FR3044105A1

FR3044105A1 -

Info

Publication number: FR3044105A1
Application number: FR1561389A
Authority: FR
Inventors: Olivier Roger Evrard; Roger Abou-Khalil; Stephane Dogny; Nabil Menaa; Wilhem Friedrich Mueller; Mathieu Morelle; Edward Lee Reagan
Original assignee: Canberra Industries Inc
Current assignee: Mirion Technologies Canberra Inc
Priority date: 2015-11-25
Filing date: 2015-11-25
Publication date: 2017-05-26
Anticipated expiration: 2035-11-25
Also published as: FR3044105B1; US10139496B2; US20170146668A1

Abstract

L'invention concerne un système de dosimétrie (0100) et d'identification de rayonnements multiples qui permettent la surveillance de rayonnements alpha, bêta et gamma. Le système incorpore un détecteur à dérive au silicium segmenté SSDD qui permet la mesure du rayonnement absorbé directement sur un segment du SSDD et le rayonnement à partir d'un détecteur de rayonnement à scintillation RSD sur plusieurs segments du SSDD. Avec le côté anode du SSDD dirigé vers la surface d'inspection du rayonnement RIS, le détecteur de rayonnement à SSDD+RSD empilés collecte le rayonnement qui est traité par un amplificateur sensible à la charge puis traité par un différenciateur à marquage temporel. Un dispositif peut être configuré pour collecter les données de différenciation par marquage temporel à partir des différents segments de SSDD pour permettre la discrimination simultanée de plusieurs types de rayonnement.

Description

DESCRIPTION

TITRE DE L’INVENTION

PROCEDE ET SYSTEME D’IDENTIFICATION ET DE DOSIMETRIE DE RAYONNEMENTS MULTIPLES

DOMAINE DE L’INVENTION L’invention concerne en général des systèmes et des procédés dans le domaine de la détection de rayonnements et a des applications spécifiques concernant des scénarios impliquant la détection de rayons alpha, bêta et gamma sur des surfaces contaminées.

ETAT DE LA TECHNIQUE ET CONTEXTE DE L’INVENTION

Présentation

Les activités de décontamination et de démantèlement (D&D) de centrales nucléaires nécessitent un diagnostic préalable de la répartition des radioéléments présents sur les surfaces devant être déclassées. Une inspection complète des rayonnements alpha, bêta et gamma est nécessaire afin d’avoir une bonne évaluation des mesures qui doivent être prises dans la planification du démantèlement d’une installation donnée.

Un processus de D&D est très coûteux. Négliger un radionucléide dans l’identification peut générer d’énormes coûts additionnels. L’expérience a montré que se focaliser sur un ou deux types de rayonnements peut se révéler problématique.

Dans certaines activités de D&D de centrales nucléaires, parfois uniquement les rayonnements bêta et gamma ont été mesurés, et les émetteurs alpha ont été mesurés lors d’une phase tardive, résultant en une complète redéfinition de la stratégie de D&D au milieu du processus. Un processus de démantèlement d’un lieu donné requière un budget type d’environ 20 ou 30 millions de dollars US. Négliger l’identification d’un radionucléide critique peut doubler ou tripler le budget prévisionnel pour une centrale nucléaire donnée.

Se focaliser sur trois types de radiations (alpha, bêta, gamma) est idéal. Pouvoir effectuer les mesures sur place peut permettre à l’activité de démantèlement d’être beaucoup plus efficace. Faire des prélèvements, la nécessité de passer par des systèmes de SAS, le trajet jusqu’au laboratoire, l’envoi de données interprétées d’un laboratoire jusqu’à une centrale nucléaire sont des procédures très chronophages qui augmentent beaucoup le coût d’un processus de D&D.

Comptage Bêta-Gamma séparé

Pourquoi certains experts en D&D se limitent à un simple comptage Bêta-Gamma avec des équipements séparés ? La réponse à cette question implique le recours à la liste typique des éléments qui peuvent être présents sur un site de D&D. Le démantèlement d’une centrale nucléaire se produit généralement plusieurs années après que la centrale nucléaire ait cessé de fonctionner. Le tableau présenté ci-dessous fournit une liste typique d’éléments qui peuvent être présents sur un site de D&D :

A cette liste doit être ajouté 60Co résultant de la transmutation de Ni en acier inoxydable et en Inconel, 40K et 55Fe qui sont présents dans le béton. 14C et du tritium peuvent également être présents et sont souvent difficiles à détecter avec une bonne efficacité. Une série de radio éléments à faible durée de vie auront disparu et ne seront donc pas présents dans le spectre enregistré.

