement. Ceci a éte atteint grace a l'utili- sation d'un tube de support (de départ) fabriqu en verre de quartz HERALUX-WG de la société HERAEUS. Le verre de quartz destine a la fabrication du noyau 3 a été syntheésdans des conditions de deficit d'oxygene, ce qui a permit d'assurer un séchage supplémentaire du verre grace aux associations des atomes d'hydrogèene et de chlore en molécules HCl. Ces derni'res, a leur tour, quittaient le tube de support en phase gazeuse, -14- ce qui minimisait la probabilité de penetration de l'hydrogene dans le verre. L'installation du capteur a fibre optique etait précedée par son étalonnage (calibrage), c'est-a-dire l'on mesurait la dpen- dence de l'amplitude des bandes d'absorption des radicaux OH en fonction d'une dose absorbée définie selon la formule (2) aux longueurs d'onde 1 = 1,360 mcm, A 2 = 1,391 mcm et 3 = = 1,420 mcm. L'on a établi que la de'pendence d'étalonnage est décrite par la loi linéaire suivante: ( / (D) - (/ (O)) / D = 0,82 x IO-6 dB/km/Gr (11) Pour certains conduits de lumière a fibre optique 1 la depen- dence / (D) peut, généralement parlant, dévier de la linéariteé. Dans ce cas, l'on enregistre en detail la courbe d'étalonnage dans toute la gamme requise de doses. Ce mode d'aborder le prob- leme permet dé preserver un accord explicite et non-equivoque entre une dose absorbie et l'amplitude des bandes d'absorption des radicaux OH qui ne dépend pas de la puissance d'une dose. La figure 8 montre le résultat des mesures de la dose de la radiation gamma émise par une source Co a l'aide d'un conduit de lumiere a fibre optique 1 par la méthode d"échappe de lumiere" (la figure 5). La longueur du conduit de lumiere a fibre optique 1 dans la botte 7 etait egale a 500 m. Par la méthode de "frac- ture" l'on a mesuré le spectre des pertes optiques initiales 9 avant l'irradiation (la figure 8). Apres une irradiation jusqu' a une dose de 2,55 MGr(Si), l'on a répete les mesures du spectre des pertes optiques (la courbe IO sur la figure 8). Par soustrac- tion l'on adermine la spectre d'absorption induite 11. A ce que l'on voit, \ coté de l'effet "utile" d'augmentation de l'ampli- tude de la bande d'absorption des radicaux OH ayant un centre au voisinage de 1,39 mcm, l'on observe un accroissement total des pertes optiques. Afin d'extraire un signal "utile" sur ce fond, l'on a calculé l'amplitude de la bande d'absorption des radicaux OH / (t) selon la formule (6) et, compte tenu de la dépendence d'étalonnage (2), l'on a obtenu D = 2,45 MGr(Si), la précision des mesures d'une dose étant 4%.exp Pour le contrôle dosimetrique par la méthode de "diffusion vers l'arriere" d'un trajet long de 20 m avec une résolution spatiale de 1 m et avec une dose maximale anticipée d'une radia- tion ionisante égale \a 2,5 MGr, l'on a utilisé un trongon long de 1, 02 km du conduit de lumière a fibre optique 1. A 20 points espaces a distances egales sur toute la longueur de perimetre, -15- le conduit de lumière a fibre optique 1 était enroule en bottes 7 (la figure 6), la longueur du tronçon du conduit de lumiere 1 dans chaque botte 7 gtant égale a 50 m. A ce que l'on voit sur la figure 8, l'affaiblissement (l'atténuation) du signal aux longueurs d'onde 2 1' 2 et A 3 a la dose maximale ne dépasse pas au-delà de la gamme dynamique de 36 dB du réflecto- metre AQ 7220 (sociëteANDO) ayant une résolution de 0,00I dB. Avec ce mode de mesures, la dose minimale enregistrable et la precision des mesures étaient 24 kGr, c'est-a-dire la précision des mesures d'une dose etait supérieure a celle des mesures par la mithode d"'chappee de lumière". Les rflectomtres AQ 7220 peuvent être conjugués avec une machine a calculer, ce qui permet d'organiser un calcul correctif automatique de la distribution des pertes optiques dans le con- duit de lumiere a fibre optique 1 et la distribution d'une dose