FR2986397A1

FR2986397A1 - Dispositif de determination de l'energie et du debit de dose d'un accelerateur d'electrons

Info

Publication number: FR2986397A1
Application number: FR1250856A
Authority: FR
Inventors: Didier Morisseau
Original assignee: Getinge la Calhene SAS
Current assignee: Getinge Life Science France SAS
Priority date: 2012-01-30
Filing date: 2012-01-30
Publication date: 2013-08-02
Anticipated expiration: 2032-01-30
Also published as: FR2986397B1

Abstract

Dispositif de détermination de l'énergie et du débit de dose d'un faisceau d'électrons émis par un accélérateur d'électrons, le dispositif étant disposé dans le halo du faisceau d'électrons, comportant trois chambres d'ionisation (2, 4, 6) alignées suivant un axe longitudinal (X), une première chambre (2) étant celle par laquelle entre le faisceau d'électrons, et un premier filtre pour absorber une partie des électrons du faisceau, disposé entre une première (2) et une deuxième (4) chambre et un deuxième filtre (10) disposé entre la deuxième (4) et une troisième (6) chambre, chacune desdites chambres d'ionisation fournissant des mesures du courant en fonction du faisceau d'électrons qui la traverse, et des moyens de traitement des mesures de courant fournies par les chambres d'ionisation, les mesures de la première chambre (2) permettant de reconstituer la courbe de pénétration pour un faisceau d'énergie donnée.

Description

DISPOSITIF DE DETERMINATION DE L'ENERGIE ET DU DEBIT DE DOSE D'UN ACCELERATEUR D'ELECTRONS DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE ET ART ANTÉRIEUR La présente invention se rapporte à un dispositif de détermination de l'énergie et du débit de dose pour un accélérateur d'électrons, l'accélérateur étant utilisé par exemple pour la stérilisation d'objets par bombardement d'électrons à faible d'énergie sur la surface extérieure de ces objets. Les canons à électrons ou accélérateurs d'électrons sont utilisés dans le domaine médical par exemple pour le traitement des tumeurs, et dans le domaine alimentaire pour l'ionisation des aliments et également pour la stérilisation d'objets. Dans le domaine médical, l'accélérateur d'électrons comporte une chambre d'ionisation pour mesurer un débit de dose délivré par l'accélérateur.

