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Réseau Becquerel pour la mesure de radioactivité

Dosimétrie individuelle des travailleurs

Accueil > > Domaines d’intervention > Dosimétrie individuelle des travailleurs (écrit par Nicolas Busser | mis à jour le 7 mars 2012)

En application de l’article R.4451-64 du Code du Travail, chaque classé en catégorie A ou B doit bénéficier d’un suivi radiologique aux cours de son exposition professionnelle. En cas d’exposition externe, le suivi de référence est assuré par une dosimétrie passive. La dosimétrie passive permet une mesure en temps différé de l’exposition externe à partir de dosimètres individuels passifs. Ce suivi dosimétrique est adapté aux risques d’exposition rencontrés au poste de travail et a pour objet de vérifier le respect des valeurs limites des doses efficaces et des doses équivalentes.

Laboratoires agréés et offre de service

Le Réseau Becquerel dispose de deux laboratoires agréés par l’Autorité de Sûreté Nucléaire pour la mise en place du suivi individuel dosimétrique. L’offre de service comprend : La fourniture des dosimètres sur site, le traitement et l’analyse des dosimètres, la restitution des résultats au médecin de prévention, la traçabilité des doses dans le registre national Siseri, ainsi que conseil et assistance technique.

Plateforme technique

La plateforme technique du réseau offre une sélection de dosimètres passifs adaptés en champs de rayonnements mixtes photons, bêta, et neutrons pour assurer la surveillance des travailleurs (poitrine, poignet, doigt), d’ambiances physiques ou de l’environnement.

Dosimètre radiophotoluminescent Détecteur solide de traces nucléaires Dosimètre thermoluminescent

Expertises en dosimétrie

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Fantômes plaque, colonne et rondin

Etude de poste

Dans le cadre de l’évaluation prévisionnelle des doses, le réseau peut apporter son expertise à l’analyse des postes de travail vis-à-vis du risque d’exposition aux rayonnements ionisants. L’évaluation de la dose au corps entier (estimation de la dose efficace) et de la dose aux extrémités (estimation de la dose équivalente) peut s’effectuer au moyen de dosimètres passifs placés sur fantôme ISO pour simuler la diffusion des rayonnements par le travailleur au poste de travail.

Cartographie sur site

Le réseau peut proposer des campagnes de mesures dans l’environnement au moyen de détecteurs thermoluminecents au Fluorure de Lithium 7 dopé en Mg, Cu et P pour établir une cartographie de site.

R & D en Dosimétrie

Le principal inconvénient des grandeurs de protection (dose équivalente, dose efficace, dose engagée et dose collective) est qu’elles ne sont pas directement mesurables. Dans ce contexte, l’ICRU (International Commission on Radiation Units and Measurements) (www.icru.org) a introduit le concept de grandeurs opérationnelles (mesurables à l’aide de détecteurs) ayant pour objectif d’estimer de façon "raisonnable" les grandeurs de protection. Pour satisfaire aux exigences de la réglementation, le réseau est engagé dans des thématiques R&D concernant la mise au point de nouvelles méthodes aussi bien en dosimétrie opérationnelle qu’en dosimétrie passive.

