Utilisation de la radiothermoluminescence de l'alumine pour la dosimétrie de zone

Application expérimentale au cours d'essais nucléaires français au pacifique

¹ Service de Techniques de Protection et de Pollution Atmosphérique, Centre d’Etudes Nucléaires - B.P. n° 6 - 92-Fontenay-aux-Roses.
² Direction des Applications Militaires - C.E.A. - Service de Protection des Sites - B.P. n° 16 - 91-Montlhéry.
³ C.E.A. (Carbonisation, Entreprise et Céramique), 8, place des Etats-Unis, 92-Montrouge.

Résumé

Des tuiles contenant du quartz et du feldspath ont été utilisées pour la dosimétrie des rayonnements gamma émis lors des explosions d’Hiroshima et de Nagasaki. Cette méthode pourrait faire l’objet d’autres applications, notamment pour la dosimétrie des accidents de criticité. Nous avons pensé qu’il serait préférable d’inclure systématiquement, dans les constructions, des briques contenant une forte proportion d’un matériau dosimétrique radiothermoluminescent. Nos études nous ont amenés à sélectionner une qualité industrielle d’oxyde d’aluminium disponible sur le marché à un prix avantageux.

Dans ce texte, nous analysons les caractéristiques cristallographiques et chimiques de ce matériau en liaison avec ses propriétés radiothermoluminescentes. Il présente une courbe de thermoluminescence à quatre niveaux d’énergie; on n’utilise que les plus profonds.

Avec un matériel de lecture ordinaire on peut faire des mesures de 0,5 à 10⁶ rads.

Ce matériau est très peu sensible aux neutrons, ce qui permet de l’utiliser dans les champs mixtes. A titre d’exemple, nous donnons les résultats de la dosimétrie réalisée à l’aide de briques d’alumine lors des essais nucléaires français du Pacifique.

Abstract

Roof tiles containing quartz and feldspars were used to estimate the gamma radiation doses from the atomic bomb explosions on Hiroshima and Nagasaki. Such a method could be used in other circumstances, for instance in the case of criticality accidents. We have thought that it would be best to include bricks containing a large amount of a dosimetric radiothermoluminescent material in buildings. As a result of our studies, we have chosen a quality of industrial aluminum oxide available at a low price.

In this paper, we analyse crystallographic and chemical characteristics of this material, in connection with its radiothermoluminescent properties. It presents a thermoluminescent glow curve with four energy levels; the deepest ones can only be used.

An ordinary reader can measure doses from 0,5 to 10⁶ rads.

This material is nearly insensitive to neutrons and can be used in mixed fields. As an exemple, we report the result of dosimetry with thermoluminescent bricks around French nuclear experiments in Pacific area.