absorbee sur sa longueur. L'on a utilise le procede SPCVD "a plasma chimique pour fabri- quer une ébauche (preforme) pour un conduit de lumière 1 a fibre optique ayant une enveloppe 2 en verre de quartz non-dope et un noyau 3 en verre de quartz dopé d'azote et ayant A n = 0,OI (la figure 3). Un tube en quartz de support (de depart) était fabrique en verre Heralux-WG et avait un diametre extérieur de mm et une épaisseur de paroi de 2 mm. A une temperature de 1300 C, l'on a alimenteJle tube de support d'un mélange gazeux dont la composition était SiC14 + 02 + N2 + NH3, a une pression totale de 1 mm Hg. Les deébits de ces réactifs étaient les suivants: IO cm 3/min pour NH3, 30 cm3/min pour N2, 120 cm3/min pour 02 et 34 cm /min pour SiCl4. Il a fallu 100 passes d'une colomne de plasma le long du tube de support pour former le noyau 3 par déposition, et dans ce but la puissance a hyperfrequence amenée au tube de support etait variée dans la gamme de 1 X'a 5 kWt. De cette mani'ere, l'on a fabriqué un conduit de lumière à fibre optique 1 avec les parametres suivants: a = 125 mcm et b = 30 mcm. Avant l'installation du capteur1â fibre optique, l'on effectu- ait son étalonnage, c'est-a-dire l'on mesurait la dépendence de l'amplitude de la bande d'absorption des radicaux NH en fonc- tion d'une dose absorbée déterminée selon la formule (2) aux longueurs d'onde 1 = 1,474 mcm, 2 = 1,503 mom eta3= 1,550 mom. L'on a établi que la dependence d'etalonnage est décrite par une loi linéaia.re: ( A (D) - (A (0)) / D = 5,3 x I0 dB/km/Gr (12) - 16- La figure 9 montre les resultats des mesures de la dose de la radiation gamme enise par une source 60Coa l'aide du conduit de lumiere 1 ainsi fabriquepar la méthode d'l;"echappee de lumire" (la figure 5). La longueur du conduit de lumiere a fibre optique 1 dans une botte 7 était égale a 10 m. Par la méthode de "fracture" l'on a mesure le spectre des pertes optiques initiales 12 avant le début de l'irradiation (la figure 9). Apres une irradiation jusqu'à une dose de 2,11 MGr(Si), l'on a répète les mesures du spectre des pertes optiques, et par soustraction l'on a construit le spectre d'absorption induite 13 (la figure 9). Il est evident qu'à côté de l'effet "utile" de diminution de l'amplitude de la bande d'absorption des radi- caux NH avec un centre au voisinage de 1,50 mcm, l'on observe un accroissement total des pertes optiques. Afin d'extraire un signal "utile" sur ce fond, l'on a calcule l'amplitude de la bande d'absorption des radicaux NH A (t) selon la formule (6) et, compte tenu de la dependence d'étalonnage (2), l'on a obtenu Dexp = 2,20 MGr(Si), la précision des mesures étant 4%. Dans le but de contrôler la stabilité thermique des indica- tions d'un dosimetre a fibre optique, l'on a elevé-la tempera- ture du conduit de lumièere a fibre optique 1 jusqu'à 200 C. Les mesures repe1ees de l'absorption induite 14 (la figure 9)ont O montreé que le maintien du conduit de lumière 1 a 200 C durant 2 heures ne conduit pas au changement des amplitudes des bandes d'absorption des radicaux OH et NH, bien qu'une décomposition thermique des centres colores ait lieu. Ces résultats confirment la haute stabilité thermique du capteur dosimetrique,a fibre optique selon la présente invention. Le conduit de lumierea fibre optique 1 a é-te-de nouveau soumis a une irradiation jusqu'à une dose totale de 5,27 MGr(Si), apres quoi l'on a mesuré l' absorption induite 15, 1 partir de laquelle selon les formules (2) et (6) l'on a détermine la dose Dexp = 5,16 MGr(Si), la precison des mesures de la dose étant 6égale a 2%. Pour le contrôle dosim&erique par la méthode de "diffusion vers l'arrière" d'un trajet long de 20 m avec une résolution spatiale de 1 m et avec une dose maximale anticipée d'une radia- tion ionisante egale\a 2,5 MGr(Si) environ, l'on a utiliséeun tronîon long de 20 m du conduit