Dosimétrie et radioprotection au RaMsEsmohammed.mesradi@ires.in2p3.fr, mathieu.trocme@ires.in2p3.fr

31/01/081 / 26

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

Dosimétrie et radioprotection au RaMsEsmohammed.mesradi@ires.in2p3.fr, mathieu.trocme@ires.in2p3.fr

31/01/082 / 26

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

Dosimétrie et radioprotection au RaMsEsmohammed.mesradi@ires.in2p3.fr, mathieu.trocme@ires.in2p3.fr

31/01/083 / 26

1. La radioactivité1. 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

Dosimétrie et radioprotection au RaMsEsmohammed.mesradi@ires.in2p3.fr, mathieu.trocme@ires.in2p3.fr

31/01/084 / 26

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

Dosimétrie et radioprotection au RaMsEsmohammed.mesradi@ires.in2p3.fr, mathieu.trocme@ires.in2p3.fr

31/01/085 / 26

1. La radioactivité

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

Dosimétrie et radioprotection au RaMsEsmohammed.mesradi@ires.in2p3.fr, mathieu.trocme@ires.in2p3.fr

31/01/086 / 26

1. La radioactivité

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)

Dosimétrie et radioprotection au RaMsEsmohammed.mesradi@ires.in2p3.fr, mathieu.trocme@ires.in2p3.fr

31/01/087 / 26

1. La radioactivité

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.

Dosimétrie et radioprotection au RaMsEsmohammed.mesradi@ires.in2p3.fr, mathieu.trocme@ires.in2p3.fr

31/01/088 / 26

2. Présentation de l’équipe1. 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

Dosimétrie et radioprotection au RaMsEsmohammed.mesradi@ires.in2p3.fr, mathieu.trocme@ires.in2p3.fr

31/01/089 / 26

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

Dosimétrie et radioprotection au RaMsEsmohammed.mesradi@ires.in2p3.fr, mathieu.trocme@ires.in2p3.fr

31/01/0810 / 26

3. Missions et activités du RaMsEs1. 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

Dosimétrie et radioprotection au RaMsEsmohammed.mesradi@ires.in2p3.fr, mathieu.trocme@ires.in2p3.fr

31/01/0811 / 26

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

Dosimétrie et radioprotection au RaMsEsmohammed.mesradi@ires.in2p3.fr, mathieu.trocme@ires.in2p3.fr

31/01/0812 / 26

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

Dosimétrie et radioprotection au RaMsEsmohammed.mesradi@ires.in2p3.fr, mathieu.trocme@ires.in2p3.fr

31/01/0813 / 26

3.3. Instruments de Radio Protection

Instruments de terrain pour la mesure d’exposition externe

Instruments de terrain pour la mesure de contamination surfacique

Dosimétrie et radioprotection au RaMsEsmohammed.mesradi@ires.in2p3.fr, mathieu.trocme@ires.in2p3.fr

31/01/0814 / 26

Spectrométrie γScintillation liquide

3.4. Instruments d’analyse

ICP-MSSpectroscopie α

Mesure du Radon

Comptage α/β

Dosimétrie et radioprotection au RaMsEsmohammed.mesradi@ires.in2p3.fr, mathieu.trocme@ires.in2p3.fr

31/01/0815 / 26

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

Dosimétrie et radioprotection au RaMsEsmohammed.mesradi@ires.in2p3.fr, mathieu.trocme@ires.in2p3.fr

31/01/0816 / 26

4. La R&D au RaMsEs1. 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

Dosimétrie et radioprotection au RaMsEsmohammed.mesradi@ires.in2p3.fr, mathieu.trocme@ires.in2p3.fr

31/01/0817 / 26

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

Dosimétrie et radioprotection au RaMsEsmohammed.mesradi@ires.in2p3.fr, mathieu.trocme@ires.in2p3.fr

31/01/0818 / 26

4.2. Dos. passive neutron par PN3neutron

Noyau d’hydrogène

Dose ∝ Densité de traces

Développement électro-chimiqueDéveloppement chimique

Dosimétrie et radioprotection au RaMsEsmohammed.mesradi@ires.in2p3.fr, mathieu.trocme@ires.in2p3.fr

31/01/0819 / 26

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)

Dosimétrie et radioprotection au RaMsEsmohammed.mesradi@ires.in2p3.fr, mathieu.trocme@ires.in2p3.fr

31/01/0820 / 26

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

Dosimétrie et radioprotection au RaMsEsmohammed.mesradi@ires.in2p3.fr, mathieu.trocme@ires.in2p3.fr

31/01/0821 / 26

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

Dosimétrie et radioprotection au RaMsEsmohammed.mesradi@ires.in2p3.fr, mathieu.trocme@ires.in2p3.fr

31/01/0822 / 26

• 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

Dosimétrie et radioprotection au RaMsEsmohammed.mesradi@ires.in2p3.fr, mathieu.trocme@ires.in2p3.fr

31/01/0823 / 26

• 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

Dosimétrie et radioprotection au RaMsEsmohammed.mesradi@ires.in2p3.fr, mathieu.trocme@ires.in2p3.fr

31/01/0824 / 26

5. Conclusion1. 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

Dosimétrie et radioprotection au RaMsEsmohammed.mesradi@ires.in2p3.fr, mathieu.trocme@ires.in2p3.fr

31/01/0825 / 26

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)

Dosimétrie et radioprotection au RaMsEsmohammed.mesradi@ires.in2p3.fr, mathieu.trocme@ires.in2p3.fr

31/01/0826 / 26

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