Un dosimètre de rayonnement est un appareil qui mesure l’ exposition aux rayonnements ionisants . Les dosimètres enregistrent généralement une dose , qui est l’énergie de rayonnement absorbée mesurée en gray (Gy) ou la dose équivalente mesurée en sieverts (Sv). Un dosimètre personnel est un dosimètre, qui est porté à la surface du corps par la personne surveillée, et il enregistre la dose de rayonnement reçue.
Les dosimètres disponibles dans le commerce vont des appareils passifs à faible coût qui stockent les informations de dose du personnel pour une lecture ultérieure, aux appareils plus chers fonctionnant sur batterie qui affichent la dose immédiate et le débit de dose (généralement un dosimètre personnel électronique ). La méthode de lecture, la plage de mesure de la dose, la taille, le poids et le prix sont des facteurs de sélection importants.
Il existe deux types de dosimètres:
- Dosimètres passifs . Les dosimètres passifs couramment utilisés sont le dosimètre thermo luminescent (TLD) et l’insigne de film. Un dosimètre passif produit un signal radio-induit, qui est stocké dans l’appareil. Le dosimètre est ensuite traité et la sortie est analysée.
- Dosimètres actifs . Pour obtenir une valeur en temps réel de votre exposition, vous pouvez utiliser à la place un dosimètre actif, généralement un dosimètre personnel électronique (EPD). Un dosimètre actif produit un signal radio-induit et affiche une lecture directe de la dose ou du débit de dose détecté en temps réel.
Les dosimètres passifs et actifs sont souvent utilisés ensemble pour se compléter. Pour estimer les doses efficaces, les dosimètres doivent être portés à une position du corps représentative de son exposition, généralement entre la taille et le cou, à l’avant du torse, face à la source radioactive. Les dosimètres sont généralement portés à l’extérieur des vêtements, autour de la poitrine ou du torse pour représenter la dose au «corps entier». Des dosimètres peuvent également être portés aux extrémités ou près de l’œil pour mesurer une dose équivalente à ces tissus.
Les dosimètres et détecteurs de rayonnement peuvent également être classés en fonction de leur fonction. Il faut noter que les appareils suivants ne sont pas des dosimètres nécessaires. Ces appareils sont utilisés pour la dosimétrie dans les centrales nucléaires :
- Dosimètres personnels. La dosimétrie personnelle est un élément clé de la dosimétrie des rayonnements. La dosimétrie personnelle est utilisée principalement (mais pas exclusivement) pour déterminer les doses aux personnes qui sont exposées aux rayonnements liés à leurs activités professionnelles. Ces doses sont généralement mesurées par des appareils appelés dosimètres personnels .
- Gamma Survey Mètres. Les appareils de mesure portatifs sont des détecteurs de rayonnement utilisés par les techniciens en radiologie pour mesurer le débit de dose ambiant. Ces instruments portables ont généralement des débitmètres. Dans les installations nucléaires, ces compteurs portatifs sont généralement utilisés par les techniciens en radioprotection.
- Compteurs de contamination. Les compteurs de contamination sont des instruments de mesure de la contamination de surface. Dans les installations nucléaires, des contrôleurs de contamination sont généralement installés à la sortie des zones contrôlées. Ces moniteurs peuvent utiliser des compteurs proportionnels avec un détecteur à fenêtre mince de grande surface similaire aux moniteurs à main et à chaussures.
- Moniteurs complets. Les moniteurs complets, ou moniteurs complets, sont des instruments de mesure de la contamination de surface. Ils sont utilisés pour la surveillance des sorties du personnel, qui est le terme utilisé en radioprotection pour vérifier la contamination externe (ou la contamination de surface ) d’un corps entier d’une personne quittant une zone contrôlée de contamination radioactive.
- Spectromètres gamma. Un spectromètre à rayons gamma (GRS) est un appareil sophistiqué pour mesurer la distribution d’énergie du rayonnement gamma. Pour la mesure des rayons gamma au-dessus de plusieurs centaines de keV, il existe deux catégories de détecteurs d’importance majeure, les scintillateurs inorganiques comme le NaI (Tl) et les détecteurs semi-conducteurs.
