WO2012123669A1 - Procédé et dispositif de dosimétrie des doses ionisantes et non ionisantes de radiations - Google Patents

Procédé et dispositif de dosimétrie des doses ionisantes et non ionisantes de radiations Download PDF

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WO2012123669A1
WO2012123669A1 PCT/FR2012/050509 FR2012050509W WO2012123669A1 WO 2012123669 A1 WO2012123669 A1 WO 2012123669A1 FR 2012050509 W FR2012050509 W FR 2012050509W WO 2012123669 A1 WO2012123669 A1 WO 2012123669A1
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radiation
ionizing
dosimeter
different
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Inventor
Olivier GILARD
Gianandrea QUADRI
Mathieu BOUTILLIER
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Centre National dEtudes Spatiales CNES
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Centre National dEtudes Spatiales CNES
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/02—Dosimeters

Definitions

  • the invention relates to a dosimetry method and device for measuring different representative values of ionizing doses and non-ionizing doses of radiation irradiating an environment.
  • One of the problems posed in this context is to be able to perform a measurement that is both representative of all the different potentially harmful radiation, but also allows to discriminate different natures of effects (ionizing and non-ionizing) of radiation. Simultaneously, this measurement must be able to be carried out with simple, robust, transportable equipment, and producing reliable results.
  • thermoluminescence dosimeter comprising a plurality of different detectors, each detector being sensitive to one or more radiations, the different detectors sensitive to the same common radiation having the same sensitivity, so that the individual measurements of each of the radiation are assumed to be obtainable either by direct reading of a measurement performed by a detector, or by difference between the signals delivered by different detectors.
  • this document estimates that it is possible to obtain a measurement of the neutrons by difference between the signals produced by two detectors of the same sensitivity, one being sensitive to gamma rays, the other being sensitive to both the rays. gamma and neutrons.
  • US 2010/0102249 discloses a luminescent solid state dosimeter for measuring neutron doses and gamma radiation doses individually by comparing signals from a detector / converter providing a measurement of the neutron and fast gamma rays, by a detector / converter providing a measurement of the dose of neutrons and moderate gamma rays, and by a detector / converter providing a measurement of the dose of gamma rays.
  • the doses of fast neutrons and moderate neutrons are obtained by subtracting the dose of gamma rays. But, again, this hypothesis is contradicted by the practical results.
  • the invention therefore aims to solve this general problem of reliably obtaining the measurement of different representative values of radiation doses from the same dosimeter placed in an irradiated environment.
  • the invention also aims to propose a solution which simultaneously is simple, can be implemented with a low-volume and low-mass dosimeter, at low cost, with low power consumption, capable of covering a wide range of radiations and radiation. energy of radiation. More particularly, the invention aims to provide a solution that can be reliably applied to space systems in low or medium or geostationary orbit, or other space missions, on board aircraft or in nuclear terrestrial environments.
  • the invention also aims to propose a solution that allows, at least in certain environments, to obtain in a simple manner an evaluation of the differential energy fluence spectrum of radiation.
  • LET expressed in MeV.cm 2 / g is the energy loss in ionizing form (electronic stopping power)
  • E the energy of the incident radiation
  • ⁇ the fluence of the radiation expressed in number of particles per centimeter square.
  • LET (E) depends on the nature and energy E of the incident particles forming the radiation as well as the target material receiving the radiation (see "Space Radiation Environment and its Effects on Spacecraft Components and Systems Conf.” (SREC04), Cepadues Editions, 2004, in particular pages 83-104; 145-148; 175-183).
  • non-ionizing dose (or dose of deterioration by displacement) of radiations, the value DNI defined by the following relation:
  • NIEL is the loss of energy in non-ionizing form expressed in MeV.cm 2 / g
  • E is the energy of the incident radiation
  • c is the fluence of the radiations in number of particles per square centimeter.
  • NIEL (E) depends on the nature, the energy E of the incident particles forming the radiation, as well as the target material receiving the radiation (see "Space Radiation Environment and its Effects on Spacecraft Components and Systems Conf.” (SREC04), Cepadues Editions, 2004, in particular pages 83-104; 145-148; 175-183), - "modeling" of a parameter according to at least one variable, any mathematical expression expressing this parameter as a function of said variable (s).
  • the invention therefore relates to a method for measuring different representative values of doses of radiation irradiating an environment, in which a dosimeter is placed in said environment comprising a plurality of radiation detectors each delivering at least one electrical signal depending on ionizing doses and / or non-ionizing radiation it receives, the number of detectors being greater than or equal to the number of different doses to be measured, characterized in that a dosimeter comprising at least two detectors, said mixed detectors, each delivering at least one electrical signal dependent on an ionizing dose and a non-ionizing dose of radiation it receives, at least two mixed detectors having properties of variation of the signals they deliver according to said doses which are different from a detector to the other, and in that one calculates at least one value DI so i representative of an ionizing dose te, and at least one DNI value so i representative of a non-ionizing dose, from the electrical signals delivered by the different detectors, from a nonlinear modeling of these electrical
  • the invention also extends to a dosimeter allowing the implementation of a method according to the invention.
  • the invention therefore also relates to a measuring dosimeter of different values representative of doses of radiation radiating an environment, capable of delivering a signal representative of radiation that it receives, comprising a plurality of radiation detectors each delivering at least one dependent electrical signal. ionizing doses and / or non-ionizing radiation it receives, the number of detectors being greater than or equal to the number of different doses to be measured, characterized in that it comprises:
  • At least two detectors called mixed detectors, each delivering at least one electrical signal dependent on an ionizing dose and a non-ionizing dose of radiation which it receives, at least two mixed detectors having properties of variation of the signals which they deliver according to said doses that are different from one detector to another,
  • the invention consists on the contrary in using at least two mixed detectors presenting different properties of variation of the signals which they deliver as a function of the ionizing dose and the non-ionizing dose, and a nonlinear modeling to obtain at least one DI value so representative of the ionizing dose, and at least one DNI value so i representative of the non-ionizing dose.
  • This method makes it possible to obtain reliable measurements.
  • a dosimeter comprising a plurality of mixed detectors of the same nature but having characteristics of variations of the electrical signals they provide as a function of said received doses which are different.
  • nonlinear modeling established for each detector makes it possible to obtain an equation connecting the electric signal (s) delivered by this detector to the values of the ionizing dose and the non-ionizing dose sought. Since the mixed detectors have different characteristics of variations, the equation corresponding to said nonlinear modeling will be different (ie expressed with different parameter values) from one detector to another, and the differences between these different modeling equations are important enough to extract the desired values from the different equations.
  • a dosimeter comprising a number of mixed detectors sufficient to allow obtaining the different values sought from said nonlinear modeling.
  • a dosimeter consisting of a number of mixed detectors between 3 and 20, in particular of the order of 5 to 10.
  • a larger number of mixed detectors makes it possible to improve the accuracy of the value obtained, and this for a wider range of variation in doses (ionizing and non-ionizing). Indeed, some detectors are more sensitive for low doses, while others are more sensitive for high doses. Accordingly, it is advantageous to use a plurality of mixed detectors to cover a wider range of dose variation.
  • any type of mixed detector can be used in a method according to the invention.
  • a dosimeter is used whose detectors comprise solid-state sensitive elements, in particular solid elements formed of electronic components.
  • solid-state sensitive elements in particular silicon substrate or gallium arsenide.
  • a dosimeter comprising a plurality of mixed detectors chosen from optoelectronic components: optocouplers, photodiodes, phototransistors, CCD sensors, APS sensors; Bipolar electronic components and BiCMOS electronic components.
  • a dosimeter comprising a plurality of optocouplers as mixed detectors is used.
  • Optocouplers are indeed particularly easy to use and characterize. They do not require additional light source.
  • a dosimeter further comprising at least one sensitive detector mainly or only at a radiation ionizing dose and / or at least one sensitive detector mainly or only at a dose non-ionizing radiation.
  • a dosimeter further comprising at least one detector which is mainly sensitive to the ionizing dose of the radiation it receives, and substantially insensitive to the non-ionizing dose of the radiation it receives, chosen from among the MOS electronic components. and optical fibers.
  • a dosimeter further comprising at least one detector mainly sensitive to the non-ionizing dose of the radiation it receives, and substantially insensitive to the ionizing dose of the radiation it receives, selected from laser diodes, light-emitting diodes, PIN diodes and photovoltaic cells.
  • non-linear modelings can be used.
  • said nonlinear modeling is a model comprising a polynomial function of degree greater than or equal to 2, that is to say a model expressing the values of the signals delivered by each mixed detector according to said desired values DI soh DNI so i of the ionizing dose and the non-ionizing dose, this modeling incorporating at least one polynomial function of degree greater than or equal to 2.
  • said nonlinear modeling comprises a polynomial function of degree 2 .
  • said nonlinear modeling is a model expressing the values of the signals delivered by each mixed detector, and comprises a continuous monotone function of said DI soh DNI values so sought, in particular of a logarithmic function - preferably the decimal logarithm of each of these values.
  • a DI is calculated i so i representative of the total ionizing dose of all radiation received, and a DNI so i representative of the total non-ionizing dose of all radiation received.
  • these values DI soh DNI so i are obtained from a modeling by a function which is the compound of a first polynomial function of degree greater than or equal to 2 -notance equal to 2- and d a second continuous monotonic function of these two values DI soh DNI so i.