En ce qui concerne les émissions gamma, un des éléments les plus recherchés est le 137Cs qui émet des rayonnements gamma à 662 keV et des rayonnements bêta avec une énergie maximale de 511 keV avec une demi-vie de 30 années. En ce qui concerne les émissions bêta, 90Sr, un unique émetteur de rayonnements bêta avec une énergie maximum de 546 keV et avec une demi-vie de 28,8 années est l’élément le plus recherché.

Les paragraphes ci-dessous fournissent une brève étude technologique de procédés de mesure de rayonnements multiples.

Mesure via tin dispositif indépendant

La méthode pour identifier l’activité des éléments 90Sr et 137Cs avec un dispositif indépendant débute par une hypothèse d’activité. (cf ”Characterization of Mixed Bêta/Gamma Surface Contamination Using Passive Radiation Measurements” R. C. Hochel Westinghouse Savannah River Company Aiken, SC 29808 OSTIDOE note on D&D done under Contract Number DE-AC09-96SR18500 with the U.S. Department of Energy. Site address : http://www.osti.gov/home/

Document address: http://sti.srs.gov/fulltext/tr2000331/tr2000331.html, 15 Reference WSRC-MS-2000-00331). Une hypothèse qui est souvent prise est la dominance des éléments 90Sr et 137Cs. Afin de déterminer l’activité de ces deux éléments, des inspections bêta-gamma ont été menées en utilisant une combinaison de détecteurs bêta et gamma. Plusieurs combinaisons sont possibles telles que les suivantes : electret-(NaI/PM), galette-(NaI/PM) (pour pancake-(NaI/PM) en langue anglaise) ou PIPS-(NaI/PM) (PIPS désignant un détecteur planaire au silicium passivé et implanté).

Les activités de l’élément 90Sr sont généralement obtenues en effectuant une mesure par spectroscopie de l’intégrale du pic de 662 keV de l’élément 137Cs. L’activité de l’élément 137Cs est déduite à partir de là. Un détecteur électret ou à galette est alors utilisé pour le comptage des bêtas. Le taux de comptage des électrets déduit des émissions bêta de l’élément 137Cs est calculé et soustrait du taux de comptage global des électrets. Le taux de comptage des électrets de l’élément 90Sr est déduit à partir de ce résultat et donc l’activité de l’élément 90Sr est : ECR 90Sr = ECR global - ECR-beta 137Cs A partir de l’activité g Nal

Mesure via un dispositif unique

Des dispositifs uniques permettant la détection de rayonnements multiples sont plus sophistiqués et permettent la séparation des différents types de rayonnement : • par différentiation des durées d’impulsions, • par discrimination par forme d'impulsion, • par la définition de zones d’intérêt d’énergie (pour spectroscopie bêta alpha sous vide) ; et • par différenciation par marquage temporel. Détection de Bêta-Gamma avec un dispositif unique

Des intérêts croissants sont suscités pour la réalisation de détection double de rayonnements bêta-gamma. La détection simultanée de rayonnements bêta et gamma à l’aide d’un sandwich ou superposition de couches de scintillateurs qui ont une réponse spécifique aux rayons bêta et gamma sont explorés par l’Oregon State University (cf : New Technology

To Speed Cleanup Of Nuclear Contaminated Sites, Oregon State University (2010, December 31). Science Daily. November 5, 2012, ffom http://www.sciencedaily.com/releases/2010/12/ 101230140705.htm). La possibilité de pouvoir réaliser une détection des deux rayonnements bêta et gamma à l’aide du même dispositif fournit une solution plus compacte au client. L’utilisation d’un scintillateur plastique entourant un scintillateur Nal permet la détection de rayonnements bêta et gamma, le plastique répondant aux bêtas et le Nal aux gammas avec différentes périodes de scintillement.