Par exemple, le document US 3 965 434 décrit l'utilisation d'une telle chambre d'ionisation. Cependant, la chambre d'ionisation ne mesure que le débit de dose. Or, on cherche à mesurer également 25 l'énergie d'un accélérateur d'électrons. L'énergie délivrée par un accélérateur d'électrons industriel n'est pas monochromatique. En général, il s'agit d'un spectre d'énergie autour de l'énergie nominale, qui est plus ou moins étalé autour du point nominal. La courbe 30 de pénétration mesurée par la méthode du coin de pénétration tel que définie dans la norme ISO/ASTM 51649, permet de quantifier l'énergie la plus probable qui correspond au pic maximum d'énergie du spectre, et l'énergie moyenne résultant du spectre. Plus la différence entre ces deux grandeurs est grande et plus le spectre d'énergie délivré par l'accélérateur est large. Dans le domaine de la stérilisation, on utilise la dose et l'énergie délivrée pour définir la qualité d'un traitement par irradiation. Ces deux paramètres ne sont pas mesurés directement. L'accélérateur comporte des capteurs des différents paramètres tels que le courant faisceau, le courant émis par le canon et la puissance haute fréquence délivrée à la section. A partir de ces paramètres, il est possible de définir un point de fonctionnement validé par une cartographie de dose. La validation du bon fonctionnement de la machine de stérilisation se fait de la manière suivante : - les principaux paramètres accélérateurs (appelés paramètres GMP) sont mesurés des niveaux d'alarme et surveillés par de garantissant une marge variation limitée, le dépassement des seuils programmés conduisant à l'arrêt de la machine. - un système de mesure de dose et d'énergie, basée sur l'utilisation de film radiosensibles permet de contrôler la qualité du traitement pendant la production. En général, le contrôle dosimétrique au moyen des films radiosensibles se fait en début et fin de lot et l'enregistrement des paramètres accélérateur permet de valider tout le lot. Il n'existe donc pas de dispositif de détermination en temps réel de la dose et de l'énergie d'un accélérateur d'électrons. EXPOSÉ DE L'INVENTION C'est par conséquent un but de la présente invention d'offrir un dispositif de détermination en temps réel de la dose et de l'énergie d'un accélérateur d'électrons, ce dispositif de détermination ne perturbant pas le faisceau utile de l'accélérateur d'électrons. Le but précédemment énoncé est atteint par un dispositif de détermination mettant en oeuvre au moins trois chambres d'ionisation séparées par des filtres. Le dispositif est disposé dans le halo du faisceau émis par l'accélérateur d'électrons. Chaque chambre d'ionisation mesure la quantité d'électrons qui la traverse pour un faisceau d'énergie donnée, ce qui permet de tracer la courbe de pénétration et de déterminer l'énergie moyenne et l'énergie la plus probable. En outre, la première chambre donne la valeur du débit de dose du faisceau d'électrons. Ce dispositif de détermination permet de garantir la qualité du traitement continu. En outre, il ne perturbe pas le faisceau utile car il est disposé dans le halo de celui-ci. Les films radiosensibles pour effectuer la mesure peuvent alors être utilisés comme moyens de contrôle indépendant. La mesure ainsi faite peut servir de mesure de calibration. En d'autres termes, on réalise un dispositif permettant de tracer la courbe de pénétration des électrons pour une énergie donnée de l'accélérateur. Pour déterminer les points de cette courbe, plusieurs chambres d'ionisation sont mises en série. La première chambre donne le premier point qui est aussi le débit de dose délivré par l'accélérateur.

Les autres points sont obtenus avec les autres chambres d'ionisation, pour lesquels une profondeur de pénétration est simulée au moyen d'un filtre disposé en entrée de chacune des autres chambres d'ionisation. Les mesures fournies par ces chambres donnent le débit de dose à cette profondeur simulée. A partir de ces courbes l'énergie moyenne et l'énergie la plus probable du canon sont calculées. Au moins trois chambres et deux filtres sont utilisés. Pour augmenter la précision de la courbe obtenue, plus de trois chambres peuvent être utilisées. La présente invention a alors pour objet un dispositif de détermination de l'énergie et du débit de dose d'un faisceau d'électrons émis par un accélérateur d'électrons comportant au moins une première, une deuxième et une troisième chambre d'ionisation alignées suivant un axe longitudinal, la première chambre étant celle par laquelle entre les électrons du faisceau d'électrons, et des premiers moyens d'absorption partielle des électrons disposés entre la première et la deuxième chambre et des deuxièmes moyens d'absorption partielle des électrons disposés entre la deuxième et la troisième chambre, chacune desdites première, deuxième et troisième chambres d'ionisation fournissant des mesures du courant en fonction du faisceau d'électrons qui la traverse, et des moyens de traitement des mesures de courant fournies par les première, deuxième et troisième chambres d'ionisation, les mesures de la première chambre permettant de déterminer le débit de dose du faisceau d'électrons, et lesdits moyens de traitement comportant des moyens pour reconstituer la courbe de pénétration pour une énergie de faisceau donnée à partir des mesures de courant fournies par les première, deuxième et troisième chambres d'ionisation. Dans un exemple, les premiers moyens 15 d'absorption sont tels que le faisceau traversant la deuxième chambre correspond à la dose maximale pour le faisceau d'électrons d'énergie donnée. Dans un autre exemple, les deuxièmes moyens d'absorption sont tels que le faisceau traversant la 20 troisième chambre d'ionisation correspond à 50% de la dose en surface maximale pour le faisceau d'électrons d'énergie donnée. Dans un exemple avantageux, au moins l'une des chambres d'ionisation comporte deux électrodes pour 25 générer un champ électrique et une électrode de mesure. Dans un autre exemple avantageux, au moins l'une des chambres d'ionisation comporte trois électrodes pour générer un champ électrique et deux électrodes de mesure. 30 Les moyens de traitement peuvent comporter au moins un amplificateur impulsionnel en sortie d'au moins une des chambres d'ionisation et/ou un filtre passe-bande entre au moins une chambre d'ionisation et l'amplificateur impulsionnel associé. Le filtre passe-bande est de préférence entre chaque chambre d'ionisation et l'amplificateur impulsionnel associé. Par exemple, le filtre passe-bande est un filtre Butterworth Les premiers et deuxièmes moyens d'absorption partielle sont par exemple en aluminium.

