Etude de la luminescence stimulee optiquement (osl) pour la detection de rayonnements : application a un capteur a fibre optique de rayonnement

Study of optically stimulated luminescence (osl) for radiation detection : development of an optical fiber sensor for -radiation

• Auteur / Autrice : Olivier Roy
• Direction : RAPHAEL VISOCEKAS
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Paris 7

Résumé

Cette these etudie l'application de la luminescence stimulee optiquement (osl) dans une perspective de dosimetrie gamma performante s'appuyant sur le principe alara (as low as reasonably achievable). On presente une approche innovante fondee sur la synergie des fibres optiques et des materiaux luminescents presentant le phenomene osl qui rend possible une dosimetrie temps reel et deportee. Comme les materiaux thermoluminescents (tld) les materiaux osl soumis a une irradiation (uv, x, , ) piegent des charges. Au lieu d'une stimulation thermique, c'est par une voie optique que les charges stockees au sein du materiau sont depiegees provoquant une luminescence proportionnelle a la dose induite par l'irradiation. Outre les memes avantages que la tl, l'osl offre l'interessante possibilite d'une stimulation deportee. L'objectif concerne la realisation d'un capteur a fibre optique (cfo) de mesure de dose et de debit de dose offrant des fonctionnalites nouvelles par rapport aux dosimetres tl. Les principaux materiaux osl : les sulfures d'alcalino-terreux dopes terres-rares, le bafbr:eu#2#+ et les halogenures alcalins sont etudies (forme cristalline, techniques de synthese, influence des centres colores et du dopage), et leurs caracteristiques technologiques sont presentees et discutees. La realisation d'un banc de caracterisation osl, modulable suivant le materiau etudie, est egalement presentee. Cette installation a permis d'etudier : la sensibilite, la linearite, le temps et la forme de decroissance du signal ainsi que la remise a zero de ces materiaux. Une etude conjointe de l'osl et de la tl a revele les limites d'utilisation de meme que l'importance de la perte d'information ( fading ) et l'origine du long declin de luminescence osl. Un demonstrateur optoelectronique de cfo fonde sur l'osl, utilisant le mgs:sm, a ete developpe et est presente. Ses caracteristiques metrologiques et les perspectives d'ameliorations ainsi que d'utilisation sont decrites et commentees.