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Dosimétrie et radioprotection au [email protected], [email protected]

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IPHC, Institut Pluridisciplinaire Hubert CurienDRS, Département de Recherches Subatomiques

RaMsEs, Groupe Radioprotection et Mesures Environnementales

Dosimétrie et radioprotection au RaMsEs

Mohammed Reda Mesradi, Mathieu Trocmé

JDD IPHC 2008, Strasbourg31 Janvier 2008


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Sommaire1. La radioactivité…2. Présentation de l’équipe3. Missions & activités du RaMsEs

3.1. Dosimétrie3.2. Mesures environnementales et contrôles de radioprotection3.3. Instruments de radioprotection3.4. Instruments d’analyses3.5. Activités complémentaires

4. La R&D au RaMsEs4.1. Fluorescence X4.2. Dosimétrie passive neutron par PN34.3. Dosimétrie passive α, β, γ, n par photostimulables4.4. Capteurs CMOS4.5. Monitorage actif du radon4.6. Dosimétrie active neutron4.7. Et bien d’autres…

5. Conclusion


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1. La radioactivité1. La radioactivité…2. Présentation de l’équipe3. Missions & activités du RaMsEs



5. Conclusion


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1. La radioactivité

4 types de radioactivité- Radioactivité α

(force forte / force EM)

- Radioactivité n(force forte / force EM)

- Radioactivité β (e-/e+)

(force faible: p↔n) - Radioactivité γNombre de neutrons

(isotope)

Nom

bre

de p

roto

ns(é

lém

ent)

Carte des noyaux


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Radioactivité naturelle- Origine tellurique

(40K, 232Th, 238U 222Rn)

- Origine cosmique(14C, 3H)

2 modes d’exposition- externe- interne

α α α β β α1.6 ky 75 ky 0.25My 1.2 m 24 d 4.5 Gy

Activité en Becquerel


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Dose en Sievert

- nombre de rayonnements engendrés par désintégration, nature & énergie des rayonnements

- radiosensibilité de l’organe touché(temps de séjour dans l’organisme)

Evolutions constantes des recommendations

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

Gonade

s

Moëlle o

sseus

e roug

eColon

Poumon

Estomac

Vessie

Seins FoieŒ

soph

age

Thyroïde

Peau

Surface

s oss

euses

Reste de l

'orga

nisme

Cerveau

Reins

Glande

s saliv

aires

Tiss

ue W

eigh

ting

fact

or

CIPR 1977 CIPR 1990 CIPR 2007

α

n

γ, βp

CIPR 1990CIPR 1990CIPR 2007

Rad

iatio

n W

eigh

ting

fact

or

CIPR, Commission Internationale de Protection Radiologique (1928)


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La effets des rayonnements ionisants sont les mêmes qu’ils soient utilisés à des fins médicales ou militaires.

Il n’existe ni de bonne ni de mauvaise radioactivité.


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2. Présentation de l’équipe1. La radioactivité…2. Présentation de l’équipe3. Missions & activités du RaMsEs



5. Conclusion


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2. Présentation de l’équipe

Eric Schaeffer

Mohammed Mesradi

& Mathieu Trocmé

Marie-Anne Plage

Daniel Husson

AddilSellam

Thé-DucLê

ThierryFoehrenbacher

SouadeKoumini

StéphaneHigueret

EricBaussan

CatherineGalindo

SafiaKihel

OlivierCourson

DenisOster

Abdel-MjidNourreddine


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3. Missions et activités du RaMsEs1. La radioactivité…2. Présentation de l’équipe3. Missions & activités du RaMsEs



5. Conclusion


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Dosimétrie = Mesure de doseUtilisation de dosimètres (sensibles à différents rayonnements et différentes énergies)

1 200 dosimètres traités par mois (CNRS Alsace & ULP)

Nouvelle technologies- ‘Radio Photo Luminescence’ (RPL)- ‘Optically Stimulated Luminescence’ (OSL) - ‘Thermo Luminescent Dosimeter’ (TLD)