Dosimétrie opérationnelle

Le réseau se positionne comme un leader mondial dans la technologie des capteurs pixels actifs CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) pour la détection de particules chargées auprès des grands collisionneurs utilisés en physique des particules (au CERN et aux Etats-Unis). Un axe de développement a été initié depuis 2004 pour appliquer ces capteurs à la dosimétrie des particules alpha et neutrons pour en faire des dosimètres impulsionnels. Des capteurs MIMOSA ont été testés en milieu radioactif (Radon et descendants) à l’aide d’une chaîne d’acquisition conçue pour cette application. Le banc de test (1 kBq/m3) a conduit, à une valeur reproductible du coefficient de conversion (comptage de surface/activité volumique), valeur confirmée par simulation Monte Carlo. Avec la carte-support pour trois chips AlphaRad en parallèle, le comptage radon (sans circulation d’air ni collection électrostatique) a été réalisé sur des activités échelonnées entre 10 et 100 kBq/m3 auprès de l’installation calibrée « Baccara » au laboratoire LPMA (Physique et Métrologie des Aérosols) de l’IRSN à Saclay. Ces mesures comparées à d’autres techniques actives par chambre d’ionisation et passives par DSTN, par photostimulables et par électret, ont permis de tester la linéarité du système. Les résultats obtenus sont prometteurs et ont ouvert de nouvelles perspectives.
Actuellement cette activité s’articule autour de deux projets parallèles, le DOSIPIX-N pour la dosimétrie opérationnelle neutrons et un télescope à protons de recul dans la gamme 5-20 MeV pour les neutrons rapides, en collaboration avec l’IRSN (LMDN, Cadarache). Un premier prototype est déjà en fonctionnement à Cadarache, auprès de l’installation AMANDE. Le TPR-CMOS est réalisé sur la base de capteurs récupérés auprès de la collaboration STAR, puis amincis à 50 microns, l’ensemble étant disposé sur une carte d’acquisition rapide réalisée par au sein du réseau. Aux trois plans de pixels est adjointe une diode épaisse en coïncidence qui stoppe tous les protons de recul et mesure leur énergie résiduelle. Ce télescope particulièrement innovant présente une acceptance angulaire de 41°, ce qui assure une efficacité supérieure à d’autres instruments existants (PTB, INFN). La reconstruction du pic de neutrons à 14 MeV atteint d’ores et déjà les 5% requis pour une qualité métrologique.
Le projet DOXIPIX-N a été initié avec le premier circuit intégré en technologie AMS 0.6 dédié au comptage de particules alpha. Nos premiers résultats ont permis de dégager les paramètres quantitatifs de détection à l’aide d’un capteur CMOS classique (MIMOSA V) à lecture pixellisée, le capteur étant aminci à 10 microns du côté de la zone épitaxiée. Les simulations détaillées sous GEANT4 et MCNPX sont en parfait accord avec toutes nos mesures : sont ainsi démontrés une excellente efficacité aux neutrons rapides ainsi qu’aux thermiques, une sensibilité record qui se mesure en nSv, et, en exclusivité, une réjection gamma complète sans perte de signal neutron.

Dosimétrie passive

Pour la dosimétrie passive, le réseau est impliqué dans des programmes de R&D mettant en œuvre des différentes techniques allant des détecteurs visuels à l’étude des phénomènes de luminescence stimulés thermiquement et/ou optiquement. Dans ce cadre, un nouveau système basé sur l’utilisation des détecteurs photostimulables (BaFBr-Eu) a été développé. Des mesures expérimentales de la fonction de réponse, en dose et en énergie, des neutrons et des rayonnements  ont été réalisées et complétées par des calculs de modélisation Monte-Carlo par MCNP. Il ressort de cette étude que ce système peut être adapté à la dosimétrie passive des faibles et des fortes doses. Les résultats montrent un seuil de détection en équivalent de dose 20 µSv pour les neutrons rapides et de 1,5 µSv pour les rayonnements  d’énergie 1,2 MeV. Destinés à la dosimétrie passive personnelle, les dosimètres mis au point ont été irradiés en conditions réelles d’utilisation, sous faisceaux de neutrons rapides et thermiques, à différents angles sur un fantôme selon les normes ISO. Ces études ont également montré la possibilité d’utiliser pour la première fois ces détecteurs pour d’autres applications en dosimétrie, notamment pour la détection du signal radon dans l’environnement. Malgré leurs avantages (facilité d’utilisation, rapidité de lecture, numérisation de l’image, remise à zéro, absence de traitement chimique) par rapport aux d’autres détecteurs passifs tels que les solides de traces nucléaires ou les thermoluminescents, les détecteurs photostimulables présentent un inconvénient lié au fading. Nous avons élaboré des procédures pour la correction de ce fading pendant et après irradiation. La prochaine étape est la validation de ce système auprès d’installations de référence (PTB, IRMM). D’autres techniques de dosimétrie passives développées par les laboratoires sont mises en œuvre pour compléter cette étude, en particulier l’utilisation des détecteurs solide de traces nucléaire type PN3 ou CR39. Notre savoir faire dans ce domaine a été validé par la réussite du test d’intercomparaison organisé par l’IRSN en octobre 2010. Dans cette même thématique, une étude sur la dosimétrie des extrémités par TLD est en cours de réalisation dans le cadre d’un travail de thèse.
Actuellement, les mesures de dosimétrie passive se heurtent à des limitations techniques persistantes, que les capteurs à pixels actifs sont susceptibles de repousser considérablement. En particulier, la dosimétrie individuelle des neutrons constitue une des difficultés actuelles de la radioprotection des travailleurs. La dosimétrie dite active ou opérationnelle est devenue réglementaire en France ; les récentes valeurs seuils recommandées par la CIPR 103 rendent nécessaire la mise en place d’une nouvelle génération de dosimètres neutrons.

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