  • Said second monotonic function may continue for example a linear function or a logarithmic function, preferably the logarithmic decimal, or other.
  • the inventors have in particular determined that obtaining the two DI soh DNI so i values of the total ionizing dose and the total non-ionizing dose is generally sufficient in most applications, and that the use of such a modeling polynomial of the second degree of the decimal logarithm of these values is particularly faithful.
  • advantageously and according to the invention is exclusively calculates DI i n values representative of said total ionizing dose, and so i DNI representative of said total non-ionizing dose, and using a dosimeter comprising at least 3 mixed detectors.
  • a dosimeter according to the invention is also characterized by all or some of the characteristics mentioned above in relation to the method according to the invention.
  • a dosimeter according to the invention may be contained in a single housing incorporating both the different detectors, the storage means and the calculation means, as well as the various components and accessories necessary for the operation of these elements.
  • a dosimeter according to the invention may be formed of an on-board detection device on board a space system and remotely communicating with a processing device located on the ground and incorporating said storage means and said calculation means.
  • the invention also extends to a measurement method implemented in a dosimeter according to the invention.
  • the invention also extends to a measuring method and a dosimeter characterized in combination by all or some of the characteristics mentioned above or below.
  • FIG 1 is a functional block diagram illustrating an embodiment of a dosimeter according to the invention
  • FIG. 2 is a graphical representation of the various curves representing the variations of the DI and DNI doses for which the responses of the detectors of a dosimeter according to the invention correspond to values measured for the same irradiation,
  • FIG. 3 is a functional block diagram illustrating in more detail the steps of a method according to the invention making it possible to calculate the dose values that can be extracted from the signals delivered by the detectors of a dosimeter according to the invention
  • FIG. 4 is a functional block diagram illustrating in more detail the steps of a method according to the invention making it possible to obtain an energy differential fluence spectrum
  • FIG. 5 is a graphic representation of an example of a differential energy fluence spectrum that can be obtained according to the invention.
  • a dosimeter according to the invention as shown in FIG. 1 comprises a plurality of N detectors 11 1? 1, 11 N , collectively referenced I li below, N being a natural integer greater than 2, each of these detectors I li delivering at least one electrical signal representative of a dose of ionizing radiation and / or non-ionizing he receives.
  • a dosimeter according to the invention comprises at least two mixed detectors sensitive to both the ionizing dose and the non-ionizing dose of the radiation it receives, that is to say each delivering at least one electrical signal depending on the ionizing dose and the non-ionizing dose of the radiation it receives. In the preferred embodiment of the invention and as shown in FIG.
  • all the detectors of the dosimeter according to the invention are mixed detectors. And all these mixed detectors may or may not be similar in nature.
  • a majority of the detectors 1 li is formed of optocouplers (also called photocouplers), that is to say electronic components each comprising an LED 15 and a phototransistor 16 illuminated by the latter. .
  • optocouplers also called photocouplers
  • Such a detector is indeed both sensitive to the ionizing dose and the non-ionizing dose of the different radiations it receives, and provides analog signals simple to obtain and exploit, is also robust and compatible with multiple environments , space or terrestrial, and is small in size and low cost. It is autonomous in its operation and in particular does not require the addition of an additional light source. It is therefore easy to use and to characterize.
  • mixed detectors may, however, be used in a dosimeter according to the invention, for example chosen from optoelectronic components chosen from the group comprising CCD sensors (charge-coupled image sensors), APS sensors (sensors). active pixel images), photodiodes, phototransistors, optocouplers, bipolar transistors, bipolar integrated circuits, integrated circuits in BiCMOS technology ...
  • optoelectronic components chosen from the group comprising CCD sensors (charge-coupled image sensors), APS sensors (sensors). active pixel images), photodiodes, phototransistors, optocouplers, bipolar transistors, bipolar integrated circuits, integrated circuits in BiCMOS technology ...
  • a dosimeter according to the invention comprises, as detectors I li, a majority of optocouplers, for example five optocouplers, and one or more phototransistor (s), for example two phototransistor.
  • all the detectors I li are optocouplers s.
  • the dosimeter according to the invention comprises a bias voltage source 12 and a voltage regulator 13 supplying an analog demultiplexer 14, the outputs of which each make it possible to polarize an emission LED of an optocoupler detector 11 via the intermediary of FIG. a series resistor 17, forming a supply current source of the LED 15.
  • Each output of the analog demultiplexer 14 supplies one and only one emission LED of one and only one optocoupler detector 11 i .
  • a bias voltage source 18 and a voltage regulator 19 also feed an analog demultiplexer 20, the outputs of which each make it possible to polarize a phototransistor 16 of an optocoupler detector 11a.
  • the output signal of each phototransistor 16 is transmitted on one of the inputs of an analog multiplexer 21, via a parallel load resistor 22 interposed between this input and ground.
  • Each input of the analog multiplexer 21 receives one and only one output signal (voltage induced by the phototransistor current across the parallel load resistor 22) of one and only one phototransistor 16.
  • the assembly described above thus constitutes a chain of acquisition of a dosimeter according to the invention.
  • the digital output of the analog / digital converter 23 is connected to a central bus 24 communicating with a processor 25, with a programmable memory 26, in particular of the EEPROM type, and with a random access memory 27, in particular of the SDRAM type, this assembly constituting a module processing signals from the acquisition chain.
  • the analog multiplexer 21 has an output connected to the input of an analog / digital converter 23, the output of which delivers digital signals representative of the output voltage across the parallel resistor 22 of each phototransistor 16, in turn, this voltage the output varies depending on the ionizing dose and the non-ionizing dose of radiation received by each detector li. More exactly, in an optocoupler, this is the current transfer rate (referred to as CTC for "current transfer coefficient"), i.e., the ratio of the LED supply current to the output current of the phototransistor, which is representative of the doses ionizing and non-ionizing radiation received by this optocoupler 1 li.
  • CTC current transfer coefficient
  • the CTCi normalized current transfer rate with respect to its value before irradiation can be expressed by a nonlinear analytical mathematical modeling as a function of a value DI representative of an ionizing dose, and a value DNI representative of a non-ionizing dose of radiation received by the optocoupler detector 1 1 ⁇ .
  • This nonlinear modeling can be the subject of different variants, depending in particular on the chosen detectors, their response characteristics, the nature of the main expected radiations in the considered environment ...
  • the nonlinear modeling adopted must also allow the extraction of the desired values DI soh DNI so i.
  • this nonlinear modeling is advantageously a modeling by a function which is composed of a first polynomial function of degree greater than or equal to 2-in particular equal to 2- and a second continuous monotone function of these values DI, DNI, this second continuous monotone function being able to be for example chosen from a linear function, an affine function, an exponential function, a logarithmic function, a conic (parabola or hyperbola), ... but advantageously and preferably a logarithmic function, for example the logarithmic decimal function (log).
  • FIG. 1 The general method that can be implemented in a dosimeter according to the invention is shown schematically in FIG.
  • a first preliminary configuration phase not shown in FIG. 2, which can be executed once and does not have to be repeated for each measurement, the dosimeter according to the invention is calibrated, the various coefficients B 0> B lb B 2 b B 3 b B 4 b B 5 b being determined for each detector 11 i.
  • the dosimeter is exposed in the laboratory to different or reference radiations (where j is the number of different radiations used) comprising radiations capable of producing ionizing and / or non-ionizing effects and the DI, DNI values of the dose. ionizing and non-ionizing doses are known. Following each of these exposures oj, the CTCi (oj) values of the current transfer rates delivered by the different detectors I li are measured and recorded.
  • nine experiments are preferably carried out, with nine different radiations, for example as described in the publication "Implementation of a" Design of Experiments "Methodology for the Prediction of Phototransistor Degradation in a Space Environment” P. Spezzigu et al IEEE Transactions on nuclear science, Vol 56, No. 4, August 2009.
  • I li is extracted the six coefficients B 0> b B lb B 2 b B 3 b B 4 b B 5 i , of the nine equations, by example by the standard least squares method as also described in this publication.
  • the different coefficients B 0> b B lb B 2 b B 3 b B 4 b B 5 i for the various detectors I li are recorded in the EEPROM memory 26.
  • the calibration performed in this first phase can be specifically adapted according to the environment in which the dosimeter is intended to be used later, in particular according to the nature of the radiation present in this environment.
  • the different reference radiations used to obtain the coefficients B 0 , B 1h B 2 , B 3 i , B 1 , B 5 may be chosen so as to correspond as closely as possible to the radiation present in the environment. of future use of the dosimeter according to the invention.
  • the dosimeter When using the dosimeter thus calibrated, the latter is placed in the environment undergoing radiation, and the values of the output voltages of the optocoupler detectors I li provided by the different detectors 1 li at the output of the converter 23 are recorded in SDRAM memory 27.
  • the processor 25 calculates, for each optocoupler detector 1 li on the one hand the intensity of the supply current of the LED 15, on the other hand the intensity of the output current of the phototransistor, and the value of the transfer rate of the CTCi current.
  • These different CT values are stored in the EEPROM 26 during the acquisition step 31.
  • the invention consists in use all similar detectors, and find that in practice all these similar detectors actually have different responses, allowing the extraction of DI soh values DNI so i from a nonlinear modeling.
  • condition (IV) is not sufficient to rule on the nature (minimum, maximum, collar, etc.) of the critical point
  • equation (III) makes it possible to obtain the following form:
  • Equations (IV) can be rewritten in the form
  • Equation (Vll-a) can be solved using the method of
  • This transcendental equation (X) can be solved numerically to determine DNI sol for each x i for example by the methods of Ridder and Brent.