Il est très important que la plupart des dosimètres personnels utilisés aujourd’hui ne soient pas des instruments absolus, mais des instruments de référence. Cela signifie qu’ils doivent être périodiquement calibrés . Lorsqu’un dosimètre de référence est étalonné, un facteur d’étalonnage peut être déterminé. Ce facteur d’étalonnage relie la quantité d’exposition à la dose rapportée. La validité de l’étalonnage est démontrée en maintenant la traçabilité de la source utilisée pour étalonner le dosimètre. La traçabilité est obtenue par comparaison de la source avec un «étalon primaire» dans un centre d’étalonnage de référence. Dans le suivi des individus, les valeurs de ces grandeurs opérationnelles sont considérées comme une évaluation suffisamment précise de la dose efficaceet la dose cutanée, notamment, si leurs valeurs sont inférieures aux limites de protection .
Caractéristiques des dosimètres – Caractéristiques clés
Il existe de nombreux types de dosimètres et de détecteurs, et chaque type a ses limites. De nombreux facteurs influencent la qualité des résultats d’un dosimètre. Certaines considérations clés lors du choix d’un dosimètre comprennent:
- Type de rayonnement . Chaque type de rayonnement interagit avec la matière d’une manière différente . Cette considération est cruciale. Pour les doses de neutrons, nous ne pouvons pas utiliser un simple compteur GM.
- Énergie de rayonnement . La réponse d’un dosimètre variera en fonction de l’énergie du rayonnement et de l’angle ou des angles entre la source et le détecteur du dosimètre.
- Décoloration . Le signal d’un dosimètre peut être perdu ou s’estomper avec le temps. Cela peut être causé par des facteurs externes tels que la température, la lumière et l’humidité.
- Lecture directe . Parfois, il est de la plus haute importance que le dosimètre puisse donner une lecture continue de la dose cumulée et du débit de dose actuel, et peut avertir la personne qui le porte lorsqu’un débit de dose spécifié ou une dose cumulative est dépassé.
- Dose minimale mesurable . La dose la plus faible qui peut être mesurée avec un certain niveau de confiance spécifié.
- Robustesse et facilité de port . Les dosimètres diffèrent par leur capacité à résister à des conditions environnementales sévères. Certains sont lourds pour un usage donné, certains sont plus petits, plus légers et plus portables.
Comme on peut le voir, la dosimétrie des rayonnements est très difficile, car aucun dosimètre unique n’aura chacune de ces caractéristiques. Par conséquent, un utilisateur de dosimètre doit comprendre l’environnement dans lequel l’instrument sera utilisé. Dans la plupart des situations pratiques, les dosimètres fournissent des approximations raisonnables de l’équivalent de dose personnel, Hp (d), au moins à l’emplacement du dosimètre. Il faut noter que l’équivalent de dose personnel surestime généralement la dose efficace. En revanche, cette procédure n’est valable qu’à faibles doses et sous l’hypothèse d’une exposition uniforme de tout le corps . Cependant, pour des doses personnelles élevées approchant ou dépassant la limite de dose annuelle, ou dans des champs de rayonnement fortement inhomogènes, cette procédure peut ne pas être suffisante.
Voir aussi: Le rapport des dosimètres de rayonnement pour la réponse et la récupération du marché. Laboratoire national des technologies de la sécurité urbaine. SAVER-T-MSR-4. <disponible sur: https://www.dhs.gov/sites/default/files/publications/Radiation-Dosimeters-Response-Recovery-MSR_0616-508_0.pdf>.
Types de dosimètres
Dosimètres à badge de film
Les badges film sont de petits appareils portables pour surveiller la dose de rayonnement cumulée due aux rayonnements ionisants. Le principe de fonctionnement est similaire à celui des images radiographiques. Le badge se compose de deux parties: un film photographique et un support. Le film est contenu à l’intérieur d’un badge. Le morceau de film photographique qui est le matériau sensible et il doit être retiré tous les mois et développé. Plus il y a d’exposition aux radiations, plus le film noircit. Le noircissement du film est linéaire à la dose, et des doses jusqu’à environ 10 Gy peuvent être mesurées.
