APPAREILS DE RADIOPROTECTION ET MESURES

PLAN  Procèdures  Comment faire une mesure en radioprotection  Contaminamètre, débimètre, spectromètre  Compteur Geiger  Compteur proportionnel  Compteur neutron  Dosimètre  Anthropogammametre  Spectromètre gamma,alpha,beta

Source radioactive - activité (Bq) - énergie (eV ) On peut mesurer les doses de rayonnements ionisants, mais aussi il faut savoir les éviter ou s’en protéger Dose reçue plus forte en A qu’en B A :source nu B : source sous écran

EN RADIOPROTECTION LES MESURES MANQUENT DE PRECISION MAIS EN GENERAL ELLES SURESTIMENT LE DANGER  Etablir un programme de suivi de mesure dans les lieux de travail ;  Les appareils de mesures doivent être en nombre suffisant, y compris en cas d’indisponibilité des appareils pour réparation ou maintenance;  Les appareils doivent être adaptés aux mesures à réaliser et équipés de batteries efficaces et de rechange.  Les appareils de mesures doivent être calibrés par un organisme reconnu par le COMENA avant leur 1ère utilisation et à intervalles réguliers (une (01) année)  Le personnel doit être formé à leur utilisation. PROCEDURE DE MESURES EN RADIOPROTECTION

Les questions qu'il convient de se poser avant d'utiliser un instrument de mesure sont, entre autres, les suivantes:  Est-ce le bon instrument? Que s'agit-il de mesurer?  Piles ou secteur? L'alimentation de l'instrument est-elle correcte?  Étalonnage: l'instrument a-t-il été vérifié ou étalonné récemment?  Gamme de mesure: la gamme de mesure choisie convient-elle pour le niveau de rayonnement en cause?  Choix du type de réponse: si l'appareil comporte différents modes de réponse, le mode choisi correspond-il au type de rayonnement que l'on souhaite détecter?

 Utiliser le détecteur adéquat suivant type de radiations  Vérifier leurs états de fonctionnement (batterie)  Mettre sur la plus petite échelle  Évaluer débit de dose à bout de bras  Si signal saturé : changer d’échelle ATTENTION AUX UNITES! Leurs utilisation nécessitent une bonne compréhension des unités (rem, Sv, cps …)

COMMENT FAIRE UNE MESURE EN RADIOPROTECTION ? Qu’est ce que je veux mesurer ? Une dose, un débit de dose, une activité,un danger ? Quels sont les rayonnements qui vont être émis ? Alpha, bêta, X, gamma, neutrons, (Type de nucléide) En pratique: débitmètre, contaminamètre ou spectromètre …?

Contaminamètre…  Mesure de la contamination (présence et concentration de substances radioactives ou activité)  Info en coups par seconde  Becquerel - Nature du radioélément ? - Energie du rayonnement émis? - Rendement du contaminamètre pour cette E Compteur proportionnel Compteur G-M Scintillateur NaI

Détection des contaminations radioactives en  et 

Débitmètre…  Mesure de l’irradiation externe à proximité d’une source de rayonnements  tient compte de l’E du rayonnement et de son intensité  en µGy/h (µSv/h), mGy/h (mSv/h), mGy ou mSv. Dose absorbée dans les tissus (mSv): constat à posteriori Débit de dose absorbée (mSv/h): aspect prospectif (estimation de la dose susceptible d’être reçue) Chambre d’ionisation (Babyline, Harwell)Dosimètre Geiger-Muller compensé

Spectrométrie  à haute résolution

Spectromètre Identifie des éléments radioactifs par la mesure de l'énergie des rayonnements gamma émis, à l'opposé de la technique utilisant un compteur Geiger qui lui ne détecte que la présence de rayonnement gamma sans pouvoir fournir une information sur la nature de la source détectée.rayonnements gammacompteur Geiger

Mesure H* (10) Réponse de 60 keV à 1,3 MeV pas parfaitement linéaire Mesure jusqu'à 4 mètres Les compteurs Geiger-Müller plateau Tension (V)Nombre de coups/sec Longueur du plateau:  300 V Pente admissible: max 3 %

Energie keV Limites de mesure Allure de la courbe de réponse d’un Geiger-Müller compensé. En dehors de la validité en dessous de 60 keV et au-dessus de 1,3 MeV Réponse +30 % % Geiger-Müller compensé

Les compteurs proportionnels Compteur proportionnel Geiger Muller Chambre d'ionisation Particules chargées  ionisation directe Décharge ( I ) E 2 E 1 ( II )  – X neutrons  ionisation indirecte ( III )( IV )( V ) Voltage appliqué

Monitoring des mains et pieds, vêtements, contrôle d’objets et surfaces de travail Une utilisation des compteurs proportionnels