  • the equation (X) can have several roots DNI sol to be determined. Knowing these different roots, the associated soil DIs can be calculated from the previously established IX-a, IX-b and IX-c relationships.
  • the pair ⁇ DNI sol , DI sol ) sought is the one that minimizes the function
  • the processor calculates the various parameters AQ to Aj4 from equations (VI) in step 32.
  • the processor calculates the values a, b, c, d, p , q, ⁇ of the system (VIII).
  • the processor calculates DNI so i by solving the transcendental equation (X).
  • the processor calculates DI so i from the relationships (IX) ⁇
  • the CTC current transfer rate is used as a signal delivered in the case of a mixed detector formed of an optocoupler.
  • the signal variable supplied by the detector in the nonlinear modeling instead of this current transfer rate, uses the relevant variable variable according to the ionizing dose and the non-ionizing dose of this mixed detector.
  • the relevant parameter as delivered signal is the current of darkness
  • the relevant parameter as delivered signal is the dark current or the photocurrent
  • the relevant parameter as the delivered signal is the current gain.
  • the relevant parameter as delivered signal is the transmitted optical power (proportional to the power supply current); in the case of an optical fiber the relevant parameter as delivered signal is the attenuation (ratio of the output power to the input power); in the case of a MOS electronic component, the relevant parameter as the delivered signal is the threshold voltage.
  • the inventors have determined that in the case of an environment mainly irradiated with proton radiation, which is common in the space environments of low Earth orbiting Earth satellites, it is even possible to obtain a relatively good evaluation of the differential energy fluence spectrum through a dosimeter according to the invention.
  • the LET function is the linear energy transfer function of the ionizing radiation in the constituent material of the detectors, which is known and tabulated in the EEPROM memory 26,
  • NIEL is the function of loss of non-ionizing energy in the constituent material of the detectors, which is also known and tabulated in the EEPROM memory 26, -K is a scale factor factor,
  • the processor calculates the ratio DI so it DNI so [at the step 41, then, from of the formula (XIII), the function DI so it DNI so i ( ⁇ ) being tabulated in EEPROM memory 26, determines in step 42 the value ⁇ corresponding to this ratio DI so i I DNI soh and records this value in the EEPROM memory 26 during step 43.
  • FIG. 5 represents the curve C2 corresponding to the differential energy fluence spectrum obtained in the example mentioned above. As can be seen, the result provides a very good estimate of reality.
  • a dosimeter according to the invention is particularly simple, compact, energy-saving, can be easily calibrated and reconfigured according to the different applications. It can be used in many different applications, on board space satellites, in low orbit, medium or high or geostationary, aboard any other space system, or on the ground, for medical applications, for the safety of people in nuclear environments, for calibration of reference radiation sources, or others.
  • the qualities of the invention make it possible to envisage the application of a method and a dosimeter according to the invention to reliably evaluate the variations of the ionizing and non-ionizing doses over time .
  • a dosimeter according to the invention can be fully integrated in the same portable housing, nothing prevents to provide on the contrary other architectures more complex, for example by placing the acquisition chain of signals, that is to say mainly the detectors I li in the environment in which the radiation doses must be measured, to associate with this acquisition chain means of communication at a distance, in particular wireless, for example radiofrequency, capable of transmitting the signals delivered by the different detectors 11 i, and of deporting outside the irradiated environment the signal processing chain, comprising in particular the processor 25, the memories 26, 27 and the bus 24, also associating remote communication means, including wireless, for example radiofrequency, allowing the reception of signals from the acquisition chain.
  • the acquisition chain can be placed on board a space satellite and the processing chain can be placed on the ground.

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Abstract

L'invention concerne un procédé et un dosimètre de mesure de différentes valeurs représentatives de doses de radiations irradiant un environnement. Le dosimètre comprend au moins deux détecteurs mixtes (11i) délivrant chacun au moins un signal électrique dépendant de la dose ionisante et de la dose non ionisante de radiations qu'il reçoit. On calcule au moins une valeur DI sol représentative d'une dose ionisante, et au moins une valeur DNI sol représentative d'une dose non ionisante, à partir des signaux électriques délivrés par les différents détecteurs, à partir d'une modélisation non linéaire de ces signaux électriques en fonction desdites valeurs, cette modélisation étant préalablement établie et paramétrée pour chaque détecteur.

Description

PROCÉDÉ ET DISPOSITIF DE DOSIMÉTRIE DES DOSES IONISANTES ET NON IONISANTES DE RADIATIONS
L'invention concerne un procédé et un dispositif de dosimétrie permettant la mesure de différentes valeurs représentatives de doses ionisantes et de doses non ionisantes de radiations irradiant un environnement.
De nombreuses solutions ont été envisagées par le passé pour permettre la dosimétrie des radiations, c'est-à-dire des flux de particules chargées à haute énergie (électrons, protons, particules alpha,...) ou des rayonnements électromagnétiques de longueur d'onde plus faible que le domaine visible (rayons gamma, rayons X, ultraviolets,...). Ces radiations sont en effet nuisibles pour les êtres vivants et/ou les composants électroniques. Il est donc utile de pouvoir en réaliser une mesure dosimétrique, par exemple à bord des systèmes spatiaux, dans les aéronefs, dans les environnements nucléaires (centrales électriques, sous- marins,...) ...
L'un des problèmes posés dans ce contexte consiste à pouvoir réaliser une mesure qui à la fois est représentative de l'intégralité des différentes radiations potentiellement nuisibles, mais permette aussi de discriminer différentes natures d'effets (ionisants et non ionisants) des radiations. Simultanément, cette mesure doit pouvoir être effectuée avec un appareillage simple, robuste, transportable, et produisant des résultats fiables.
À cette fin, la démarche naturelle envisagée jusqu'à maintenant consiste à associer une pluralité de détecteurs, chaque détecteur étant dédié à la mesure de l'une ou l'autre des natures de radiations. Néanmoins, outre que les détecteurs dédiés à la mesure d'une radiation unique sont rares et particulièrement complexes en pratique, pour certaines natures de radiations, il n'existe pas de détecteur spécifique limité à la mesure de ces radiations. Par exemple, FR 2039186 décrit un dosimètre à thermoluminescence comprenant une pluralité de détecteurs différents, chaque détecteur étant sensible à une ou plusieurs radiations, les différents détecteurs sensibles à une même radiation commune présentant la même sensibilité, de sorte que les mesures individuelles de chacune des radiations sont supposées pouvoir être obtenues soit par lecture directe d'une mesure réalisée par un détecteur, soit par différence entre les signaux délivrés par différents détecteurs. Par exemple, ce document estime qu'il est possible d'obtenir une mesure des neutrons par différence entre les signaux produits par deux détecteurs de même sensibilité, l'un étant sensible aux rayons gamma, l'autre étant sensible à la fois aux rayons gamma et aux neutrons.
Les inventeurs ont néanmoins déterminé qu'un tel procédé ne donne pas de bons résultats en pratique. En effet, tout d'abord, la fabrication de détecteurs de même sensibilité est en pratique quasiment impossible. En outre, même avec la même sensibilité, il s'avère que la mesure indirecte par différence entre les signaux produits par différents détecteurs n'est pas correcte.
Dans le même sens, US 2010/0102249 décrit un dosimètre à état solide luminescent permettant de mesurer les doses de neutrons et les doses de rayons gamma individuellement par comparaison des signaux délivrés par un détecteur/convertisseur fournissant une mesure de la dose des neutrons et des rayons gamma rapides, par un détecteur/convertisseur fournissant une mesure de la dose des neutrons et rayons gamma modérés, et par un détecteur/convertisseur fournissant une mesure de la dose des rayons gamma. Selon ce document, les doses des neutrons rapides et des neutrons modérés sont obtenues par soustraction de la dose des rayons gamma. Mais, là encore, cette hypothèse est contredite par les résultats pratiques. De nombreux autres documents suggèrent la même méthode, erronée en pratique, de discrimination par comparaison ou soustraction (US 6140651, «Silicon Semiconductor Detectors for Various Nuclear Radiations » H. Kitaguchi et al, IEEE transactions on nuclear science, Vol 43, N°3 Juin 1996,...).
L'invention vise donc à résoudre ce problème général consistant à permettre d'obtenir de façon fiable la mesure de différentes valeurs représentatives de doses de radiations à partir d'un même dosimètre placé dans un environnement irradié.
L'invention vise également à proposer une solution qui simultanément soit simple, puisse être mise en œuvre avec un dosimètre de faible volume et de faible masse, à faible coût, avec une faible consommation électrique, susceptible de couvrir une vaste gamme de radiations et d'énergie des radiations. Plus particulièrement, l'invention vise à proposer une solution susceptible d'être appliquée avec fiabilité aussi bien pour les systèmes spatiaux en orbite basse, moyenne ou géostationnaire, ou autres missions spatiales, à bord des aéronefs ou dans les environnements terrestres nucléaires.
L'invention vise également à proposer une solution qui permette, au moins dans certains environnements, d'obtenir de façon simple une évaluation du spectre de fluence différentielle en énergie des radiations.