Les premiers moyens d'absorption partielle peuvent avoir une épaisseur de 10,6 cm et les deuxièmes moyens d'absorption partielle ont une épaisseur de 4,5 cm, le faisceau d'électrons étant à une énergie donnée de 10 MeV.

Avantageusement, le dispositif de détermination est utilisé pour la mesure du débit de dose et d'énergie d'un accélérateur d'électrons du dispositif de stérilisation. La présente invention a également pout 20 objet un système de stérilisation comportant un accélérateur d'électrons et un dispositif de détermination selon l'invention, ledit dispositif étant disposé par rapport à l'accélérateur de telle sorte qu'il se trouve dans le halo du faisceau d'électrons 25 lorsque celui-ci est émis. La présente invention a également pout objet un procédé de détermination de l'énergie et du débit de dose mettant en oeuvre un dispositif de détermination selon l'invention, comportant les 30 étapes : a) mesure du courant traversant les première, deuxième et troisième chambres d'ionisation, b) détermination des doses correspond à chacune des profondeur de pénétration, c) tracé de la courbe de pénétration à partir des doses déterminées à l'étape b), d) détermination du débit de dose du faisceau, e) calcul de l'énergie moyenne et de l'énergie la plus probable du faisceau d'électrons. Le débit de dose peut être déterminé à partir de la mesure du courant de la première chambre d'ionisation. Les premiers et deuxièmes moyens d'absorptions partielles sont par exemple en aluminium, l'énergie moyenne étant alors calculée à partir de la formule : Ea = 6,20 x R50 (MeV), R50 étant la profondeur d'absorption pour une dosse égale à la 20 moitié de la dose maximale. Les premiers et deuxièmes moyens d'absorptions partielles peuvent être en aluminium, l'énergie la plus probable étant alors calculée à partir de la formule : 25 Ep = 0,20 + 5,09 Rp (MeV), Rp étant l'ordonnée à l'origine de la pente de la courbe de pénétration au point R50. Le dispositif de détermination est avantageusement utilisé dans un système de 30 stérilisation, l'énergie étant déterminée en continu pendant toute la durée d'une phase de stérilisation.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention sera mieux comprise à l'aide de ma description qui va suivre et des dessins en annexes sur lesquels : - la figure lA est une représentation schématique d'un exemple d'un dispositif de détermination selon l'invention vu de côté, - la figure lB est une représentation schématique en éclaté du dispositif de la figure lA, - la figure 2 est une représentation schématique d'une chambre d'ionisation à une seule mesure pouvant être mis en oeuvre dans la présente invention, - la figure 3 est une représentation schématique d'une chambre d'ionisation à double mesure pouvant être mis en oeuvre dans la présente invention, - la figure 4 est une représentation graphique des courbes de pénétration d'un faisceau d'électrons quel que soit le matériau absorbant, - la figure 5 est une représentation d'un exemple d'un filtre passe-bande pouvant être interposé entre chaque chambre d'ionisation et un amplificateur de mesure. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Sur les figure lA et lB, on peut voir une représentation schématique d'un exemple de réalisation d'un dispositif de détermination selon l'invention de l'énergie et du débit de dose d'un faisceau d'électrons généré par un accélérateur d'électrons.

On entend par "énergie" dans la présente demande, l'énergie la plus probable et l'énergie moyenne telles que définies par la norme ISO/ASTM 51649:2002(E).