de lumière à fibre optique 1, le tronîon étant tendu tout le long du trajet (la figure 7). * A ce que l'on voit sur la figure 9, l'affaiblissement du signal -17- aux longueurs d'onde 1'112 et3 a la dose maximale ne depasse pas au-dela de la gamme dynamique 34 dB (dans la région spectra- le donnée) du reflectometre AQ 7220 (produit de la societe ANDO) avec une résolution de 0,00I dB. Dans ce mode des mesures, la dose minimale enregistrable et la précision des mesures sont égales a 19 kGr, c'est-a-dire la précision des mesures d'une dose est supérieure a celle des mesures par la méthode d' "echappee de lumière". Les riflectometres AQ 7220 peuvent être conjugués avec une machine.a calculer, ce qui permet de f-aire un calcul correctif automatique de la distribution des pertes optiques dans le con- duit de lumiere a fibre optique 1 et la distribution d'une dose absorbée sur sa longueur. La présente invention est applicable sur une échelle industri- elle dans la dosimétrie optique, en particulier, dans des capteurs a fibre optiques de radiations ionisantes permettant d'effectuer une dosimetrie de longue durée des pieces d'installations nucle- aires inaccessibles a l'homme, des lieux de décharge terrestre des déchets radio-actifs, etc. -18- R E V E N D I C A T I ONS 1. - Procédé pour détermination de la dose d'une radiation ionisante, lequel procédé consiste \a placer un conduit de lumi- èere a fibre optique (1) comprenant un noyau (3) en verre de quartz dopé d'une impureté de dopage sur le trajet d'une radia- tion ionisante, et a mesurer les variations des pertes optiques dans ledit conduit de lumièrea ibr e optique (I) a au moins deux longueurs d'onde pour pouvoir juger sur la dose de la radiation ionisante, c a r a c t e r i s en ce que l'on place sur le trajet de la radiation ionisante le conduit de lumi\re a fibre optique (I) contenant de l'azote et/ou de 1' hydrogene, en tant que ladite impureté de dopage, les concen- trations en impuretés de dopage dans le noyau (3) et dans son enveloppe (2) étant différentes; et en ce que les variations \ \ des pertes optiques dans ledit conduit de lumiere a fibre optique (I) sont mesurées dans les bandes d'absorption des radicaux OH et/ou NH. 2. - Procéde'selon la revendication 1, c a r a c t e r i s e en ce que les concentrations moyennes en hydrogene, en tant qu'impureté de dopage, dans le noyau (3) et l'enveloppe (2) diffèrent l'une de l'autre par plus de 2 fois. 3. - Procédé selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é en ce que la concentration moyenne en hydrogène, en tant qu' impureté de dopage, dans le noyau (3) ou l'enveloppe (2) est supérieure a 5 ppm. 4. - Procede selon la revendication 1, c a r a c t e r i s é en ce que l'on place sur le trajet d'une radiation ionisante un conduit de lumière a fibre optique (I) dont l'ébauche est fabriquee a partir d'un tube de quartz de support ayant une teneur en radicaux OH de plus de 100 ppm. 5. - Procedg selon la revendication 1, c a r a c t ée r i s e en ce que l'on place sur le trajet d'une radiation ionisante un conduit de lumière a fibre optique (I) qui comprend, \a titre supplémentaire, une enveloppe tampon (4) interposée entre le noyau (3) et l'enveloppe (2). 6. - Procedéselon la revendication 5, c a r a c t e r i s e en ce que l'épaisseur de l'enveloppe tampon (4) n'est pas supérieure a 10 mcm. 7. - Procédé selon la revendication 1, c a r a c t e r i s e -19- en ce que le noyau (3) dudit conduit de lumiere a fibre optique (I) est dope par l'azote et par l'hydrogène. 