Dans tout le texte, on désigne par :
- « dose ionisante » de radiations, la valeur DI définie par la relation suivante :
Figure imgf000005_0001
où LET exprimée en MeV.cm2/g est la perte d'énergie sous forme ionisante (pouvoir d'arrêt électronique), E est l'énergie des radiations incidentes, et Φ est la fluence des radiations exprimée en nombre de particules par centimètre carré. LET(E) dépend de la nature et de l'énergie E des particules incidentes formant les radiations ainsi que du matériau cible recevant les radiations (cf. «Space Radiation Environment and its Effects on Spacecraft Components and Systems Conf. (SREC04), Cepadues Editions, 2004, notamment pages 83-104 ; 145-148 ; 175-183). La dose ionisante est généralement exprimée en rad (1 J/kg = 1 Gy = 100 rad) ; dans ce cas, on peut alors utiliser la formule suivante :
DI = 1,6 . 10"11 LET (E) Φ (krad) quand LET est exprimée en MeV.cm2/g
- « dose non ionisante » (ou dose de détérioration par déplacement) de radiations, la valeur DNI définie par la relation suivante :
DM = NIEL(E) Φ (MeV/g)
où NIEL est la perte d'énergie sous forme non-ionisante exprimée en MeV.cm2/g, E est l'énergie des radiations incidentes, et c£ est la fluence des radiations en nombre de particules par centimètre carré. NIEL(E) dépend de la nature, de l'énergie E des particules incidentes formant les radiations, ainsi que du matériau cible recevant les radiations (cf. «Space Radiation Environment and its Effects on Spacecraft Components and Systems Conf. (SREC04), Cepadues Editions, 2004, notamment pages 83-104 ; 145-148 ; 175-183), - « modélisation » d'un paramètre en fonction d'au moins une variable, toute expression mathématique exprimant ce paramètre en fonction de ladite (desdites) variable(s).
L'invention concerne donc un procédé de mesure de différentes valeurs représentatives de doses de radiations irradiant un environnement, dans lequel on place dans ledit environnement un dosimètre comprenant une pluralité de détecteurs de radiations délivrant chacun au moins un signal électrique dépendant de doses ionisantes et/ou non ionisantes de radiations qu'il reçoit, le nombre des détecteurs étant supérieur ou égal au nombre des différentes doses à mesurer, caractérisé en ce qu'on utilise un dosimètre comprenant au moins deux détecteurs, dits détecteurs mixtes, délivrant chacun au moins un signal électrique dépendant d'une dose ionisante et d'une dose non ionisante de radiations qu'il reçoit, au moins deux détecteurs mixtes présentant des propriétés de variation des signaux qu'ils délivrent en fonction desdites doses qui sont différentes d'un détecteur à l'autre, et en ce qu'on calcule au moins une valeur DIsoi représentative d'une dose ionisante, et au moins une valeur DNIsoi représentative d'une dose non ionisante, à partir des signaux électriques délivrés par les différents détecteurs, à partir d'une modélisation non linéaire de ces signaux électriques en fonction desdites valeurs DIsoi DNIsoi, cette modélisation étant préalablement établie et paramétrée pour chaque détecteur.
L'invention s'étend également à un dosimètre permettant la mise en œuvre d'un procédé selon l'invention.
L'invention concerne donc également un dosimètre de mesure de différentes valeurs représentatives de doses de radiations irradiant un environnement, apte à délivrer un signal représentatif de radiations qu'il reçoit, comprenant une pluralité de détecteurs de radiations délivrant chacun au moins un signal électrique dépendant de doses ionisantes et/ou non ionisantes de radiations qu'il reçoit, le nombre des détecteurs étant supérieur ou égal au nombre des différentes doses à mesurer, caractérisé en ce qu'il comprend :
- au moins deux détecteurs, dits détecteurs mixtes, délivrant chacun au moins un signal électrique dépendant d'une dose ionisante et d'une dose non ionisante de radiations qu'il reçoit, au moins deux détecteurs mixtes présentant des propriétés de variation des signaux qu'ils délivrent en fonction desdites doses qui sont différentes d'un détecteur à l'autre,
-des moyens de mémorisation, pour chaque détecteur, de paramètres d'une modélisation non linéaire des signaux électriques délivrés par le détecteur en fonction des valeurs de ladite dose ionisante et de ladite dose non ionisante de radiations reçues par ce détecteur,
- des moyens de calcul d'au moins une valeur DIsoi représentative d'une dose ionisante, et d'au moins une valeur DNIsoi représentative d'une dose non ionisante, à partir des signaux électriques délivrés par les différents détecteurs, à partir d'une modélisation non linéaire de ces signaux électriques en fonction desdites valeurs DIsoh DNIsoh cette modélisation étant préalablement établie et paramétrée pour chaque détecteur à partir de paramètres mémorisés dans les moyens de mémorisation.
Ainsi, contrairement à l'état de la technique dans lequel il est préconisé d'utiliser des détecteurs spécifiques distincts mais de mêmes sensibilités vis-à-vis d'une même catégorie de radiations, et de déduire une valeur de dose par différence (ce qui constitue une modélisation linéaire), l'invention consiste au contraire à utiliser au moins deux détecteurs mixtes présentant des propriétés différentes de variation des signaux qu'ils délivrent en fonction de la dose ionisante et de la dose non ionisante, et une modélisation non linéaire pour obtenir au moins une valeur DIsoi représentative de la dose ionisante, et au moins une valeur DNIsoi représentative de la dose non ionisante. Les inventeurs ont constaté en effet que ce procédé permet d'obtenir des mesures fiables.
Avantageusement et selon l'invention, on utilise un dosimètre comprenant une pluralité de détecteurs mixtes de même nature mais présentant des caractéristiques de variations des signaux électriques qu'ils fournissent en fonction desdites doses reçues qui sont différentes. En effet, la modélisation non linéaire établie pour chaque détecteur permet d'obtenir une équation reliant le(s) signal(ux) électrique(s) délivré(s) par ce détecteur aux valeurs de la dose ionisante et de la dose non ionisante recherchées. Dès lors que les détecteurs mixtes présentent des caractéristiques de variations différentes, l'équation correspondant à ladite modélisation non linéaire sera différente (c'est-à-dire exprimée avec des valeurs de paramètres différentes) d'un détecteur à l'autre, et les différences entre ces différentes équations de modélisation sont suffisamment importantes pour permettre d'extraire les valeurs recherchées à partir des différentes équations. À ce titre, les inventeurs ont en particulier constaté avec surprise et contrairement à ce qui pouvait être pensé et recherché dans l'état de la technique, que deux détecteurs mixtes, même s'ils sont de même nature, voire même issus du même fabricant, ont en pratique des caractéristiques de réponses très différentes ce qui, dans le cadre de l'invention, est en réalité un avantage. Il suffit en général d'utiliser des détecteurs mixtes de spécifications techniques différentes -notamment de références commerciales différentes et/ou issus de fabricants différents-. Le fait que les propriétés de variation des signaux délivrés par les détecteurs mixtes soient différentes d'un détecteur mixte à l'autre entraînent que les courbes de variation de ces signaux en fonction de la dose ionisante et de la dose non ionisante pour ces détecteurs mixtes sont sécantes en au moins un point d'intersection.
Dans un procédé selon l'invention, on utilise un dosimètre comprenant un nombre de détecteurs mixtes suffisant pour permettre l'obtention des différentes valeurs recherchées à partir de ladite modélisation non linéaire. En particulier, notamment pour obtenir exclusivement les deux valeurs DIsoh DNIsoi, avantageusement et selon l'invention on utilise un dosimètre constitué d'un nombre de détecteurs mixtes compris entre 3 et 20, notamment de l'ordre de 5 à 10. Le fait d'utiliser un nombre de détecteurs mixtes au moins égal à 3, ces détecteurs mixtes présentant tous deux à deux des propriétés de variations différentes, permet d'assurer qu'une solution unique existe pour l'obtention des valeurs DIsoh DNIsoi, à partir de ladite modélisation non linéaire. Par ailleurs, un nombre plus important de détecteurs mixtes permet d'améliorer la précision de la valeur obtenue, et ce pour une gamme de variation plus étendue de doses (ionisantes et non-ionisantes). En effet, certains détecteurs sont plus sensibles pour de faibles doses, tandis que d'autres sont plus sensibles pour de fortes doses. En conséquence, il est avantageux d'utiliser une pluralité de détecteurs mixtes pour couvrir une plus large gamme de variation de dose.
Dans le principe, tout type de détecteur mixte peut être utilisé dans un procédé selon l'invention. Néanmoins, avantageusement et selon l'invention, on utilise un dosimètre dont les détecteurs comportent des éléments sensibles à état solide, notamment des éléments solides formés de composants électroniques. En effet, il existe de nombreux types de détecteurs mixtes présentant un élément sensible à état solide, notamment à substrat de silicium ou d'arséniure de gallium. Ces détecteurs sont simples, robustes, fiables, peu encombrants, légers, et peuvent être intégrés au sein d'un même circuit ou assemblage électronique, voire même au sein d'un même circuit intégré.
Avantageusement et selon l'invention, on utilise un dosimètre comprenant une pluralité de détecteurs mixtes choisis parmi les composants optoélectroniques : les optocoupleurs, les photodiodes, les phototransistors, les capteurs CCD, les capteurs APS ; les composants électroniques bipolaires et les composants électroniques BiCMOS. Dans un mode de réalisation préférentiel particulièrement avantageux, et selon l'invention, on utilise un dosimètre comprenant une pluralité d'optocoupleurs à titre de détecteurs mixtes. Les optocoupleurs sont en effet particulièrement faciles d'utilisation et de caractérisation. Ils ne nécessitent pas de source de lumière additionnelle.