Le dispositif de détermination est destiné à être disposé dans le halo du faisceau d'électrons F (figure 1B) émis par un accélérateur d'électrons de type connu. Le dispositif de détermination D est donc situé à la périphérie du faisceau utile et ne perturbe 10 pas celui-ci, ni le procédé de stérilisation lorsque l'accélérateur est mis en oeuvre dans une machine de stérilisation. A titre d'exemple, le dispositif a un diamètre de l'ordre de quelques centimètres alors que 15 le faisceau utile a un diamètre de l'ordre de 1 m. Le dispositif de détermination selon l'invention peut être adapté à tous les accélérateurs d'électrons existants. De tels accélérateurs étant bien connus de l'homme du métier, ils ne seront pas décrits 20 en détail. Dans l'exemple représenté, le dispositif de détermination D comporte trois chambres d'ionisation 2, 4, 6 alignées suivant un axe longitudinal X. L'orientation et la disposition du 25 dispositif par rapport au faisceau d'électrons sont de préférence telles que le dispositif capte le maximum d'électrons du halo sans perturber le faisceau principal. L'orientation et la disposition dépendent par exemple du diamètre du faisceau d'électrons. 30 Les chambres 2, 4, 6 sont disposées dans cet ordre de la gauche vers la droite. La chambre 2 est la première chambre traversée par le faisceau, la chambre 4 en aval de la première chambre 2 est la deuxième chambre traversée par le faisceau et la chambre 6 en aval de la deuxième chambre 4 est la troisième chambre traversée par le faisceau. De plus, le dispositif de détermination D comporte disposés en amont de la deuxième chambre des premiers moyens 8 d'absorption partielle des électrons sortant de la première chambre 2, et disposés en amont de la troisième chambre 6 des deuxièmes moyens 10 d'absorption partielle des électrons sortant de la deuxième chambre 4. Les moyens d'absorption partielle 8, 10 sont par exemples des filtres métalliques dont le niveau d'absorption varie en fonction de leur épaisseur dans l'axe X. Par exemple, il s'agit de filtre en aluminium. Les filtres sont par exemple en forme de plaque. On pourrait également réaliser des filtres en graphite, ou à partir d'eau contenu dans une cellule en aluminium ou en acier inox. Dans ce dernier cas, le filtre présenterait une très faible épaisseur. L'encombrement du dispositif pourrait encore être réduit.

Les filtres peuvent être réalisés dans le même matériau ou des matériaux différents. Nous allons décrire la structure de la première chambre d'ionisation 2. Les deuxième 4 et troisième 6 chambres d'ionisation ont des structures 30 similaires.

La chambre d'ionisation comporte un boîtier 2.1 dans lequel sont disposé au moins deux électrodes 12, 14 portées à un potentiel de quelques centaines de volts entre lesquelles apparaît un champ électrique. Les électrodes sont séparées par de l'air. Les deux électrodes 12, 14 sont reliées à un dispositif de détermination de courant (non représenté). Les électrons du faisceau qui passent entre les deux électrodes 12, 14 ionisent l'air situé entre les deux électrodes et créent un courant proportionnel au nombre d'électrons passant entre les électrodes 12, 14. Ce courant est mesuré. Les électrodes sont séparées par des 15 disques en matériau isolant, par exemple en céramique. A des fins de simplicité ni les moyens de mesure du courant, par exemple un microampèremètre, ni les connexions des électrodes n'ont été représentés sur les figures lA et 1B. 20 De préférence et comme cela est représenté sur la figure 2, la chambre d'ionisation comporte une électrode intermédiaire 16 placée entre les deux électrodes 12, 14. Les électrodes 12, 14 portées à quelques centaines de volts, par exemple 300 V, créent 25 le champ électrique, nécessaire et le courant est alors mesuré sur l'électrode intermédiaire 16. La sensibilité de mesure est alors augmentée. Les électrodes 12, 14, 16 sont isolées entre elles, par exemple au moyen de disques en 30 céramique.