Voir aussi: Dosimètre à badge de film
TLD – Dosimètre thermoluminescent
Un dosimètre thermoluminescent, abrégé en TLD, est un dosimètre à rayonnement passif, qui mesure l’exposition aux rayonnements ionisants en mesurant l’intensité de la lumière visible émise par un cristal sensible dans le détecteur lorsque le cristal est chauffé. L’intensité de la lumière émise est mesurée par le lecteur TLD et dépend de l’exposition au rayonnement. Les dosimètres thermoluminescents ont été inventés en 1954 par le professeur Farrington Daniels de l’Université du Wisconsin-Madison. Les dosimètres TLD sont applicables aux situations où des informations en temps réel ne sont pas nécessaires, mais des enregistrements précis de surveillance des doses cumulées sont souhaités pour la comparaison avec les mesures sur le terrain ou pour évaluer le potentiel d’effets à long terme sur la santé.
Voir aussi: TLD – Dosimètre thermoluminescent
EPD – Dosimètre personnel électronique
Un dosimètre personnel électronique est un dosimètre moderne, qui peut donner une lecture continue de la dose cumulée et du débit de dose actuel , et peut avertir la personne qui le porte lorsqu’un débit de dose spécifié ou une dose cumulative est dépassé. Les EPD sont particulièrement utiles dans les zones à forte dose où le temps de séjour du porteur est limité en raison de contraintes de dose.
Le dosimètre personnel électronique, EPD, est capable d’afficher une lecture directe de la dose ou du débit de dose détecté en temps réel. Les dosimètres électroniques peuvent être utilisés comme dosimètre supplémentaire ainsi que comme dosimètre primaire. Les dosimètres passifs et les dosimètres personnels électroniques sont souvent utilisés ensemble pour se compléter.
Voir aussi: EPD – Dosimètre personnel électronique
Dosimètre MOSFET
Le dosimètre MOSFET est un petit appareil portable pour la surveillance et la lecture directe du débit de dose de rayonnement. Puisqu’il est basé sur le transistor MOSFET, le transistor à effet de champ métal-oxyde-semi-conducteur (MOSFET), le principe de fonctionnement est similaire à celui des détecteurs à semi-conducteur. Les dosimètres MOSFET sont maintenant utilisés comme dosimètres cliniques pour les faisceaux de rayonnement de radiothérapie. Leur principal avantage est leur taille physique, qui est inférieure à 4 mm 2 . En dosimétrie de radiothérapie, les dosimètres MOSFET remplacent souvent les dosimètres TLD, car ils offrent une lecture immédiate.
Voir aussi: Dosimètre MOSFET
Dosimètre à lecture automatique
Les dosimètres à lecture automatique sont des appareils lisibles sur le terrain portés sur le corps pour mesurer la dose accumulée. Ce sont des appareils non alimentés qui ne contiennent pas de batterie. Les appareils de ce groupe comprennent:
- Dosimètre en fibre de quartz. Un dosimètre à fibre de quartz, parfois appelé dosimètre de poche à indication automatique (SIPD), est un appareil de type stylo qui mesure la dose cumulée de rayonnement ionisant reçue par l’appareil, généralement sur une période de travail.
- Cartes photochimiques auto-développantes. La carte photochimique à développement automatique est un dosimètre d’urgence développant une couleur instantanée de la taille d’une carte de crédit. Il est conçu pour surveiller l’exposition lors d’un incident radiologique pour le triage des traitements médicaux et pour minimiser les inquiétudes et la panique.
Voir aussi: Dosimètre à lecture automatique
Dosimètre DIS
Le dosimètre à stockage d’ions directs, DIS, est un dosimètre électronique, à partir duquel les informations de dose pour Hp (10) et Hp (0,07) peuvent être obtenues instantanément sur le lieu de travail en utilisant un lecteur électronique. Le dosimètre DIS est basé sur la combinaison d’une chambre ionique et d’un élément de stockage de charge électronique non volatile. Le dosimètre DIS utilise une cellule de mémoire analogique à l’intérieur d’une petite chambre d’ionisation remplie de gaz . Le rayonnement incident provoque des ionisations dans la paroi de la chambre et dans le gaz, et la charge est stockée pour une lecture ultérieure. Le dosimètre DIS est lu sur le site de l’utilisateur via une connexion à un lecteur électronique.
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