En outre, avantageusement et selon l'invention, rien n'empêche d'utiliser un dosimètre comprenant en outre au moins un détecteur sensible principalement ou uniquement à une dose ionisante de radiations et/ou au moins un détecteur sensible principalement ou uniquement à une dose non ionisante de radiations. À ce titre, on peut utiliser un dosimètre comprenant en outre au moins un détecteur principalement sensible à la dose ionisante des radiations qu'il reçoit, et substantiellement insensible à la dose non ionisante des radiations qu'il reçoit, choisi parmi les composants électroniques MOS et les fibres optiques. Et on peut aussi utiliser un dosimètre comprenant en outre au moins un détecteur principalement sensible à la dose non ionisante des radiations qu'il reçoit, et substantiellement insensible à la dose ionisante des radiations qu'il reçoit, choisi parmi les diodes laser, les diodes électroluminescentes, les diodes PIN et les cellules photovoltaïques.
Dans un procédé et un dosimètre selon l'invention, différentes modélisations non linéaires peuvent être utilisées. Avantageusement et selon l'invention, ladite modélisation non linéaire est une modélisation comprenant une fonction polynomiale de degré supérieur ou égal à 2, c'est-à-dire une modélisation exprimant les valeurs des signaux délivrés par chaque détecteur mixte en fonction desdites valeurs recherchées DIsoh DNIsoi de la dose ionisante et de la dose non ionisante, cette modélisation incorporant au moins une fonction polynomiale de degré supérieur ou égal à 2. Avantageusement et selon l'invention, ladite modélisation non linéaire comprend une fonction polynomiale de degré 2.
En outre, avantageusement et selon l'invention, ladite modélisation non linéaire est une modélisation exprimant les valeurs des signaux délivrés par chaque détecteur mixte, et comprend une fonction monotone continue desdites valeurs DIsoh DNIsoi recherchées, notamment d'une fonction logarithmique -de préférence le logarithme décimal- de chacune de ces valeurs.
Par ailleurs, dans un procédé et un dosimètre selon l'invention il est possible de calculer différentes valeurs représentatives de la dose ionisante et de la dose non ionisante de radiations de différentes natures.
Néanmoins, avantageusement et selon l'invention, on calcule une valeur DIsoi représentative de la dose ionisante totale de toutes les radiations reçues, et une valeur DNIsoi représentative de la dose non ionisante totale de toutes les radiations reçues.
Avantageusement et selon l'invention, ces valeurs DIsoh DNIsoi sont obtenues à partir d'une modélisation par une fonction qui est la composée d'une première fonction polynomiale de degré supérieur ou égal à 2 -notamment égal à 2- et d'une deuxième fonction monotone continue de ces deux valeurs DIsoh DNIsoi. Ladite deuxième fonction monotone continue peut-être par exemple une fonction linéaire ou une fonction logarithmique -de préférence le logarithme décimal-, ou autre. À titre de modélisation, on peut par exemple utiliser la modélisation décrite dans la publication «Implementation of a « Design of Experiments » Methodology for the Prédiction of Phototransistor Dégradation in a Space Environment » P. Spezzigu et al IEEE transactions on nuclear science, Vol 56, N°4, août 2009. D'autres modélisations non linéaires peuvent être envisagées.
Les inventeurs ont en particulier déterminé que l'obtention des deux valeurs DIsoh DNIsoi de la dose ionisante totale et de la dose non ionisante totale est en général suffisante dans la plupart des applications, et que l'utilisation d'une telle modélisation polynomiale du deuxième degré du logarithme décimal de ces valeurs est particulièrement fidèle. Ainsi, avantageusement et selon l'invention on calcule exclusivement les valeurs DIsoi représentative de ladite dose ionisante totale, et DNIsoi représentative de ladite dose non ionisante totale, et on utilise un dosimètre comprenant au moins 3 détecteurs mixtes.
Avantageusement un dosimètre selon l'invention est aussi caractérisé par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus en relation avec le procédé selon l'invention. Un dosimètre selon l'invention peut être renfermé dans un seul et même boîtier incorporant à la fois les différents détecteurs, les moyens de mémorisation et les moyens de calcul, ainsi que les différents composants et accessoires nécessaires au fonctionnement de ces éléments. En variante, rien n'empêche de prévoir que le dosimètre selon l'invention soit formé en plusieurs dispositifs séparés et distants, par exemple un dispositif de détection placé dans l'environnement pour la mesure des radiations, ce dispositif de détection communiquant à distance avec un dispositif de traitement des signaux délivrés par les différents détecteurs, ce dispositif de traitement étant situé en dehors de l'environnement irradié. Par exemple, un dosimètre selon l'invention peut être formé d'un dispositif de détection embarqué à bord d'un système spatial et communiquant à distance avec un dispositif de traitement situé au sol et incorporant lesdits moyens de mémorisation et lesdits moyens de calcul.
L'invention s'étend également à un procédé de mesure mis en œuvre dans un dosimètre selon l'invention. L'invention s'étend également à un procédé de mesure et à un dosimètre caractérisés en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après.
D'autres buts, caractéristiques, et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante qui se réfère aux figures annexées dans lesquelles :
-la figure 1 est un schéma synoptique fonctionnel illustrant un mode de réalisation d'un dosimètre selon l'invention,
-la figure 2 est une représentation graphique des différentes courbes représentant les variations des doses DI et DNI pour lesquelles les réponses des détecteurs d'un dosimètre selon l'invention correspondent à des valeurs mesurées pour une même irradiation,
-la figure 3 est un schéma synoptique fonctionnel illustrant plus en détail les étapes d'un procédé selon l'invention permettant le calcul des valeurs de doses pouvant être extraites des signaux délivrés par les détecteurs d'un dosimètre selon l'invention,
-la figure 4 est un schéma synoptique fonctionnel illustrant plus en détail les étapes d'un procédé selon l'invention permettant l'obtention d'un spectre de fluence différentielle énergétique,
-la figure 5 est une représentation graphique d'un exemple de spectre de fluence différentielle énergétique pouvant être obtenu selon l'invention.
Un dosimètre selon l'invention tel que représenté figure 1, comprend une pluralité de N détecteurs 111? l li, 11N, collectivement référencés l li ci-après, N étant un entier naturel supérieur à 2, chacun de ces détecteurs l li délivrant au moins un signal électrique représentatif d'une dose de radiations ionisantes et/ou non ionisantes qu'il reçoit. Un dosimètre selon l'invention comprend au moins deux détecteurs mixtes sensibles à la fois à la dose ionisante et à la dose non ionisante des radiations qu'il reçoit, c'est-à-dire délivrant chacun au moins un signal électrique dépendant de la dose ionisante et de la dose non ionisante des radiations qu'il reçoit. Dans le mode de réalisation préférentiel de l'invention et comme représenté figure 1, tous les détecteurs du dosimètre selon l'invention sont des détecteurs mixtes. Et tous ces détecteurs mixtes peuvent être ou non similaires dans leur nature. Avantageusement, et selon l'invention, une majorité des détecteurs l li est formée d'optocoupleurs (également désignés photocoupleurs), c'est-à-dire des composants électroniques comprenant chacun une diode électroluminescente LED 15 et un phototransistor 16 éclairé par cette dernière. Un tel détecteur est en effet à la fois sensible à la dose ionisante et à la dose non ionisante des différentes radiations qu'il reçoit, et fournit des signaux analogiques simples à obtenir et à exploiter, est en outre robuste et compatible avec de multiples environnements, spatiaux ou terrestres, et est de petite taille et de faible coût. Il est autonome dans son fonctionnement et en particulier ne nécessite pas l'adjonction d'une source de lumière additionnelle. Il est donc facile à utiliser et à caractériser.
D'autres détecteurs mixtes peuvent cependant être utilisés dans un dosimètre selon l'invention, par exemple choisis parmi des composants optoélectroniques choisis dans le groupe comprenant les capteurs CCD (capteurs d'images à transfert de charge), les capteurs APS (capteurs d'images à pixels actifs), les photodiodes, les phototransistors, les optocoupleurs, les transistors bipolaires, les circuits intégrés en technologie bipolaire, les circuits intégrés en technologie BiCMOS...
Rien n'empêche de prévoir, dans un dosimètre selon l'invention, un ou plusieurs détecteur(s) sensible(s) principalement -notamment uniquement- à la dose ionisante des radiations, et/ou un ou plusieurs détecteur(s) sensible(s) principalement -notamment uniquement- à la dose non ionisante des radiations, et/ou un ou plusieurs détecteur(s) sensible(s) principalement -notamment uniquement- à une nature spécifique de radiations (par exemple choisie parmi les radiations de neutrons, protons, rayons gamma,...). Rien n'empêche non plus de prévoir dans un dosimètre selon l'invention plusieurs détecteurs de natures différentes. Dans un mode de réalisation avantageux, un dosimètre selon l'invention comprend, à titre de détecteurs l li, une majorité d'optocoupleurs, par exemple cinq optocoupleurs, et un ou plusieurs phototransistor(s), par exemple deux phototransistors. Dans l'exemple représenté figure 1, tous les détecteurs l li sont des optocoupleur s.
