Qu’est-ce qu’un dosimètre ?
Un dosimètre est un instrument de mesure qui mesure la quantité de rayonnement.
Les instruments de mesure des rayonnements sont appelés dosimètres, instruments de mesure des rayonnements, radiamètres, etc. Parmi ces instruments, le terme “dosimètres” fait référence à une large gamme d’instruments de mesure et comprend un grand nombre d’instruments dotés ou non d’une structure mécanique.
Par exemple, les instruments qui utilisent les changements induits par le rayonnement dans les matériaux (dosimètres en verre, dosimètres à thermoluminescence, dosimètres à photoluminescence) n’ont pas besoin de source d’énergie pour mesurer les rayonnements. En raison de leur légèreté, ils peuvent être portés par l’homme et utilisés pour la surveillance de routine des doses de rayonnement. Ces dosimètres portables sont appelés dosimètres personnels.
En revanche, les dosimètres à semi-conducteurs sont utilisés comme dosimètres personnels s’ils nécessitent une source d’énergie. En effet, ils peuvent être aussi petits qu’un thermomètre électronique.
Les instruments de mesure des rayonnements sont presque les mêmes que les dosimètres. Un radiamètre, en revanche, est un instrument destiné à déterminer (surveiller) les niveaux de rayonnement dans l’air ou à déterminer si une petite surface est contaminée par des rayonnements.
Utilisations des dosimètres
Les dosimètres sont utilisés pour mesurer l’exposition à long terme dans la vie quotidienne et lors du travail dans des zones où des rayonnements sont présents.
Un contrôle strict des rayonnements est exigé par la loi dans les établissements médicaux, les centres de recherche, les zones industrielles et autres sites où des rayonnements sont manipulés. Les installations médicales peuvent être exposées aux rayonnements lors de l’imagerie par rayons X et de l’imagerie par tomodensitométrie, tandis que les installations nucléaires peuvent être exposées aux rayonnements lors du fonctionnement des réacteurs nucléaires et de la manipulation de combustible nucléaire ou de matières radioactives.
En raison du danger que représente l’exposition aux rayonnements pour la santé, le port de dosimètres personnels est obligatoire pour les travailleurs sur site qui manipulent des rayonnements.
Principe des dosimètres
Un dosimètre est un instrument de mesure qui mesure la “dose” de rayonnement.
Cette “dose” a les indicateurs suivants :
- la dose absorbée (en Gy gris), qui décrit l’énergie gagnée par un matériau sous l’effet d’un rayonnement.
- la “dose effective” (en Sv sievert), qui décrit l’effet du rayonnement sur l’ensemble du corps d’un individu.
- Dose d’irradiation (en R- Roentgen), qui est la quantité totale de rayonnement reçue.
- L’équivalent de dose efficace (en Sv sievert), qui est utilisé dans le contrôle de routine des rayonnements comme alternative à la dose efficace, etc.
Les dosimètres mesurent directement le “nombre” de “rayons” de rayonnement. Afin d’évaluer les différentes doses mentionnées ci-dessus, les appareils sont conçus pour pouvoir distinguer les différents types de rayonnement. La mesure du nombre de lignes de rayonnement pour chaque type de rayonnement et la prise en compte des effets sur le corps humain en fonction du type permettent d’évaluer les effets globaux des rayonnements sur le corps humain.
La dose affichée par les dosimètres personnels est l’équivalent de dose efficace (unité Sv sievert). L’objectif étant d’évaluer les effets sur le corps humain, l’idéal est d’évaluer la dose efficace, mais il est difficile de la mesurer quotidiennement. C’est pourquoi l’équivalent de dose efficace est utilisé comme indicateur pratique.
Toutefois, comme l’exposition à de grandes quantités de rayonnement en peu de temps peut être dangereuse, il existe des Dosimètres qui peuvent également mesurer le débit d’équivalent de dose (en Sv/h), qui est l’équivalent de dose efficace par heure. Dans les établissements où des rayonnements sont utilisés, l’équivalent de dose efficace mesuré sert de base au calcul de la dose efficace reçue par le travailleur.
Types de dosimètres
Il existe différents types de rayonnements, dont les plus courants sont les neutrons, les rayons alpha, bêta, gamma et les rayons X. Chacun d’entre eux présente des caractéristiques et un degré d’effet différents. Chacun d’entre eux présente des caractéristiques et un degré d’effet différents sur le corps humain. Les dosimètres en verre, les dosimètres à thermoluminescence et les dosimètres à luminescence photo-stimulée sont capables de détecter les rayons β- et γ et les rayons X.
1. Dosimètres en verre
Les dosimètres en verre utilisent le phénomène de fluorescence produit lorsque du verre irradié est exposé à un rayonnement ultraviolet.
2. Dosimètres à thermoluminescence
Les dosimètres à thermoluminescence utilisent le phénomène de thermoluminescence dans les solides (c’est-à-dire le phénomène par lequel une substance, telle qu’un phosphore, émet de la lumière lorsqu’elle est chauffée après avoir été stimulée extérieurement par un rayonnement).
3. Dosimètres à luminescence photostimulée
Les dosimètres à luminescence photostimulée utilisent le phénomène de luminescence photostimulée (phénomène par lequel des électrons dans un état métastable absorbent l’énergie lumineuse et retournent à leur état fondamental après avoir été irradiés par un rayonnement).
4. Dosimètres à semi-conducteurs
Les dosimètres à semi-conducteur utilisent le fait qu’un courant électrique traverse un semi-conducteur lorsqu’un matériau est ionisé par un rayonnement.
Comment choisir un dosimètre ?
Le principe de base du choix d’un dosimètre est qu’il doit être adapté au type de rayonnement que vous souhaitez mesurer. Par exemple, il existe des dosimètres pour les rayons β et γ et des dosimètres dédiés aux rayons X, tandis que les produits pour les rayons X peuvent différer en fonction du niveau d’énergie.
1. Dosimètres en verre, dosimètres à thermoluminescence et dosimètres à luminescence photostimulée
Les trois produits susmentionnés conviennent au contrôle des rayonnements à long terme. En effet, la dose de rayonnement n’est pas déterminée sur place, mais seulement plus tard, lorsque le dosimètre est traité et que la dose de rayonnement accumulée est déterminée, par exemple en mesurant la luminescence. Cette propriété est appelée passive. De nos jours, cette mesure est généralement effectuée par des entreprises spécialisées.
Bien qu’elle présente l’inconvénient de ne pas pouvoir déterminer la dose de rayonnement sur place, elle est très sensible et convient au contrôle des rayonnements sur la base d’une dose cumulée sur un mois environ. Il est également pratique car le fournisseur peut enregistrer la dose de rayonnement.
2. Dosimètres à semi-conducteurs
Les dosimètres à semi-conducteurs conviennent lorsque vous souhaitez connaître la dose de rayonnement sur place, par exemple lorsque vous prévoyez d’être exposé à une grande quantité de rayonnement en peu de temps. En effet, la dose de rayonnement peut être déterminée en temps réel. Cette propriété est appelée type actif. Certains modèles peuvent également afficher l’équivalent de dose, c’est-à-dire la dose par heure, et certains modèles émettent un signal sonore lorsque l’équivalent de dose dépasse un certain niveau ; la disponibilité de ces fonctions doit donc également être prise en compte.
Toutefois, certains produits ne peuvent enregistrer qu’une petite quantité de données sur l’unité principale, auquel cas la méthode d’enregistrement des données de dose doit être prise en compte. Afin de surveiller les doses d’exposition à tout moment pendant le travail et de contrôler les rayonnements à long terme, les types actifs et passifs sont souvent utilisés conjointement.