Dosimétrie individuelle des neutrons : étude de capteurs électroniques et des méthodes associées

Individual neutron dosimetry: studies of electronic sensors and associated methods

• Auteur / Autrice : Jean-Marc Bordy
• Direction : Jean Barthe
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Détection des rayonnements
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Détecteurs à semiconducteurs (physique nucléaire)

Mesure

Neutrons -- Diffusion

Capteurs (technologie)

Résumé

Ce memoire est consacre, dans le cadre de la dosimetrie individuelle en temps reel des neutrons en radioprotection, a l'etude de deux principes de mesure ; l'un fonde sur un detecteur a semi-conducteur, l'autre sur un compteur proportionnel equivalent au tissu biologique (cpet). Dans le premier cas, une jonction pn de grande surface (1 a 2 cm#2) est recouverte d'une fine couche de polyethylene dope en bore-10. Le detecteur est associe a une methode originale de discrimination des photons, fondee sur l'analyse du temps de montee des impulsions, dont nous apportons la preuve experimentale de l'efficacite. Des ecrans de polyethylene et de plomb sont disposes autour du detecteur afin de reduire la sensibilite aux photons ainsi que la variation de la sensibilite en fonction de l'energie des neutrons. Un montage de laboratoire constitue de modules electroniques du commerce et une maquette integree specialement fabriquee pour les besoins de nos experiences sont testes. La geometrie plane-multicellulaire adoptee pour le cpet est inedite. Elle comporte plusieurs zones de derive, ce sont des cavites creusees dans la cathode en regard de fils anodiques. Notre travail a porte sur l'amelioration du capteur (reduction de sa taille et mise en place d'anneaux de garde) et sur l'utilisation de la methode microdosimetrique d'evaluation des grandeurs dosimetriques. Nous presentons une etude theorique de la distribution de la longueur des cordes, la sensibilite aux neutrons (comparee a celle de detecteurs spheriques au cylindriques), le diametre simule, une premiere approche de la reponse angulaire en equivalent de dose et la simulation numerique de la propagation des electrons dans le gaz. Les resultats experimentaux (la reponse en equivalent de dose, en fonction de l'energie des neutrons et de l'orientation du compteur (0 et 90) et dans differents champs de rayonnements) sont compares a ceux que l'on obtient avec des dosimetres d'ambiance fondes sur le meme principe ainsi qu'aux previsions theoriques. Les resultats obtenus a ce jour permettent d'envisager a moyen terme un transfert de technologie vers un industriel pour le dosimetre a semi-conducteur. Par contre, des etudes complementaires conduisant a un amenagement de la geometrie du cpet, comme le remplacement des fils anodiques par un reseau de pistes metalliques grave a la surface d'un substrat pour eviter les parasites d'origine microphoniques, sont necessaires. Ces modifications pourraient aboutir a un prototype de dosimetre individuel dans un delai de trois ou quatre ans