Le dosimètre selon l'invention comprend une source 12 de tension de polarisation et un régulateur de tension 13 alimentant un démultiplexeur analogique 14 dont les sorties permettent chacune de polariser une LED 15 d'émission d'un détecteur optocoupleur l li par l'intermédiaire d'une résistance série 17, formant une source de courant d'alimentation de la LED 15. Chaque sortie du démultiplexeur analogique 14 alimente une et une seule LED 15 d'émission d'un et un seul détecteur optocoupleur 11i.
Une source 18 de tension de polarisation et un régulateur de tension 19 alimentent également un démultiplexeur analogique 20 dont les sorties permettent chacune de polariser un phototransistor 16 d'un détecteur optocoupleur l li. Le signal de sortie de chaque phototransistor 16 est transmis sur l'une des entrées d'un multiplexeur analogique 21, par l'intermédiaire d'une résistance 22 parallèle de charge interposée entre cette entrée et la masse. Chaque entrée du multiplexeur analogique 21 reçoit un et un seul signal de sortie (tension induite par le courant du phototransistor aux bornes de la résistance 22 parallèle de charge) d'un et un seul phototransistor 16.
L'ensemble décrit ci-dessus constitue donc une chaîne d'acquisition d'un dosimètre selon l'invention.
La sortie numérique du convertisseur 23 analogique/numérique est reliée à un bus central 24 communiquant avec un processeur 25, avec une mémoire programmable 26, notamment de type EEPROM, et avec une mémoire vive 27, notamment de type SDRAM, cet ensemble constituant un module de traitement des signaux issus de la chaîne d'acquisition.
Le multiplexeur analogique 21 présente une sortie reliée à l'entrée d'un convertisseur 23 analogique/numérique, dont la sortie délivre des signaux numériques représentatifs de la tension de sortie aux bornes de la résistance 22 parallèle de chaque phototransistor 16, successivement, cette tension de sortie variant en fonction de la dose ionisante et de la dose non ionisante de radiations reçues par chaque détecteur l li. Plus exactement, dans un optocoupleur, c'est le taux de transfert en courant (désigné CTC pour « coefficient de transfert en courant »), c'est-à-dire le rapport entre le courant d'alimentation de la LED 15 et le courant de sortie du phototransistor, qui est représentatif des doses ionisante et non ionisante de radiations reçues par cet optocoupleur 1 li.
Pour chaque détecteur optocoupleur 11 i le taux de transfert en courant CTCi normalisé par rapport à sa valeur avant irradiation peut être exprimé par une modélisation mathématique analytique non linéaire en fonction d'une valeur DI représentative d'une dose ionisante, et d'une valeur DNI représentative d'une dose non ionisante de radiations reçues par le détecteur optocoupleur 1 1^.
Cette modélisation non linéaire peut faire l'objet de différentes variantes, selon en particulier les détecteurs choisis, leurs caractéristiques de réponse, la nature des principales radiations attendues dans l'environnement considéré... La modélisation non linéaire retenue doit par ailleurs permettre l'extraction des valeurs recherchées DIsoh DNIsoi.
Cela étant, les inventeurs ont déterminé que, notamment dans le cas de détecteurs formés d'optocoupleurs et/ou de phototransistors, avantageusement et selon l'invention, cette modélisation non linéaire est avantageusement une modélisation par une fonction qui est la composée d'une première fonction polynomiale de degré supérieur ou égal à 2 -notamment égal à 2- et d'une deuxième fonction monotone continue de ces valeurs DI, DNI, cette deuxième fonction monotone continue pouvant être par exemple choisie parmi une fonction linéaire, une fonction affine, une fonction exponentielle, une fonction logarithmique, une conique (parabole ou hyperbole),... mais étant avantageusement et de préférence une fonction logarithmique, par exemple la fonction logarithmique décimal (log).
En particulier, avantageusement et selon l'invention, d'excellents résultats ont été obtenus, de façon surprenante, avec une modélisation polynomiale du deuxième degré du logarithmique décimal (log) des valeurs DI, DNI, selon la formule (I) suivante :
Figure imgf000015_0001
Les coefficients B0 b Bl b B2 b B3 b B4 b B5 b sont des nombres réels indépendants des valeurs DI, DNI, qui varient d'un détecteur 1 li à un autre, et peuvent être déterminés par étalonnage préliminaire de chaque détecteur 1 li comme indiqué ci-dessous.
Dans toute la suite, on considère que la modélisation non linéaire utilisée est celle correspondant à la formule (I).
Le procédé général pouvant être mis en œuvre dans un dosimètre selon l'invention est schématisé figure 3.
Dans une première phase préalable de configuration, non représentée figure 2, qui peut être exécutée une seule fois et n'a pas à être réitérée pour chaque mesure, le dosimètre selon l'invention est étalonné, les différents coefficients B0> Bl b B2 b B3 b B4 b B5 b étant déterminés pour chaque détecteur 11 i.
Pour ce faire, le dosimètre est exposé en laboratoire à différents rayonnements oj de référence (j étant le nombre de rayonnements différents utilisés) comprenant des radiations susceptibles de produire des effets ionisants et/ou non ionisants et dont les valeurs DI, DNI de la dose ionisante et de la dose non ionisante sont connues. Suite à chacune de ces expositions oj, les valeurs CTCi(oj) des taux de transfert de courant délivrés par les différents détecteurs l li sont mesurées et enregistrées. On obtient alors, pour chaque détecteur l li un système de j équations duquel on peut extraire les coefficients B0 b Bl b B2 b B3 b B4 b B5 i, dès lors que j est supérieur ou égal à six et que le déterminant du système est non nul.
Avantageusement, de préférence, on réalise neuf expériences, avec neuf rayonnements différents, par exemple comme décrit dans la publication «Implementation of a « Design of Experiments » Methodology for the Prédiction of Phototransistor Dégradation in a Space Environment » P. Spezzigu et al IEEE transactions on nuclear science, Vol 56, N°4, août 2009. Et on extrait pour chaque détecteur optocoupleur l li les six coefficients B0>b Bl b B2 b B3 b B4 b B5 i, des neuf équations, par exemple par la méthode des moindres carrés standard comme décrit également dans cette publication. Les différents coefficients B0>b Bl b B2 b B3 b B4 b B5 i, pour les différents détecteurs l li sont enregistrés dans la mémoire EEPROM 26.
Il est à noter que l'étalonnage réalisé dans cette première phase peut être spécifiquement adapté en fonction de l'environnement dans lequel le dosimètre est destiné à être utilisé ultérieurement, en particulier en fonction de la nature des radiations présentes dans cet environnement. En particulier, les différents rayonnements oj de référence utilisés pour obtenir les coefficients B0 , Bl h B2 , B3 i, B^u B5 i, peuvent être choisis de façon à correspondre au plus près aux radiations présentes dans l'environnement d'utilisation future du dosimètre selon l'invention.
Lors de l'utilisation du dosimètre ainsi étalonné, ce dernier est placé dans l'environnement subissant les radiations, et les valeurs des tensions de sortie des détecteurs optocoupleurs l li fournies par les différents détecteurs l li à la sortie du convertisseur 23 sont enregistrées dans la mémoire SDRAM 27.
À partir de ces différentes valeurs de tensions de sortie, de la valeur de la résistance de charge 22 et des valeurs de la tension d'alimentation délivrée par leur régulateur de tension 13 et de la résistance série 17 d'alimentation de la LED 15, le processeur 25 calcule, pour chaque détecteur optocoupleur l li d'une part l'intensité du courant d'alimentation de la LED 15, d'autre part l'intensité du courant de sortie du phototransistor, et la valeur du taux de transfert de courant CTCi . Ces différentes valeurs CT sont enregistrées dans la mémoire EEPROM 26 lors de l'étape 31 d'acquisition.
On obtient ainsi N équations Et présentant deux inconnues : les valeurs des doses DI, DNI.
Or, les inventeurs ont déterminé que, bien que les détecteurs l li soient similaires (par exemple en majorité ou tous constitués d'optocoupleurs), si les spécifications techniques de ces différents détecteurs sont différentes (ce qui peut être le cas par exemple en choisissant des références commerciales différentes et/ou des fabricants différents), ces différentes équations sont en pratique toutes suffisamment différentes les unes des autres de façon à permettre l'extraction d'une solution commune DIsoh DNIsoi pour les valeurs DI, DNI. Cela est en particulier illustré par la figure 2 qui montre que les différentes courbes représentatives respectivement des différentes équations peuvent présenter de multiples points d'intersection, mais qu'il existe en réalité une zone d'intersection commune, pouvant correspondre à des valeurs représentatives des valeurs DIsoh DNIsoi réelles recherchées. Sur la figure 2, chacune des courbes correspond à l'une des équations Et polynomiales de degré 2 obtenue pour un détecteur 1 li.
Ainsi, contrairement à l'état de la technique dans lequel on cherche à utiliser des détecteurs différents les uns des autres et de même sensibilité et propriétés de variations, et à procéder par différence des réponses fournies par les différents détecteurs, l'invention consiste à utiliser des détecteurs tous similaires, et à constater qu'en pratique tous ces détecteurs similaires présentent en réalité des réponses différentes, permettant l'extraction des valeurs DIsoh DNIsoi à partir d'une modélisation non linéaire.
Mathématiquement, cette extraction se ramène à résoudre un système de N équations (N étant le nombre de références différentes d'optocoupleurs utilisées) à deux inconnues : DI et DNI.
