Qu’est-ce que la dosimétrie dans les centrales nucléaires – Définition

La dosimétrie des rayonnements  est la mesure, le calcul et l’évaluation des doses absorbées et l’attribution de ces doses aux individus. Ce sont la science et la pratique qui tentent de relier quantitativement des mesures spécifiques prises dans un champ de rayonnement à des changements chimiques et / ou biologiques que le rayonnement produirait dans une cible. Puisqu’il existe deux types d’exposition aux rayonnements, l’exposition externe et l’exposition interne, la dosimétrie peut également être classée comme:

• Dosimétrie externe . L’exposition externe est un rayonnement provenant de l’extérieur de notre corps et interagissant avec nous. Dans ce cas, nous analysons principalement l’exposition aux  rayons gamma  et aux  particules bêta , car  les particules alpha , en général, ne constituent pas un risque d’exposition externe car les particules ne traversent généralement pas la peau. Étant donné que les photons et les bêta interagissent par le biais de forces électromagnétiques et que les neutrons interagissent par le biais des forces nucléaires, leurs méthodes de détection et de dosimétrie sont sensiblement différentes. La source de rayonnement peut être, par exemple, un équipement qui produit le rayonnement comme un conteneur avec des matières radioactives, ou comme une machine à rayons X. La dosimétrie externe est basée sur des mesures avec un  dosimètre, ou déduit de mesures effectuées par d’autres instruments de radioprotection.

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  Dosimétrie interne . Si la source de rayonnement est à l’  intérieur de notre corps , nous disons que c’est  une exposition interne . L’apport de matières radioactives peut se produire par diverses voies telles que l’ingestion de contamination radioactive dans les aliments ou les liquides. La protection contre l’exposition interne est plus compliquée. La plupart des radionucléides vous donneront beaucoup plus de dose de rayonnement s’ils peuvent pénétrer dans votre corps, qu’ils ne le feraient s’ils restaient à l’extérieur. L’évaluation de la dosimétrie interne repose sur une variété de techniques de surveillance, de bioessai ou d’imagerie par rayonnement.

Détecteurs utilisés dans les centrales nucléaires

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 radiations liées à leurs activités professionnelles. Ces doses sont généralement mesurées par des appareils appelés dosimètres personnels .
• Gamma Survey Meters. 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 installés généralement 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.
• Système de surveillance des radiations. Dans les installations nucléaires, des systèmes de surveillance à distance du rayonnement (RMS) sont installés pour surveiller les niveaux de rayonnement à certains emplacements de la centrale. Le système de surveillance des rayonnements avec des niveaux d’alarme prédéfinis (par exemple pour la dose, le débit de dose ou l’activité aéroportée) fournit un moyen fiable de surveillance en temps réel des conditions radiologiques auxquelles un travailleur est exposé. Si ces niveaux sont dépassés, des alarmes sont activées et, dans certains cas, des fonctions de protection automatiques sont déclenchées. Ainsi, le système sert à:
  • Avertir de tout risque radiologique pour la santé
  • Donner une alerte précoce d’un dysfonctionnement de l’usine
  • Lancer des fonctions de protection automatiques.

• Toutes les données sont collectées dans une salle de contrôle de radioprotection. Le système de surveillance des rayonnements peut recueillir toutes les informations sur les conditions radiologiques dans diverses zones de travail, ainsi que des informations vocales et visuelles, avec une présence minimale de techniciens RP dans les zones de rayonnement, réduisant ainsi la dose à ce personnel. Plusieurs types de moniteurs de rayonnement sont utilisés dans le RMS, selon la source et la force de la source de rayonnement.
  • Moniteurs de contamination aéroportés
  • Moniteurs de zone
  • Moniteurs d’iode
  • Moniteurs de gaz à évent

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