Des traces à l’électronique – Contribution de l’université de Limoges à la détection des rayonnements ionisants

From Tracks to chips – A contribution of Limoges University to the detection of ionizing radiations

¹ XLIM, Institut de Recherche UMR CNRS 6172, Université de Limoges, 123 avenue Albert Thomas, 87060 Limoges Cedex, France
² PE@RL, 83 rue d'Isle, 87000 Limoges, France

Reçu : 6 Novembre 2006
Accepté : 28 Février 2007

Résumé

Cette contribution décrit les objectifs, méthodes et résultats de plus de vingt années de recherches à l’Université de Limoges sur l’interaction rayonnement-matière. Les aspects fondamentaux et les applications à la détection et la dosimétrie sont abordés. D’autres sujets, tels que la modification des propriétés optiques des matériaux sous irradiation et les applications à l’optique intégrée ne sont que survolés. Sur le sujet de la détection des rayonnements, les auteurs partent de l’utilisation des polymères en tant de détecteurs pour aboutir à l’électronique intégrée. La conception des circuits intégrés silicium dédiés à la détection, la caractérisation et la dosimétrie des neutrons est décrite. On explique également comment la conception et la technologie du circuit intégré (capteur et électronique de traitement du signal) sont fortement dépendantes de l’interaction des neutrons. La nécessité d’associer une spectrométrie à la dosimétrie des neutrons est mise en évidence, et l’étude d’une solution globale basée sur un détecteur sandwich est détaillée car elle n’a jamais été publiée. Finalement, l’implication du laboratoire dans l’étude de la dissémination des radioéléments naturels en environnement liée aux activités passées des mines d’uranium est abordée. Le développement d’activités de mesure et d’expertise de radioactivité et de rayonnements nucléaires dans le cadre de la norme ISO 17025 et sous accréditation COFRAC est enfin décrit.

Abstract

This paper describes the aims, methods and results of more than twenty years research at Limoges University on the interaction of radiations with matter. Fundamental aspects as well as applications to detection and dosimetry are given. Other fields such as modifications of optical properties of irradiated materials and integrated optics applications are shortly skimmed over. Concerning particle detection, the authors start from polymers as detecting materials (SSNTD's) and move to integrated electronics. The conception and design of Si chips dedicated to detection, characterization and dosimetry of neutrons are described. It is explained how the design and technology of the chip (sensor and signal processing electronics) are strongly dependant on the properties of the interactions of neutrons. The need of neutron spectrometry for neutron dosimetry is outlined and the studies of a global solution using a sandwich sensor is detailed since it had never been published before. Finally, the involvement of the laboratory in the study of natural radioelement dissemination in the environment due to uranium mining activities in Limousin region is presented. The development of radioactivity and nuclear radiations measurement and evaluation activities in the frame of ISO 17025 standard is presented.