Compteur proportionnel au BF 3 pour la détection des neutrons Détection par réaction nucléaire provoquée dans la matière Production de particules secondaires pouvant être détectées BF 3 enrichi en 10 B (18.7% dans B naturel) BF 3 densité faible  faible probabilité d’interaction avec  Efficacité faible pour neutrons rapides 5 10 B n  3 7 Li He 2+ (  ) Ralentissement des neutrons avec une substance hydrogénée qui entoure le compteur Utilisation: mesures de radioprotection autour des réacteurs, des accélérateurs et des sources de neutron Le principe en est simple : les particules créées lors de la réaction du neutron avec le bore, ionisent un gaz, la réaction nucléaire se produisant au sein du gaz dans les cas des compteurs à BF 3. Les charges apparues sont alors séparées par un champ électrique et collectées sur l'anode et la cathode du détecteur.

Reste des questions :  Difficile de connaître, sur le terrain, l’énergie des neutrons (la neutronique, c’est un métier !) Faire une mesure sans spectre de référence (neutrons rapides, thermiques …) comporte un risque d’erreur

Whole-Body Counting NaI Systems HPGe-Based Systems

Reste des questions :  Mesure des débits de doseoui ! Mais la réglementation précise aussi Profondeur, peau, cristallin  Choix des appareils pour de plus faibles profondeurs  Choix des appareils pour de faibles débits dose.

La surveillance dosimétrique externe on a choisi des profondeurs de référence correspondant à l'épaisseur de tissus sous laquelle la valeur prise par la dose absorbée dans le tissu ou l'organe considérés est maximale. - profondeur 10 mm - cristallin 3 mm - peau 70  m Comment mesure-t-on la dose incorporée par irradiation externe? A l’aide du dosimètre(de poitrine, doigt ou poignet )

Gammamètre : Il mesure le débit de dose de rayonnement gamma. Il est le seul instrument qu’on devrait utiliser dans la zone chaude. Il devrait être placé dans un sac de plastique afin d’éviter la contamination. Le bruit de fond habituel est d’environ 0,25 μSv/h.

DOSIMETREPASSIF LES DOSIMETRES THERMOLUMINESCENTS TLD Le dosimètre thermoluminescent a la propriété d’émettre de la lumière à la suite d’une irradiation et ce, de façon proportionnelle à la dose reçue. Les dosimètres peuvent être utilisés soit sous forme de badge, soit sous forme de bague d’extrémité (le plus utilisé: LiF) 0,20 mGy 100 Gy 20 keV < E < 10 MeV REPONSE DIFFEREE

Le principe de base des dosimètres utilisés à l’U.L.B. est la thermoluminescence, c’est-à-dire la capacité d’un matériau d’émettre de la lumière lorsqu’il est chauffé, la quantité de lumière émise étant proportionnelle à la quantité de rayonnements ionisants reçus par ce matériau. Les matériaux thermoluminescents sont essentiellement des cristaux isolants dans lesquels on a introduit des impuretés chimiques (ou activateurs) En dosimétrie par thermoluminescence, l'énergie absorbée et emmagasinée dans le matériau détecteur est libérée par échauffement, ce qui se traduit par une émission de lumière, dont l'intensité est liée à la dose de rayonnement. L'information dosimétrique étant perdue au cours de la lecture, les détecteurs thermoluminescents ne peuvent habituellement être lus qu'une fois. Cependant, ils sont réutilisables.

Le badge est imposé à toute personne sujette à recevoir une dose efficace annuelle de plus de 2 mSv, les DTL n’ayant pas la sensibilité suffisante pour détecter des doses inférieures à 2 mSv. Pour être efficace, le dosimètre doit être porté continuellement pendant les heures de travail, au niveau de la poitrine ou de la taille s’il s’agit d’un badge. Si un équipement de protection est utilisé, le badge doit être porté sous l’équipement, le but étant d’enregistrer les doses reçues au corps. Quant au dosimètre d’extrémité (bague), il doit être orienté vers la source de radiation. Un dosimètre ne doit être porté que par une seule personne et doit être manipulé avec précaution. Hors des heures d’utilisation, il doit être entreposé à l’abri de toute source de rayonnement (ex. lumière du soleil).Ils se portent en dessous des protections individuelles que les opérateurs sont amenés à porter

-Portez votre dosimètre -Remettez-le régulièrement afin que nous puissions le lire et vous transmettre les résultats -Chaque dosimètre est nominatif, portez celui qui vous est attribué -Ce dosimètre est réutilisable, NE LE JETEZ PAS APRES USAGE ! Chaque dosimètre coûte  40 € ; chaque dosimètre perdu immobilise une paire, dont coût 80 € ! -La fenêtre noire est fragile, ne la percez pas. -Ce dosimètre est sensible aux U.V. : ne l’exposez pas au soleil,.... -N’essayez pas de l’ouvrir, vous le casseriez ! -Lorsque vous passez un examen isotopique ou radiologique en tant que patient, ne portez pas votre dosimètre Pourtoutproblèmeconcernantvotredosimètre, n’hésitezpas, contactez le Service de Contrôle Physique.