De manière encore plus avantageuse et comme cela est représentée sur la figure 3, la chambre d'ionisation comporte trois électrodes 12, 14, 18, portées à quelques centaines de volts, par exemple 300V, pour créer un champ électrique et deux électrodes de mesures 16, 20 intercalées entre les trois électrodes 12, 14, 18. La mesure utilisée est une moyenne des deux mesures fournies par les deux électrodes de mesure. La précision est alors améliorée.

Des disques 22 en céramique sont interposés entre les électrodes afin de les isoler électriquement les unes des autres. La structure du dispositif de détermination est avantageusement réalisée en céramique, de préférence en oxyde d'aluminium ou alumine (A1203), qui offre une très bonne de tenue du dispositif de détermination aux rayonnements intenses. Il permet de réaliser un isolement électrique performant et qui vieillit bien dans le temps même en présence de rayonnements intenses. Les disques sont par exemple réalisés en A1203. Les épaisseurs des filtres 8, 12 sont choisies de sorte que les quantités d'électrons absorbées par le premier filtre 8, puis par le deuxième filtre simulent des profondeurs de pénétration du faisceau d'électrons. En mesurant le nombre d'électrons pour une profondeur de pénétration donnée, il est possible de reconstruire la courbe de pénétration des électrons en fonction de l'énergie. Le choix des épaisseurs en fonction du niveau d'absorption dépend de l'énergie du faisceau d'électrons. Dans l'exemple qui sera décrit ci-dessous, le faisceau d'électrons considéré a une énergie de 10 MeV. La courbe de pénétration des électrons pour une énergie donnée est connue, à partir de celle-ci on détermine en fonction de la quantité d'électrons à absorber la profondeur de pénétration des électrons à cette énergie donnée. Sur la figure 4, on peut voir plusieurs courbes de pénétration représentant la dose unité relative proportionnelle à des kilo Gray par minute en fonction de la profondeur standardisée en g.cm-2 pour différentes énergies données de faisceaux. Le profil général des courbes est le suivant : elles comportent une première partie ascendante jusqu'à un valeur maximale et une deuxième partie descendante (figure 4).

Afin de pouvoir reconstruire ces courbes, le dispositif selon le invention permet de déterminer un valeur de dose dans la partie ascendante, une valeur de dose dans la partie descendante et de manière très avantageuse la valeur de dose maximale.

Le dispositif selon l'exemple des figures lA et 1B permet de déterminer dans la partie ascendante la dose en surface, c'est à dire le premier point de la courbe lors que la profondeur de pénétration est nulle. Le premier filtre 8 est tel que la dose 25 mesurée correspond à la valeur maximale de la dose. Le deuxième filtre 10 est tel que la dose mesurée dans la troisième chambre d'ionisation 6 correspond à une valeur dans la partie descendante de la courbe. 30 En mesurant la dose maximale, il est possible de reconstruire la courbe de pénétration avec seulement trois points, le dispositif est donc simplifié car il n'a que trois chambres d'ionisation et la détermination est l'énergie est plus rapide. En variante, on pourrait envisager de 5 déterminer un point dans la partie ascendante autre que la dose en surface. Pour cela le dispositif comporterait un filtre à l'entrée de la première chambre pour simuler une profondeur non nul. En outre, au lieu de déterminer la valeur 10 maximale, on peut envisager de déterminer des points de part et d'autre de la dose maximale relativement proches. Le dispositif de détermination comporte également des moyens de traitement des mesures fournies 15 par les électrodes. Les mesures fournies par les électrodes sont des signaux impulsionnels de faible amplitude. Les moyens de traitement comportent un amplificateur à forte impédance d'entrée. De 20 préférence, un filtre passe-bande est interposé entre la chambre d'ionisation et l'amplificateur de mesure, ce qui permet de s'affranchir des perturbations extérieures provenant des parasites de commutation du modulateur se propageant au travers du circuit de 25 terre, aux bruits provenant d'émissions radiophoniques, etc. Grâce au filtre passe-bas, une impulsion propre et dont l'amplitude ne dépend que de la valeur du courant faisceau crête délivré par l'accélérateur 30 est transmise à l'amplificateur.