On a :
Figure imgf000018_0001
On peut résoudre ce système surdéterminé et non-linéaire en minimisant la somme des écarts quadratiques entre les résultats de mesure et les prédictions polynomiales. Cela se traduit par :
Figure imgf000018_0002
Pour trouver le minimum de ε(ΌΝΙ, Όΐ), le système suivant doit être résolu :
Figure imgf000018_0003
Figure imgf000019_0003
étant la solution recherchée.
Il est à noter qu'en toute rigueur, la condition (IV) n'est pas suffisante pour statuer sur la nature (minimum, maximum, col, ...) du point critique
Il faudrait pour cela rajouter les conditions suivantes pour être certain
Figure imgf000019_0004
d'avoir un minimum local de la fonction ε :
Figure imgf000019_0001
Mais, dans la mesure où il existe, par principe, un minimum local, on peut se contenter de résoudre le système (IV) puis de vérifier, a posteriori, que les inégalités précédentes sont bien satisfaites.
Le développement de l'équation (III) permet d'obtenir la forme suivante :
Figure imgf000019_0002
Figure imgf000020_0001
Les équations (IV) peuvent se réécrire sous la forme
Figure imgf000020_0002
L'équation (Vll-a) peut être résolue en utilisant la méthode de
Tartaglia-Cardan applicable aux polynômes de degré 3. On obtient alors une relation analytique entre
Figure imgf000020_0003
En identifiant l'équation (VII- a) à une équation de la forme ax3 + bx2 + ex + d = 0 et en utilisant les notations usuelles de la méthode de
Tartaglia-Cardan, il vient le système (VIII) :
Figure imgf000021_0001
Les solutions de l'équation Vll-a sont données par
Figure imgf000021_0002
Figure imgf000022_0001
Selon le signe de les 3 expressions de xi peuvent alors
Figure imgf000022_0002
être injectées à tour de rôle dans (VH-b) pour obtenir l'équation (X) suivante :
Figure imgf000022_0003
Cette équation transcendante (X) peut être résolue numériquement pour déterminer DNIsol pour chaque xi par exemple selon les méthodes de Ridder et de Brent. En pratique, l'équation (X) peut présenter plusieurs racines DNIsol qu'il faut déterminer. Connaissant ces différentes racines, les DIsol associées peuvent être calculées à partir des relations IX-a, IX-b et IX-c précédemment établies. Le couple {DNI sol ,DI sol ) recherché est celui qui minimise la fonction
Figure imgf000022_0004
Ainsi, dans le procédé selon l'invention schématiquement représenté figure 3, lors de la première étape 31, les différentes valeurs CTCi délivrées par les différents détecteurs 1 1i sont mémorisées en mémoire 26. À partir de ces différentes valeurs et des coefficients B0 i, Bl b B2 i, B3 i, B4 i, B5 i, également mémorisés en mémoire 26, le processeur calcule les différents paramètres AQ a Aj4 a partir des équations (VI) lors de l'étape 32. Lors de l'étape subséquente 33, le processeur calcule les valeurs a, b, c, d, p, q, Δ du système (VIII). Lors de l'étape subséquente 34, le processeur calcule DNIsoi en résolvant l'équation transcendante (X). Lors de l'étape subséquente 35, le processeur calcule DIsoi à partir des relations (IX)·
Il est à noter que d'autres procédés d'extraction des valeurs recherchées DIsoi DNIsoi sont possibles à partir de la modélisation non linéaire selon l'invention.
Par exemple, il est possible de rechercher les différents points d'intersection des différentes paires de courbes correspondant à la formule de la modélisation retenue. Autrement dit, pour chaque paire d'équations, c'est-à-dire pour chaque paire de détecteurs 11 i7 l lj les valeurs DI, DNI qui satisfont simultanément aux deux équations sont recherchées et enregistrées dans la mémoire EEPROM 26. On calcule tout d'abord les racines du polynôme d'une première équation Et et on substitue cette valeur dans une deuxième équation Ej dont on calcule ensuite les racines. On obtient alors différentes valeurs DNIk(i,j) de DNI susceptibles de satisfaire les deux équations Eb Ej. Pour chacune de ces valeurs, on calcule ensuite les valeurs possibles de DI. Chaque paire de valeurs ainsi obtenue est enregistrée dans la mémoire EEPROM 26. On réitère ce calcul pour toutes les paires de détecteurs. Une fois ces différents calculs exécutés, on détermine une valeur moyenne commune aux différentes valeurs obtenues sur les paires de détecteurs, éventuellement après élimination de valeurs singulières hors de limites de validité prédéterminées.
Par ailleurs, le taux de transfert de courant CTC est utilisé à titre de signal délivré dans le cas d'un détecteur mixte formé d'un optocoupleur. Dans le cas d'un détecteur mixte formé d'un autre type de composant, on utilise à titre de signal délivré par le détecteur dans la modélisation non linéaire, à la place de ce taux de transfert de courant, le paramètre pertinent variable en fonction de la dose ionisante et de la dose non ionisante de ce détecteur mixte. Ainsi, par exemple, dans le cas d'un capteur CCD ou APS, le paramètre pertinent à titre de signal délivré est le courant d'obscurité ; dans le cas d'une photodiode ou d'un phototransistor, le paramètre pertinent à titre de signal délivré est le courant d'obscurité ou le photocourant ; dans le cas d'un composant électronique bipolaire ou BiCMOS, le paramètre pertinent à titre de signal délivré est le gain en courant. Par ailleurs, dans le cas d'une diode laser ou d'une diode électroluminescente, le paramètre pertinent à titre de signal délivré est la puissance optique émise (proportionnelle au courant d'alimentation) ; dans le cas d'une fibre optique le paramètre pertinent à titre de signal délivré est l'atténuation (rapport de la puissance de sortie sur la puissance d'entrée) ; dans le cas d'un composant électronique MOS le paramètre pertinent à titre de signal délivré est la tension de seuil.
EXEMPLE :
La fiabilité du procédé selon l'invention a été démontrée par un exemple en utilisant un dosimètre composé de cinq détecteurs formés d'optocoupleurs, à savoir quatre optocoupleurs durcis (c'est-à-dire résistants aux radiations) références Mii 66168, MH66227, Mii 66223-RT2, Mii 66223-RT3, commercialisés par la société Micropac (Dallas, USA), et un optocoupleur standard référence Mii 66092 commercialisé par la société Micropac (Dallas, USA), et de deux détecteurs formés de phototransistors commercialisés par la société OPTOi (Trento, ITALIE).
Ce dosimètre a été soumis en laboratoire à un faisceau de protons de référence présentant un spectre de fluence différentielle connu correspondant à la courbe Cl de la figure 5, avec une dose ionisante connue DI = 4,2 krad, et avec une dose non ionisante connue DNI = 7 ,95 107 MeV/g.
Figure imgf000025_0001
En appliquant le procédé selon l'invention décrit ci-dessus, on a obtenu une valeur mesurée de la dose ionisante DIsoi = 4,27 krad et une valeur mesurée de la dose non ionisante DNIso! = 7,96 107 MeV/g. Comme on le voit, les valeurs obtenues selon l'invention sont très proches de la réalité (2% d'erreur sur la dose ionisante, 0,2% sur la dose non ionisante), démontrant ainsi l'excellente et surprenante fiabilité de la dosimétrie conforme à l'invention.
Par ailleurs, les inventeurs ont déterminé que dans le cas d'un environnement principalement irradié par des radiations de protons, ce qui est courant dans les environnements spatiaux des satellites terrestres en orbite basse, il est même possible d'obtenir une évaluation relativement bonne du spectre de fluence différentielle énergétique grâce à un dosimètre selon l'invention.
En effet, les inventeurs ont déterminé qu'il se trouve que les spectres de fluence différentielle énergétique dans une telle situation peuvent être assimilés en réalité à une fonction logarithmique normale d'écart type égal à 1, c'est- à-dire selon la formule (XI) suivante :
Figure imgf000026_0001
Ainsi, dans cette hypothèse, les paramètres K et μ peuvent être obtenus selon les formules (XIII) et (XIV) suivantes :
Figure imgf000026_0002
Dans les formules (XI) à (XIV) :
-ln est le logarithme népérien,
-E est l'énergie,
-la fonction LET est la fonction de transfert linéaire d'énergie des radiations ionisantes dans le matériau constitutif des détecteurs, qui est connue et tabulée dans la mémoire EEPROM 26,
-la fonction NIEL est la fonction de perte d'énergie non ionisante dans le matériau constitutif des détecteurs, qui est également connue et tabulée dans la mémoire EEPROM 26, -K est un coefficient facteur d'échelle,
-μ est la valeur moyenne de la fonction logarithmique normale,
-δΦ/δΕ est la fluence différentielle énergétique.
Ainsi, dans le procédé représenté figure 4, après les étapes 34, 35 fournissant les valeurs DIsoh DNIsoi selon l'invention, le processeur calcule le rapport DIsoi l DNIso[ lors de l'étape 41, puis, à partir de la formule (XIII), la fonction DIsoi l DNIsoi (μ) étant tabulée en mémoire EEPROM 26, détermine lors de l'étape 42 la valeur μ correspondant à ce rapport DIsoi I DNIsoh et enregistre cette valeur dans la mémoire EEPROM 26 lors de l'étape 43.
