La dosimétrie passive enFrance

Petite et grande histoire

Anecdotes

Réunion du Club histoire

19 Février 2011

Alain BIAU

• Les dosimètres passifs sont constitués dematériaux qui se modifient sous l’actiondes rayonnements et qui nécessitent untraitement physique ou chimique pourquantifier ces modifications et en déduirela dose

• Il sont exploités dans des laboratoiresspécialisés qui peuvent (doivent?) êtreindépendants des employeurs des salariésexposés

Nous retiendrons trois techniques dedosimétrie passive :

La dosimétrie photographique car elle a étéobligatoire en France de 1968 à 1999

La dosimétrie par thermoluminescence (TLD)car elle a été utilisée en complément de ladosimétrie photographique (dosimétrie desextrémités, des neutrons, des patients, desétudes de poste)

La dosimétrie par radiophotoluminescence(RPL) car elle va être utilisée par l’IRSN àla fin de 2007

La dosimétrie par luminescenceoptiquement stimulée (OSL) est utiliséepar le LCIE Landauer depuis le début desannées 2000 notamment pour les agentsEDF

L’IRSN étudie cette technique pour desreconstitutions de dose lors d’incidentsmais ne l’a pas retenue pour la dosimétrieindividuelle pour des raisons commercialesnotamment

L’évocation de ces trois techniques dedosimétrie passive en France nous amèneà penser à quelques personnalités qui ontmarqué plus particulièrement l’histoire de ladosimétrie individuelle en France :

- Dosimétrie photographique

Norbert Chassende-Baroz a créé ledosimètre photographique français à basede papier photo, fabriqué par KODAKFrance et utilisé au CEA et au LCIE jusqu’àla fin des années 70

Dosimétrie photographique (suite)

Les dosimètres photographiques papierétaient lus avec des densitomètres àréflexion . Ils ont été remplacés par desfilms (Agfa et Kodak) lus avec desdensitomètres à transmission, la densitéoptique étant égale à :

d = log(Io / I ) Io = Intensité initiale

I = Intensité transmise

Dosimétrie photographique (suite)

Pierre Pellerin a toujours imposé ladosimétrie photographique dans laréglementation avec l’idée que cettetechnique plutôt simple permettait decouvrir un maximum d’activités à des coûtstrès modérés (un dosimètre individuel nedoit pas coûter plus cher qu’un timbreposte).

A noter également deux grands chefs delaboratoire Francis Bermann (CEA) et GuyLe Roy (LCIE)

Dosimétrie par thermoluminescence (TLD)

G. Portal a été le promoteur de cettetechnique au CEA et dans tous lesdomaines de la radioprotection. Lesmatériaux utilisés sont le Fluorure deLithium, le Borate de Lithium, le Fluorurede Calcium et le Sulfate de Calcium sousforme de poudre puis sous forme depastilles

Dosimétrie par radiophotoluminescence(RPL)

Jean Barthe a défendu inlassablementcette technique,à base de verresphosphatiques, peu utilisée pendantlongtemps en dosimétrie individuelle enraison d’une pré-dose importante. Cettedifficulté ayant été levée la RPL redevientd’actualité et c’est ainsi que l’IRSN l’aadoptée pour la dosimétrie individuelle deses 130000 abonnés

Un petit point de réglementation

Arrêté du 19 avril 1968 pris en applicationdu décret du 15 mars 1967

• Dosimétrie photographique seuletechnique réglementaire

• Seuil de mesure 500 µSv

• Résultats transmis au Médecin du Travail

• Pas de notion de laboratoire agréé

Réglementation (suite)

Décret du 28 avril 1975 relatif à la protectiondes travailleurs dans les INB

Les INB sont autorisées à assurer ladosimétrie de leurs propres travailleurs(CEA, COGEMA, EDF) sous réserve devérifications par le SCPRI

Les agents des entreprises intervenantesdoivent être suivis par le SCPRI

Réglementation (suite 2)

Décret du 24 Décembre 1998 et arrêté du23 Mars 1999

Introduction de la dosimétrie opérationnelleobligatoire en zone contrôlée

Maintien de la dosimétrie passive sansmonopole de la dosimétrie photographique

Ces dispositions seront reprises dans ledécret du 31 mars 2003 relatif à laprotection des travailleurs et ses arrêtésd’application

Les laboratoires de dosimétrie photographiqueindividuelle en France de 1968 à 2000

• CEA puis IPSN Fontenay aux Roses

• COGEMA La Hague

• COGEMA Marcoule

• EDF St Denis

• SCPRI puis OPRI Le Vésinet

• LCIE Fontenay aux Roses

• Massiot puis Massiot Philips puis Philipspuis LCIE Ailly le Haut Clocher

• IN2P3 (Orsay et Strasbourg)

• SPRA Arcueil

• CERN Genève

La dosimétrie passive dans le monde

Etat des techniques utilisées jusqu’en 1995dans les pays participant à l’étude duCIRC sur les travailleurs du nucléaire :

Pays DPI TLD

France +

Allemagne +

Belgique (selon < 1980 >1985

labos)

Espagne(selon labos) < 1983 > 1990

Royaume Uni +

La dosimétrie passive dans le monde (suite)

Pays DPI TLD

Australie +

Canada ( selon labos) < 1972 > 1979

Japon +

USA ( selon labos ) < 1970 > 1989

Splendeurs et misères de la dosimétriephotographique

• Splendeurs

Si la dosimétrie photographique n’est pas lameilleure technique de dosimétrie en tantque telle elle a malgré tout rendu desservices éminents à la radioprotectionpour de multiples raisons :

- Technique simple et bien maitrisée

- Faible coût adapté à une surveillance àgrande échelle (coût d’un timbre poste)

- Possibilité de relecture

- Révélation d’une image donnant desindications sur les circonstances del’exposition, énergie du rayonnement,incidence, inhomogénéité, exposition aigueou chronique, etc…). Cette possibilité dedialogue entre experts et utilisateurspermet une ouverture bénéfique pour laradioprotection dans le cadre de ce qu’onpeut appeler la « dosimétrie participative »!