De préférence, le système de traitement est situé de manière suffisamment éloignée des chambres d'ionisation afin de le protéger de l'environnement sévère du faisceau d'électrons en sortie d'accélérateur. Le filtre passe-bas est par exemple un filtre de Butterworth représenté sur la figure 5, présente une courbe de réponse très plate à l'origine, une amplitude régulière en bande passante et un bon temps de propagation de groupe. Ce filtre passe-bas est aussi un amplificateur de gain ajustable par les valeurs de R1 et de R3 (gain = - R3 / R1). Le signal impulsionnel obtenu est donc un signal amplifié exempt de bruit. Le filtre peut remplacer l'amplificateur impulsionnel. Un échantillonneur-bloqueur placé après cette amplification permet avantageusement de disposer d'un signal de courant continu qui peut être ensuite traité par un module automate (entrée analogique).

Nous allons maintenant expliquer en détail le fonctionnement du dispositif de détermination selon l'invention. Le dispositif de détermination est disposé dans le halo du faisceau dont on souhaite mesurer la dose et l'énergie, de telle sorte que les électrons pénètrent dans la dispositif de détermination par la première chambre d'ionisation 4. Le dispositif de détermination peut par exemple être fixé sur le cornet de balayage de 30 l'accélérateur.

De manière avantageuse, des moyens de réglage de l'angle du dispositif par rapport au faisceau sont prévus, ainsi que des moyens de réglage de la position du dispositif par rapport à la sortie des électrons de la fenêtre métallique de l'accélérateur qui est généralement en titane ou en aluminium. Les réglages ainsi réalisés permettent d'optimiser la réponse des chambres du dispositif. La première chambre mesure la quantité d'électron du faisceau en sortie du l'accélérateur d'électrons. Cette mesure correspond au débit de dose délivré par l'accélérateur. Il s'agit du point désigné A sur le graphe de la figure 4, qui représente le débit de dose en unité relative proportionnelle à des kilo Gray par minute, en fonction de la profondeur de pénétration en g/cm2. Plusieurs courbes pour des faisceaux de différentes énergie sont représentées. Le faisceau traverse le premier filtre 8 qui absorbe une partie des électrons du faisceau, la deuxième chambre d'ionisation 4 mesure alors la dose du faisceau partiellement absorbé. Dans l'exemple représenté, le premier filtre 8 est tel qu'il absorbe 2,8 g/cm2 (cf. figure 4 dose maximale sur la courbe d'énergie à 10 MeV). La dose mesurée est le point B qui correspond à la dose maximale pour une énergie de 10 MeV. Le faisceau traverse ensuite le deuxième filtre 10 qui absorbe encore une partie des électrons du faisceau, la troisième chambre d'ionisation 6 mesure alors la dose du faisceau partiellement absorbé. Dans l'exemple représenté, le deuxième filtre 10 est tel que la dose mesurée est égale à 50% de la dose de surface, ce qui correspond à une absorption par rapport au faisceau non absorbé de 4,5g/cm2 (cf. figure 4 dose à 50% de la dose maximale sur la courbe d'énergie à 10 MeV). On obtient le point C. Un autre niveau d'absorption, correspondant à une autre profondeur de pénétration, peut être choisi. De préférence, on choisit un niveau d'absorption qui permet la mesure d'un courant suffisamment fort. Le choix d'un niveau d'absorption de 50% offre une mesure de courant suffisante. Nous disposons ainsi de trois points de mesure, ce qui permet de tracer la courbe de pénétration des électrons à l'instant de la mesure par les chambres d'ionisation. On peut alors tracer directement de préférence la dose unité relative proportionnelle à des kilo Gray par minute en fonction de la profondeur en CM.