Dans l'exemple donné ci-dessus :
DIsoll DNIsol = 5,36 x 10"8 krad/MeV/g
et on obtient μ =3,41
Connaissant la valeur de μ, celle de K est calculée lors de l'étape 44 par le processeur à partir de l'une des équations (XII), par exemple en appliquant la formule (XIV) et cette valeur est enregistrée dans la mémoire EEPROM 26 lors de l'étape 45.
Dans l'exemple, on trouve K = 1,897.1010 cm"2. Il est à noter que les bornes d'intégration de la formule (XIII) ont été prises égales aux énergies de coupure du faisceau de protons de référence, à savoir 8 MeV et 190 MeV respectivement. Elles correspondent aux énergies de coupures spécifiées pour le faisceau de protons de référence.
À partir de ces deux valeurs de μ et de K, on peut tracer le spectre de la fluence différentielle selon la formule (XI). La figure 5 représente la courbe C2 correspondant au spectre de fluence différentielle énergétique obtenu dans l'exemple mentionné ci-dessus. Comme on le voit, le résultat fournit une très bonne estimation de la réalité.
Il va de soi que l'invention peut faire l'objet de nombreuses variantes par rapport aux modes de réalisation préférentiels et à l'exemple décrits ci-dessus et représentés sur les figures. En particulier, le nombre de détecteurs l li peut varier ainsi que leur nature. En outre, comme indiqué ci-dessus, d'autres formes de modélisation non linéaire peuvent être envisagées. Un dosimètre selon l'invention est particulièrement simple, compact, économique en énergie, peut être facilement étalonné et reconfiguré en fonction des différentes applications. Il peut faire l'objet de très nombreuses applications différentes, à bord des satellites spatiaux, en orbite basse, moyenne, haute ou géostationnaire, à bord de tout autre système spatial, ou au sol, pour les applications médicales, pour la sécurité des personnes dans les environnements nucléaires, pour la calibration de sources de rayonnement de référence, ou autres.
Il est à noter en particulier que les qualités de l'invention permettent d'envisager l'application d'un procédé et d'un dosimètre selon l'invention pour évaluer de façon fiable les variations des doses ionisante et non ionisante au cours du temps. Par exemple, il est possible d'utiliser un procédé et un dosimètre selon l'invention pour une première campagne de mesures dans un environnement prédéterminé, puis, après un laps de temps sans mesure, de réutiliser le même dosimètre selon l'invention pour une deuxième campagne de mesures dans le même environnement ou même dans un environnement différent. Également, on peut évaluer le flux ayant irradié un environnement dans un intervalle de temps entre deux instants, en mesurant les doses à chacun de ces deux instants et en calculant les variations de la dose ionisante et de la dose non ionisante. Lorsque les deux instants tendent à se rapprocher, on obtient une évaluation du flux. Rien n'empêche de prévoir en outre d'associer un dosimètre selon l'invention à un module spécifique qui permet d'évaluer le flux d'ionisant et le flux non ionisant en calculant la dérivée par rapport au temps de la dose ionisante, respectivement de la dose non ionisante.
Par ailleurs, il est à noter que si un dosimètre selon l'invention peut être entièrement intégré dans un même boîtier portatif, rien n'empêche de prévoir au contraire d'autres architectures plus complexes, par exemple en plaçant la chaîne d'acquisition des signaux, c'est-à-dire principalement les détecteurs l li dans l'environnement dans lequel les doses de radiations doivent être mesurées, d'associer à cette chaîne d'acquisition des moyens de communication à distance, notamment sans fil, par exemple radiofréquence, aptes à émettre les signaux délivrés par les différents détecteurs 11 i, et de déporter en dehors de l'environnement irradié la chaîne de traitement des signaux, comprenant en particulier le processeur 25, les mémoires 26, 27 et le bus 24, en y associant également des moyens de communication à distance, notamment sans fil, par exemple radiofréquence, permettant la réception des signaux en provenance de la chaîne d'acquisition. Par exemple, la chaîne d'acquisition peut être placée à bord d'un satellite spatial et la chaîne de traitement peut être placée au sol.

Claims

REVENDICATIONS
1/ - Procédé de mesure de différentes valeurs représentatives de doses de radiations irradiant un environnement, dans lequel on place dans ledit environnement un dosimètre comprenant une pluralité de détecteurs (l li) de radiations délivrant chacun au moins un signal électrique dépendant de doses ionisantes et/ou non ionisantes de radiations qu'il reçoit, le nombre des détecteurs (110 étant supérieur ou égal au nombre des différentes doses à mesurer, caractérisé en ce qu'on utilise un dosimètre comprenant au moins deux détecteurs, dits détecteurs (110 mixtes, délivrant chacun au moins un signal électrique dépendant d'une dose ionisante et d'une dose non ionisante de radiations qu'il reçoit, au moins deux détecteurs mixtes présentant des propriétés de variation des signaux qu'ils délivrent en fonction desdites doses qui sont différentes d'un détecteur à l'autre, et en ce qu'on calcule au moins une valeur DIsoi représentative d'une dose ionisante, et au moins une valeur DNIsoi représentative d'une dose non ionisante, à partir des signaux électriques délivrés par les différents détecteurs (110, à partir d'une modélisation non linéaire de ces signaux électriques en fonction desdites valeurs DIsoi DNIsoh cette modélisation étant préalablement établie et paramétrée pour chaque détecteur (11i).
21 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise un dosimètre comprenant une pluralité de détecteurs (110 mixtes de même nature et présentant des caractéristiques de variations des signaux électriques qu'ils fournissent en fonction des doses reçues qui sont différentes.
3/ - Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on utilise un dosimètre dont les détecteurs (1 10 comportent des éléments (15,16) sensibles à état solide.
4/ - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on utilise un dosimètre dont les détecteurs (110 mixtes sont choisis parmi les composants optoélectroniques : les optocoupleurs, les photodiodes, phototransistor, les capteurs CCD, les capteurs APS ; les composants électroniques bipolaires et les composants électroniques BiCMOS. 5/ - Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite modélisation non linéaire est une modélisation comprenant une fonction polynomiale de degré supérieur ou égal à 2.
6/ - Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite modélisation non linéaire est une modélisation exprimant les valeurs des signaux délivrés par chaque détecteur mixte, et comprend une fonction monotone continue desdites valeurs DIsoh DNIsoi recherchées.
Il - Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite fonction monotone continue est une fonction logarithmique.
8/ - Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'on calcule une valeur DIsoi représentative de la dose ionisante totale de toutes les radiations reçues, et une valeur DNIsoi représentative de la dose non ionisante totale de toutes les radiations reçues.
91 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'on utilise un dosimètre constitué d'un nombre de détecteurs (1 li) mixtes compris entre 3 et 20, notamment de l'ordre de 10.
10/ - Dosimètre de mesure de différentes valeurs représentatives de doses de radiations irradiant un environnement, apte à délivrer un signal représentatif de radiations qu'il reçoit, comprenant une pluralité de détecteurs (l li) de radiations délivrant chacun au moins un signal électrique dépendant de doses ionisantes et/ou non ionisantes de radiations qu'il reçoit, le nombre des détecteurs (11 étant supérieur ou égal au nombre des différentes valeurs de doses à mesurer,
caractérisé en ce qu'il comprend :
- au moins deux détecteurs, dits détecteurs (1 1 mixtes, délivrant chacun au moins un signal électrique dépendant d'une dose ionisante et d'une dose non ionisante de radiations qu'il reçoit, au moins deux détecteurs mixtes présentant des propriétés de variation des signaux qu'ils délivrent en fonction desdites doses qui sont différentes d'un détecteur à l'autre,
-des moyens (26) de mémorisation, pour chaque détecteur (l li), de paramètres d'une modélisation non linéaire des signaux électriques délivrés par le détecteur (l li) en fonction des valeurs de ladite dose ionisante et de ladite dose non ionisante de radiations reçues par ce détecteur (l li),
-des moyens (25) de calcul d'au moins une valeur DIsoi représentative d'une dose ionisante, et d'au moins une valeur DNIsoi représentative d'une dose non ionisante, à partir des signaux électriques délivrés par les différents détecteurs (l li), à partir d'une modélisation non linéaire de ces signaux électriques en fonction desdites valeurs DIsoh DNIsoi, cette modélisation étant préalablement établie et paramétrée pour chaque détecteur (l li) à partir de paramètres mémorisés dans les moyens (26) de mémorisation.
11/ - Dosimètre selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de détecteurs (l li) mixtes de même nature et présentant des caractéristiques de variations des signaux électriques qu'ils fournissent en fonction des doses reçues qui sont différentes.
12/ - Dosimètre selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que les détecteurs (l li) comportent des éléments (15, 16) sensibles à état solide.
13/ - Dosimètre selon l'une des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que les détecteurs (l li) mixtes sont choisis parmi les composants optoélectroniques : les optocoupleurs, les photodiodes, les phototransistors, les capteurs CCD, les capteurs APS ; les composants électroniques bipolaires et les composants électroniques BiCMOS.
14/ - Dosimètre selon l'une des revendications 10 à 13, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un nombre de détecteurs (l li) mixtes compris entre 3 et 20, notamment de l'ordre de 10.
15/ - Dosimètre selon l'une des revendications 10 à 14, caractérisé en ce que lesdits moyens (25) de calcul sont adaptés pour calculer une valeur DIsoi représentative de la dose ionisante totale de toutes les radiations reçues, et une valeur DNIsoi représentative de la dose non ionisante de toutes les radiations reçues.
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