Il doit être noté cependant que les résolutions pour rayonnements bêta des scintillateurs plastiques sont faibles comparées à celles des PIPS. Détection de Alpha-Bêta avec un dispositif unique

Phoswiches (pour sandwich au phosphore) ou système de scintillateur en sandwich. De même, des dispositifs qui détectent des rayonnements alpha et bêta à partir du même détecteur, par superposition ou sandwich de couches de scintillateurs qui ont une réponse spécifique aux rayonnements alpha et bêta, sont maintenant une solution commerciale standard. La sonde phoswich Ludlum 43-89 alpha/bêta en est un exemple. La détection simultanée de rayonnements alpha et bêta est principalement réalisée en utilisant des détecteurs phoswich où une couche de ZnS est déposée sur un matériau plastique scintillant, le matériau ZnS répondant aux alphas et le matériau plastique répondant aux bêtas avec des durées d’émission différentes. Une discrimination de durée est alors réalisée Néanmoins, ces scintillateurs doivent êtres couplés à des tubes photomultiplieurs ou PM qui peuvent être fragiles et nécessitent un certain volume. De plus, leur efficacité 14C est faible et situe autour de 4%. L’interférence ou diaphonie entre alphas et bêtas se situe aux alentours de 10%. Des détecteurs à galette (désignés par Pancake detector en langue anglaise) sont traditionnellement utilisés pour la détection de rayonnement bêta avec une bonne efficacité et peuvent mener à une efficacité 14C s’étendant entre 7,3% et 12%. Ils n’ont néanmoins pas d’autre possibilité pour discriminer les alphas des bêtas que par l’application et le retrait d’un filtre et en soustrayant le comptage réalisé avec un filtre alpha et sans ce filtre. Détection Alpha-Bêta avec des détecteurs silicium

Pour la double détection, des détecteurs silicium sont une alternative intéressante aux PMs en raison de leur faible encombrement, leur permettant d’obtenir des gains de volumes significatifs qui peuvent être réalisés en incorporant un module de détection gamma, mais la détection de bêtas de faible énergie tels que ceux du 14C et la détection de bêtas d’énergie plus élevés tels que ceux du 90Sr nécessitent un très bon seuil basse énergie.

Par conséquent deux solutions sont prévues par la présente invention : • la pixellisation de la zone silicium en plusieurs segments de capacité et de courants de fuite acceptables afin d’assurer un seuil basse énergie assez faible pour permettre la mesure des émetteurs d’énergie bêta la plus faible tels que le 14C ; et • l’utilisation de détecteurs à dérive au silicium de très faible capacitance. Ces détecteurs sont détaillés dans la présente invention.

Bien que la résolution pour le rayonnement alpha des PIPS est très bonne sous vide, des mesures de sources effectuées dans l’air à une trop grande distance de la source vont conduire à la mesure de la queue des rayonnements alphas. L’extension de faible énergie de la queue de rayonnement alpha va s’étendre sur le spectre des énergies beta résultant en une faible différentiation entre alphas et betas. Si la perte d’énergie doit être réduite, la mise au point d’une enceinte sous vide appliquée sur la surface qui doit être inspectée peut être une solution telle que détaillée dans la présente invention. C’est une des options détaillée par la présente invention.

Spectroscopie Alpha Beta Gamma

Avoir un seul dispositif capable de mesurer les alphas, bêtas et gammas serait idéal. Une telle étude a été menée en 201 l(cf : Seiichi Yamamoto, Jun Hatazawa,

Development Of An Alpha/Beta/Gamma Detector For Radiation Monitoring, Review of Scientific Instruments, 2011 American Institute of Physics (2011, November 9); New Hybrid Detector Monitors Alpha, Beta, And Gamma Radiation Simultaneously, Science Daily, Retrieved November 5, 2012, from http://www.sciencedailv.com/releases/2011/11/111108201548.htm-).