3.1. Dosimétrie

Source de Cobalt-60 (NF ISO 4037) Fantôme Eau ISO Chambre d’ionisation sphérique


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Recherches de déchets radioactifs dans les ordures ménagères

Contrôles règlementaires en laboratoires

3.2. Mes. Env. & contrôles RP

Identification de sources radioactives

Recherches de déchets radioactifs dans l’environnement


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3.3. Instruments de Radio Protection

Instruments de terrain pour la mesure d’exposition externe

Instruments de terrain pour la mesure de contamination surfacique


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Spectrométrie γScintillation liquide

3.4. Instruments d’analyse

ICP-MSSpectroscopie α

Mesure du Radon

Comptage α/β


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3.5. Activités complémentaires• Démarche Qualité (COFRAC ISO 17025, COmité FRançais d’ACcréditation)• Formation “Personne Compétente en RadioProtection”• Démantèlement de l’ancien réacteur (nucléaire) universitaire de Strasbourg• Participation à des campagnes internationales d’intercomparaison


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4. La R&D au RaMsEs1. La radioactivité…2. Présentation de l’équipe3. Missions & activités du RaMsEs



5. Conclusion


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4.1. Fluorescence X

Van De Graff2 MeV protons

Analyse environnementale quantitative

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

0 10 20 30 40 50 60

Energy [keV]

Intr

insi

c ef

ficie

ncy

TheoryPIXEXRFSourcesSources - MCNPSources - GEANT4


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4.2. Dos. passive neutron par PN3neutron

Noyau d’hydrogène

Dose ∝ Densité de traces

Développement électro-chimiqueDéveloppement chimique


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42 mm

31 mm

Dose ∝ Niveau de gris Cartographie de dose (flexible)

Effaçable + lecture rapide

IP = Imaging PlatesDétecteurs Photo-Stimulables

4.3. Dos. passive par IP (α,β,γ,n)


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4.4. Capteurs CMOS

• CMOS Active Pixel Sensor (APS): Pixel matrix

• CMOS Advantages− εMIP>99%, σxy<2 µm, RadTol technology,

fast readout (5 MHz/pix), room temperature operated, low consumption (5V), low cost (std industrial Si), portability

“MIMOSA 5”Minimum Ionizing CMOS APS

4 matrices, 106 pix, 3 cm2

(1 pix = 17x17 µm2)

2×512 pix17.4 mm

IPHC, 1999 HEP tracking


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4.5. Monitorage actif du radon

• Radon (α)– Mines, schools, public buildings– OMS 1987, Rn = first source of lung cancer

EU Patent ULP-CNRS 2004

Filtre (0.8 µm)

αRad

Air 2l.min-1


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• Neutron active dosimetry compulsory (CEI 1323, 1995) 60 000 workers in EU (nuclear+medical)

+ 50%

- 50%

4.6. Dosimétrie active neutron

Bragg Peak!

CMOStechno

• CMOS technology advantages– γ-transparency– High Efficiency– High Radiation tolerance

Res

pons

efu

nctio

n


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• Scintillation liquide portable• Mesure du Tritium dans le béton• Mesures de radioactivité bas bruit de fond (anti-Compton)• Spectrométrie neutron (télescope à protons de recul)• Calibrateur neutrons

4.7. Et bien d’autres


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5. Conclusion1. La radioactivité…2. Présentation de l’équipe3. Missions & activités du RaMsEs



5. Conclusion


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5. Conclusion

• Vous pouvez passer nous voir…

– Si vous avez besoin - d’un ICP-MS- de chaînes de mesures de radioactivité- d’instruments de radioprotection

– Si vous avez des questions sur- la radioactivité- la démarche qualité- les interactions rayonnement-matière- les codes de simulation Monte-Carlo (MCNPX, Geant4)


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Merci pour votre attention

Eric Schaeffer

Mohammed Mesradi

& Mathieu Trocmé

Marie-Anne Plage

Daniel Husson

AddilSellam

Thé-DucLê

ThierryFoehrenbacher

SouadeKoumini

StéphaneHigueret

EricBaussan

CatherineGalindo

SafiaKihel

OlivierCourson

DenisOster

Abdel-MjidNourreddine

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