La luminescence stimulée optiquement : Applications à la cartographie de dose et à la mesure de dose en environnement spatial

Optically stimulated luminescence: applications to dose-mapping and space dose measurement

Institut d’électronique du sud (IES), UMR 5214 UM2-CNRS, université Montpellier 2, C.c. 083, Place Eugène Bataillon, 34095 Montpellier Cedex 5, France

Reçu : 6 Novembre 2006
Accepté : 28 Février 2007

Résumé

Nous dressons un état de l’art sur la dosimétrie des rayonnements par luminescence stimulée optiquement (OSL), développée à l’Institut d’Électronique du Sud (IES). Les propriétés spectrales de notre matériau permettent une détection de la lumière sans utilisation de filtre optique. Il présente une grande dynamique (supérieure à 7 ordres de grandeur), une sensibilité inférieure à 10 µGy et une réponse uniquement fonction de la dose absorbée. Des travaux réalisés au CERN ont montré une limite de saturation de l’ordre de 300 Gy. Deux types de dosimètres ont été développés : (1) un capteur intégré destiné à la réalisation de mesures de dose en ligne ; (2) des films OSL qui permettent la réalisation de contrôles géométriques des faisceaux d’irradiation (protons, électrons, alpha, photons). Nous étudions actuellement l’impact du dopage au bore sur notre matériau OSL dans le but de réaliser des mesures dosimétriques en champ mixte neutron – gamma. En parallèle, afin d’améliorer la reproductibilité et l’homogénéité des dépôts OSL, nous développons une méthodologie par couche mince.

Abstract

The Institut d’Électronique du Sud (IES) has developed a dosimetry technique based on optically stimulated luminescence (OSL). The state of the art is presented here. The OSL material’s spectral properties allow a light detection with no additional filtration. This material exhibits a large dynamic range (7 orders of magnitude), a sensibility much of 10 µGy and a response which is strictly a function of the absorbed dose. Characterization carried out at CERN yielded a saturation limit around 300 Gy. Two different types of dosimeters have been developed: (1) an integrated sensor devoted to the on line radiation monitoring; (2) OSL films making possible the control of the geometry during irradiation with proton, electron, alpha, and photon beams. Currently, the effect of boron doping on OSL material is studied in order to enhance the performances in mixed field neutron – gamma. In parallel, we develop a new deposition technique based on thin layer in order to improve reproducibility and the homogeneity of the OSL films.