Grâce à la courbe de pénétration ainsi obtenue, il est possible de déterminer l'énergie moyenne et l'énergie la plus probable de l'accélérateur. L'énergie moyenne et l'énergie la plus probable sont des grandeurs définies dans la norme IS/ASTM 51649:2002(E). La valeur de l'énergie moyenne se calcule à partir de R50 qui est déterminé par la courbe tracée avec les points A, B et C; et correspond à la profondeur de pénétration pour laquelle la dose est égale à la moitié de la dose maximale. Sur la figure 4 sur laquelle l'axe des abscisses est la profondeur standardisée, on lit R50 x PAl en g. cm-3, PAl étant la masse volumique de l'aluminium qui est égale à 2,699 g.cm-3. La formule suivante donne la valeur de l'énergie moyenne pour l'aluminium : Ea = 6,20 x R50 (MeV) (I) La valeur de l'énergie la plus probable se calcule à partir du Rp est l'ordonnée à l'origine de la pente de la courbe de pénétration tracée avec les points A, B et C. Sur la figure 4, puisque l'axe des abscisses est la profondeur standardisée, on lit Rp x PAl - La formule suivante donne la valeur de l'énergie la plus probable pour l'aluminium : Ep = 0,20 + 5,09 x Rp (MeV) (II) Les formules (I) et (II) sont déterminées en fonction du matériau composant les filtres. Par exemple pour l'eau, les formules sont les suivantes: Ea = 2,33 x R50 (MeV) Ep = 0,22 + 1,98 x Rp (MeV) + 0,0025 Rp2 (MeV) Grâce à l'invention, on peut surveiller la variation des différents points A, B et C les uns par rapport aux autres, et ainsi la valeur de l'énergie. C'est en particulier la position du point C qui sera la plus sensible aux variations d'énergie du faisceau. Si la dose au point C diminue, l'énergie du faisceau diminue, au contraire si elle augmente, son énergie augmente. A titre d'exemple, pour déterminer la 30 courbe de pénétration d'un faisceau à 10 MeV, on choisit un premier filtre en aluminium ayant une épaisseur de 10,8 mm de façon à absorber 2,8 g/cm2, et un deuxième filtre en aluminium ayant une épaisseur additionnelle de 6,5 mm pour absorber 4,5 g/cm2. Afin de reconstituer la courbe de 5 pénétration de manière plus précise, on peut augmenter le nombre de chambre d'ionisation et de filtres ce qui permet d'augmenter le nombre de points. Le dispositif de détermination selon l'invention est de réalisation simple et robuste.

10 Le dispositif de détermination selon l'invention ne perturbant pas ou très peu le faisceau d'électrons, celui-ci peut être utilisé en continu et permet donc de surveiller l'énergie du faisceau d'électrons pendant toute une phase de stérilisation.

15 Ainsi la qualité de la stérilisation peut être surveillée de manière très précise et très exacte. Une utilisation en début et ou en fin et ou pendant la stérilisation sur une période donnée inférieure à la durée totale de la stérilisation ne 20 sort pas du cadre de la présente invention.