8. - Procédé selon la revendication 7, c a r a c t e r i s e en ce que l'on place sur le trajet d'une radiation ionisante un conduit de lumiere a fibre optique, dont le noyau (3) a une teneur totale en radicaux OHI et I-I superieure'a 10 ppm. 9. - Procèd6 selon la revendication 1, c a r a c t e r i s e en ce que les variations des pertes optiques dans le conduit de lumière a fibre optique (I) sont mesurées dans au moins deux bandes d'absorption des radicaux OH. 10. - Procéde selon la revendication 1, c a r a c t e r i s e en ce que les variations des pertes optiques dans le conduit de lumiere a fibre optique (I) sont mesurées dans au moins deux bandes d'absorption des radicaux NH. 11. - Procédé selon la revendication 1, c a r a c t e r i s e en ce que les variations des pertes optiques dans le conduit de lumièere a fibre optique (I) sont mesurées dans au moins deux bandes d'absorption, dont l'une est une bande d'absorption des radicaux NH, et l'autre - celle d'absorption des radicaux OH. 12. - Procede selon la revendication 1, c a r a c t e r i s e en ce que les variations des pertes optiques dans le conduit de lumière a fibre optique (I) sont mesurees a des longueurs d'onde comprises dans les gammes spectrales s'etendant de 1,360 a 1,395 mcm, de 1,380 "a 1,430 mcm, de 1,475 a 1,510 mcm et/ou de 1,490 a 1,560 mcm. 13. - Procede selon la revendication 1, c a r a c t e r i s e en ce que les variations des pertes optiques dans le conduit 4. de lumièere a fibre optique (I) sont mesurees a au moins trois longueurs d'onde, dont une premiere est comprise dans la région s'etendant de 1,420 a 1,470 mcm, une deuxième - dans la région s'étendant de 1,480 a 1,530 mcm, et une troisieme - dans la région s'étendant de 1,540 a 1,600 mcm. 14. - Procedi selon la revendication 1, c a r a c t e r i s e en ce que les variations des pertes optiques dans le conduit de lumière a fibre optique (I) sont mesurees a au moins trois longueurs d'onde, dont une première longueur d'onde est comprise dans la région s'étendant de 1,300 a 1,370 mcm, une deuxième- dans la region s'etendant de 1,360 a 1,410 mcm, et une troisième- dans la région s'étendant de 1,410 a 1,460 mcm. 15. - Procéde selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é -20- en ce que les variations des pertes optiques dans le conduit de lumière a fibre optique (I) sont mesurées par la methode de diffusion vers l'arrière. 16. - Capteur a fibre optique d'une radiation ionisante, comprenant un conduit de lumiere a fibre optique dope (I) ayant un noyau (3)en verre de quartz, c a r a c t e r i s e en ce qu'en tant qu'impureté de dopage, l'on utilise de l'hydrogène dans une quantité de 1 a 1000 ppm. 17. - Capteur selon la revendication 16, c a r a c t e r i s e en ce que le noyau (3) dudit conduit de lumièere a fibre optique (I) est dopé. 18. - Capteur selon la revendication 16, c a r a c t e r i s e en ce que l'enveloppe (2) dudit conduit de lumière a fibre optique (I) est dopée. 19. - Capteur selon la revendication 16, c a r a c t e r i s e en ce que ledit conduit de lumière\a fibre optique (I) est enroule en au moins une botte (7). 20.- Capteur selon la revendication 19, c a r a c t e r i s e en ce que la longueur du tronon dudit conduit de lumière a fibre optique (I) enroulé en la botte (7) est beaucoup moindre que la longueur totale dudit conduit de lumi'ère a fibre optique (I). 21. - Capteur a fibre optique d'une radiation ionisante, comprenant un conduit de lumirere a fibre optique dopé (I) ayant un noyau (3) en verre de quartz, c a r a c t Jr i s e en ce que l'on utilise, en tant qu'impuretés de dopage, de l'azote dans une quantité de 0,1 a 3% atomiques, et de l'hydroegène dans une quantité de IOa 200 ppm, ledit noyau (3) étant dopé tant par l'azote que par l'hydrogene. 22. - Capteur selon la revendication 21, c a r a c t e r i s en ce que ledit conduit de lumière a fibre optique (I) est enroule en au moins une botte (7). 23. - Capteur selon la revendication 21, c a r a c t e r i s e en ce que la longueur du tron on dudit conduit de lumière a fibre optique (I) enroulé en la botte (7) est beaucoup moindre que la longueur totale dudit conduit de lumi're a fibre optique (I).