OSL, luminescence stimulée optiquement La luminescence est déclenchée par un flash lumineux - laser, diode électroluminescente – alors qu’elle est provoquée par chauffage dans le cas de la thermoluminescence. Rayonnements détectés:  E > 150 keV RX, R  E > 5 keV Le dosimètre est donc un appareil de mesure et non une protection.

OSL) (luminescence stimulée optiquement)

BABYLINE: couramment utilisée en radioprotection - Principalement utilisée pour la mesure de rayonnements X et  (peu sensibles) - Mesure de débits de dose (contrôle des appareils émetteurs de rayons X) 2 épaisseurs de paroi dans les chambres d’ionisation 7 mg/cm 2 : évaluation de la dose absorbée au niveau de la couche basale de l’épiderme  dose correspondant aux organes et tissus irradiés situés à une profondeur de 0,07 mm par les rayonnements fortement et faiblement pénétrants (dose peau) 300 mg/cm 2 : évaluation de la dose absorbée en profondeur  dose correspondant aux organes et tissus irradiés situés à une profondeur de 10 mm par les rayonnements les plus fortement et faiblement pénétrants (dose en profondeur)

Exemple : AT1123 Scintillateur plastique Anthracène ou stilbene Mesure H* (10) Gamme d’énergie : 15 keV - 10 MeV Réponse très rapide Les scintillateurs +20 % -20 %

Spectromètre alpha

Ce qu ’il ne faudrait pas faire ! Chercher l ’erreur

Précautions d’emploi pour tous les détecteurs  Mise en fonctionnement quelques minutes avant la mesure  Evaluation du bruit de fond (mesure en l’absence de toute radioactivité)  Attention aux chocs Attention aux fenêtres des compteurs !!!

SondeAppellation Type de compteur Rayonnements détectés Sensibilité aux autres rayonnements Mouvement propre alphaSASZn  -1 à 2 imp/min bêta faible énergie SBM Compteur Geiger-Müller  E  max > 50 keV Tous les autres 1 à 2 imp/s bêtaSBScintillateur plastique  E  max > 200 keV X et  1 à 2 imp/s XSXNaI mince (2mm) X et   (électrons) 10 à 20 imp/s gammaSG NaI épais (2 cm) E  > 200 keV - 20 à 40 imp/s Tableau récapitulatif pour l’utilisation pratique des sondes  NaI --> mesure γ  ZnS --> mesure α  scintillateurs plastiques : mesures β-γ  liquides : mesure β - faible énergie

Iln’yapasdebonsoudemauvaisdétecteurs, compteurs,… (au niveau professionnel bien entendu) Il est nécessaire de définirparfaitementcequel’on veutmesurer. terrain,cela Mêmesicesontdes desappareils appareilsde fragiles(et relativement chers) Touslesappareils contrôlésetêtre doiventêtrepériodiquement égalementfairel’objetd’une selonunevérification périodique de l’étalonnage périodicité définie dans la réglementation. Ce sera la garantie de vos mesures. reste CONCLUSION

Le référentiel de l’installation de réception prévoit que les colis ne peuvent être acceptés que si le DeD à 1m est inférieur ou égal à 0.1 mSv/h. En conformité avec ce référentiel, le colis a été refusé et renvoyé où les mesures de radioprotection d’arrivée ont été effectuées : Contact colis 0.8 mSv/h 1 m du colis 0.09 mSv/h, donnant un IT de 9 Appareil utilisé : Babyline 81 Qui détient la vérité ? Radionucléide cobalt 60 Réponse Les deux appareils donnent les valeurs selon leurs courbes de réponse. Il suffit de constater qu’il y a une sur estimation du débit de dose pour le Geiger-Müller compensé pour constater que l’on a en fait la même mesure.

 Lors du contrôle mensuel, on place la même source de Co-60 (donc pas de problème de détection d'aucun des appareils) au contact de chaque appareil et on note environ 5 µSv/h pour le 1er (compteur proportionnel) et environ 17 µSv/h pour le 2 e (GM compensé), soit 70 % d'écart.  Qui détient la vérité ? Radionucléide : cobalt60 Comparatif entre deux appareils Les deux appareils donnent les valeurs selon le volume de leur détecteur (homogénéité au niveau du volume de détection) et la distance à laquelle il se trouve par rapport au point en contact avec la source. On doit avoir, en fait, la même mesure.