Etude des propriétés thermoluminescentes du CaSO#4 : DY Dosimétrie des rayonnements ionisants à haute température

par Dominique Goyet

Thèse de doctorat en Physique radiologique et médicale

Sous la direction de Philibert Iacconi.

Soutenue en 1993

à Toulouse 3 .

mots clés

• Thermoluminescence
• Excitation électronique
• Rayonnements ionisants -- Mesure
• Calcium -- Composés

Résumé

Ce travail concerne l'étude des propriétés thermostimulées du sulfate de calcium active au dysprosium dans le but de les appliquer à la dosimétrie des rayonnements ionisants dans un milieu ou règne une température de l'ordre de 200 à 300°C (déchets radioactifs, réacteurs nucléaires). Après une mise au point sur la thermoluminescence (TL) du sulfate de calcium, la nature des centres de piégeage, les mécanismes de piégeage et les modèles s'y rapportant, l'auteur présente ses propres résultats. La première partie est consacrée à la description du dispositif expérimental permettant des mesures de TL depuis la température ambiante jusqu'a 900°C. L'auteur caractérise ensuite les propriétés thermoluminescentes du sulfate de calcium et étudie l'influence de facteurs tels que la concentration en dysprosium, la présence de co-dopant et les traitements thermiques. Outre l'émission caractéristique du dysprosium trivalent, le spectre de TL révèle la présence d'une émission UV située a 340 nm. L'auteur discute son origine. L'application dosimétrique est développée dans la troisième partie. L'auteur montre que la réponse du pic dosimétrique (235°C) est linéaire avec la dose jusqu'à 0,1 kGy, point à partir duquel le signal TL commence à saturer. En ce qui concerne le pic haute température (600°C), aucun phénomène de saturation n'est observé jusqu'a 10 kGy. Un phénomène de phototransfert depuis le pic haute température vers les pics situés en dessous de 500°C est mis en évidence et caractérisé (spectre d'excitation, influence de la durée d'excitation, réponse en dose). Ce travail démontre que l'application de certaines propriétés thermoluminescentes du sulfate de calcium à la dosimétrie des rayonnements ionisants à haute température (200 a 300°C) est possible, ouvrant ainsi une nouvelle voie d'application de la TL.

Titre traduit

Study of the termoluminescent properties of CaSO#4 : DY dosimetry of ionising radiations at high temperature

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