- L’interprétation de ces images a permis derésoudre un certain nombre d’énigmes,parmi les plus connues : Forbach 1991

Chinon 1996, Tricastin 2000

• Misères

- Dosimètre fragile lorsqu’il est utilisé sansconditionnement étanche (humidité,chaleur, enveloppe papier qui peut sedécoller et laisser entrer la lumière)

- Difficultés de marquage et d’identificationdu dosimètre sauf pour le dosimètreChassende Baroz

- Technique qui ne se prête pas facilementà l’automatisation du traitement etnécessite des travaux dans l’obscurité

- Seuil de mesure

Les seuils réglementaires de 500 puis 200µSv ont été respectés. Par contre le futurseuil de 100 µSv est difficile à tenir :

* la densité optique d’un film non exposéest de 0.20

* pour 100 µSv de RX de basse énergie ladensité optique s’élève à 0.40

* pour 100 µSv en Co 60 la densité optique

n’est que de 0.21 ou 0.22 selon l’émulsion

- Seuil de mesure (suite)

Il aurait été possible de présenter lesrésultats avec des seuil de mesuredifférents selon les types derayonnements mais compte tenu de ladiversité des activités couvertes par lasurveillance dosimétrique centralisée il aété jugé préférable de retenir un seuilidentique pour tout le monde et préconiserla surveillance trimestrielle pour lespersonnes les moins exposées-

- Enjeux politiques et querelles de chapelle

Les batailles autour du film dosimétriquesuivent les oppositions CEA-SCPRI ,expertise et autorité, dosimétrie activecontre dosimétrie passive (lobbyingDosicard, etc…)

- Fin de la photographie argentiqueremplacée par le tout numérique

Ma collection d’images pourillustrer différents cas de figures

Dosimètres de calibration :

Chaque mois 60 dosimètres sont exposés àdes doses de référence en Co 60 (1) et RXde 80 kV (2) de façon à établir les courbesdensité-dose qui dépendent de l’émulsion etvarient légèrement selon les lots defabrication: (1) (2)

Images observées

Les images donnent des indications sur lescirconstances de l’exposition : objetinterposé entre la source et le dosimètre,traces de contamination, expositionvolontaire

Images observées (suite)

Dosimètres exposés (sans écran) à desscanners sans doute volontairement pourvérifier que les dosimètres sont biendéveloppés !

(1) Traces de contamination (2) Paire de ciseaux (3) et (4) coupes de scanner

Images observées (suite et fin)

Il y a aussi des plaisantins esthètes ougrossiers

Dosimétrie parthermoluminescence (TLD)

Si cette technique n’a pas été utilisée enFrance comme dosimétrie individuelleréglementaire, elle a été et est toujourslargement utilisée dans différents domaines

- Dosimétrie d’environnement

Etudes locales du rayonnement ambiantavec un maillage serré

Mesures systématiques d’environnementdans tous les départements français depuisles années 60, environ 10 dosimètres pardépartement lus tous les 6 mois

- Dosimétrie individuelle complémentaire

Dosimétrie des extrémités, bagues muniesde pastilles TLD lorsque le risqued’exposition est localisé au niveau desdoigts (Médecine nucléaire, radiologieinterventionnelle, travaux en boite à gants,manipulation de P32…)

Dosimétrie des neutrons, combinaison Li6 etLi7

Dosimétrie en parallèle FRAMATOME

- Etudes de poste

Des pastilles TLD peuvent être disposéesau poste de travail , sur les opérateurs,dans les locaux et à l’extérieur

Les mesures peuvent correspondre à uneopération donnée ou un ensembled’opérations sur une période donnée

- Reconstitution dosimétrique suite à desincidents

Le principe consiste à placer des dosimètresTLD dans un fantôme anthropomorphe detype Rando que l’on irradie dans lesconditions de l’incident de façon à étudierla répartition des doses dans l’organismede la victime ( voir images suivantes )

Reconstitution dosimétrique à l’aided’outils expérimentaux :les techniques utilisées

contraintes :• difficulté pour reproduire lescirconstances réelles de l’accident• moyens importants à mettre enœuvre sur site et pour l’exploitation

Moulage +dosimètres

Mannequin +dosimètres

Cartographie accidenté chilien :source poche arrière du pantalon

Au dessus de 25 Gy, une nécrose des tissus apparait à terme

1900 Gy25 Gy20 Gy10 Gy5 Gy1 Gy

- Dosimétrie des patients

La thermoluminescence a été largementutilisée pour la dosimétrie des patients :

- en radiothérapie pour l’étude de plan detraitement ou des mesures de routine àfortes dose ( de l’ordre du Gray)

- en radiodiagnostic (faibles doses) pour desexpertises ponctuelles ou dans le cadre degrandes campagnes de mesures commecelles réalisées avec les physiciensmédicaux pour établir les niveaux deréférence diagnostique

Ces mesures sont effectuées sur desfantômes ou sur les patients directement,les pastilles conditionnées dans du vinylesouple étant fixées sur la peau avec del’adhésif (Hélène Beauvais, Marc Valero)

A noter une étude réalisée en 1973 parPierre Brun du SCPRI sur des nouveauxnés souffrant de malformations cardiaquesdans un hôpital de province et qui faisaientl’objet d’interventions chirurgicales sousscopie avec des doses de l’ordre du Gray