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif de détermination de l'énergie et du débit de dose d'un faisceau d'électrons émis par un accélérateur d'électrons comportant au moins une première (2), une deuxième (4) et une troisième (6) chambre d'ionisation alignées suivant un axe longitudinal (X), la première chambre (2) étant celle par laquelle entre les électrons du faisceau d'électrons, et des premiers moyens (8) d'absorption partielle des électrons disposés entre la première (2) et la deuxième (4) chambre et des deuxièmes moyens (10) d'absorption partielle des électrons disposés entre la deuxième (4) et la troisième (6) chambre, chacune desdites première (2), deuxième (4) et troisième (6) chambres d'ionisation fournissant des mesures du courant en fonction du faisceau d'électrons qui la traverse, et des moyens de traitement des mesures de courant fournies par les première (2), deuxième (4) et troisième (6) chambres d'ionisation, les mesures de la première chambre (2) permettant de déterminer le débit de dose du faisceau d'électrons, et lesdits moyens de traitement comportant des moyens pour reconstituer la courbe de pénétration pour une énergie de faisceau donnée à partir des mesures de courant fournies par les première (2), deuxième (4) et troisième (6) chambres d'ionisation.30
2. Dispositif de détermination selon la revendication 1, dans lequel les premiers moyens d'absorption (8) sont tels que le faisceau traversant la deuxième chambre correspond à la dose maximale pour le faisceau d'électrons d'énergie donnée.
3. Dispositif de détermination selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les deuxièmes moyens (10) d'absorption sont tels que le faisceau traversant la troisième chambre d'ionisation correspond à 50% de la dose en surface maximale pour le faisceau d'électrons d'énergie donnée.
4. Dispositif de détermination selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel au moins l'une des chambres d'ionisation (2, 4, 6) comporte deux électrodes pour générer un champ électrique et une électrode de mesure.
5. Dispositif de détermination selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel au moins l'une des chambres d'ionisation (2, 4,
6) comporte trois électrodes pour générer un champ électrique et deux électrodes de mesure. 6. Dispositif de détermination selon l'une des revendications 1 à 5, les moyens de traitement comportent au moins un amplificateur impulsionnel en sortie d'au moins une des chambres d'ionisation (2, 4, 6).30
7. Dispositif de détermination selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel les moyens de traitement comportent un filtre passe-bande entre au moins une chambre d'ionisation et l'amplificateur impulsionnel associé.
8. Dispositif de détermination selon la revendication 7, dans lequel les moyens de traitement comportent un filtre passe-bande entre chaque chambre d'ionisation et l'amplificateur impulsionnel associé.
9. Dispositif de détermination selon la revendication 7 ou 8, dans lequel le filtre passe-bande est un filtre Butterworth
10. Dispositif de détermination selon m'une des revendications 1 à 9, dans lequel les premiers et deuxièmes moyens (8, 10) d'absorption partielle sont en aluminium.
11. Dispositif de détermination selon la revendication 10, dans lequel les premiers moyens d'absorption partielle ont une épaisseur de 10,6 cm et les deuxièmes moyens d'absorption partielle ont une épaisseur de 4,5 cm, le faisceau d'électrons étant à une énergie donnée de 10 MeV.
12. Dispositif de détermination selon l'une des revendications 1 à 11, dans lequel ledit dispositif de détermination est utilisé pour la mesure du débit de dose et d'énergie d'un accélérateur d'électrons du dispositif de stérilisation.
13. Système de stérilisation comportant un accélérateur d'électrons et un dispositif de détermination selon l'une des revendications 1 à 12, ledit dispositif étant disposé par rapport à l'accélérateur de telle sorte qu'il se trouve dans le halo du faisceau d'électrons lorsque celui-ci est émis.
14. Procédé de détermination de l'énergie et du débit de dose mettant en oeuvre un dispositif de 10 détermination selon l'une des revendications 1 à 12, comportant les étapes : a) mesure du courant traversant les première (2), deuxième (4) et troisième (6) chambres d'ionisation, 15 b) détermination des doses correspond à chacune des profondeur de pénétration, c) tracé de la courbe de pénétration à partir des doses déterminées à l'étape b), d) détermination du débit de dose du 20 faisceau, e) calcul de l'énergie moyenne et de l'énergie la plus probable du faisceau d'électrons.
15. Procédé de détermination selon la 25 revendication 14, dans lequel le débit de dose est déterminé à partir de la mesure du courant de la première chambre d'ionisation (2). 30
16. Procédé de détermination selon la revendication 14 ou 15, dans lequel les premiers et deuxièmes moyens d'absorptions partielles sont en aluminium, l'énergie moyenne (Ea) étant calculée à partir de la formule : Ea = 6,20 x R50 (MeV), R50 étant la profondeur d'absorption pour une dosse égale à la moitié de la dose maximale.
17. Procédé de détermination selon l'une des revendications 14 à 16, dans lequel les premiers et deuxièmes moyens d'absorptions partielles sont en aluminium, l'énergie la plus probable (Ep) étant calculée à partir de la formule : Ep = 0,20 + 5,09 Rp (MeV), Rp étant l'ordonnée à l'origine de la pente de la courbe de pénétration au point R50.
18. Procédé de détermination selon l'une des revendications 14 à 17, dans lequel le dispositif de détermination est utilisé dans un système de stérilisation, l'énergie étant déterminée en continu pendant toute la durée d'une phase de stérilisation.25