Spectroscopie Lx

Des détecteurs à semi-conducteurs ayant une bonne résolution peuvent être des outils très efficaces pour discerner plusieurs actinides par les raies ou lignes Lx ou de luminescence de leur produit de désintégration. Strauss illustre l’utilisation de détecteurs silicium lithium (SiLi) pour le traçage de radionucléides dans des échantillons de sol (cf : Si(Li)-Nai(Tl) Sandwich Detector Array For Measurements Of Trace Radionuclides In Soil Samples, M.G. Strauss, I.S. Sherman, C.T. Roche, Argonne National Laboratory, Argonne, Illinois 60439, USA; R.H. Pehl, Lawrence Berkeley Laboratory, Berkeley, California 94720, USA, Available online 14 October 2002, http://dx.doi.org/10.1016/0168-9002(86)90435-3, Publication date: 1985-01-01 OSTI Identifier: OSTIID: 5419289, Report Number(s) : CONF-850533-10 DOE Contract Number: W-31-109- ENG-38 Resource Relation: Conférence: 6. symposium on X- and gamma-ray sources and applications, Ann Arbor, MI, USA, 21 May 1985).

Avec une résolution FWMH(largeur à mi-hauteur du pic) de 400 eV à 17 keV, les pics de rayons X ULBl etNpl B1 sont dans la résolution, permettant par conséquent la mesure de trace de Pu en présence de 241 Am. C’est le détecteur le plus sensible et le plus sélectif connu pour l’analyse non destructive de radioactivité dans le sol et dans d’autres échantillons.

Diprete décrit un détecteur à dérive au silicium (en anglais SDD) utilisé pour la spectroscopie de luminescence ou Lx de déchets boueux (cf : Radiometric Detector Options To Aid In Doe In High Activity Waste Tank In Situ Characterization Efforts, David Diprete, Cecilia Diprete, J Radioanal Nuck Chemm 296:1017-1023). Plusieurs raies sont identifiées avec un détecteur Amptek 123 : • rayons X Np provenant de la désintégration d’Am (13,8 keV L alpha et 17,8 L bêtal) ; • rayons X U provenant de la désintégration de Pu (13,5 keV L alpha et 17,2 kev L bêtal) ; • rayons X 90Y provenant de la désintégration de 90Sr ; • rayons X Zr provenant de la désintégration de 90Sr ; • rayons X Ba provenant de la désintégration de 137Cs (32 keV K alpha et 36,04 keV L bêta) ; • Pu provenant du 244-Cm(14,l keV L alpha et 18,3 keV L bêtal) ; • Rayons X Gadolinium provenant de la désintégration de 154Eu (6,0 keV L alpha et 6,7 keV Lbêtal).

Un champ magnétique de 2000 Gauss est utilisé pour dévier les bêtas du domaine d’intérêt de la spectroscopie g Lx afin de diminuer le bruit de fond.

Le potentiel des détecteurs à dérive au silicium est par conséquent d’un grand intérêt. Ils ont l’efficience nécessaire dans les plages de faible énergie, ils ne requièrent pas la cryogénie pour les garder à des températures raisonnables et ils peuvent même être utilisés à température ambiante en intérieur. L’utilisation de détecteurs à dérive au silicium grande surface pour la spectroscopie Lx est détaillée dans la présente invention. Déficiences dans l’état de la technique L’état de la technique tel que décrit ci-dessus souffre des déficiences suivantes : • Les systèmes de détection de rayonnements multiples de l’état de la technique ne sont en général pas portatifs. • Les systèmes de détection de rayonnements multiples de l’état de la technique ne se prêtent pas à l’utilisation dans un contexte de contamination de surface. • Les systèmes de détection de rayonnements multiples de l’état de la technique ont une faible efficience. • Bien que certains spécialistes de l’état de la technique peuvent enseigner des solutions à plusieurs de ces problèmes, les déficiences principales des systèmes de l’état de la technique n’ont pas été abordées.

OBJECTIFS DE L’INVENTION

Par conséquent, les objectifs de la présente invention sont (parmi d’autres) de contourner les déficiences de l’état de la technique et affectent les objectifs suivants : (1) Fournir un procédé et un système d’identification et de dosimétrie de rayonnements multiples qui est portable. (2) Fournir un procédé et un système d’identification et de dosimétrie de rayonnements multiples qui se prêtent à l’utilisation dans un contexte de contamination de surface. (3) Fournir un procédé et un système d’identification et de dosimétrie de rayonnements multiples qui permettent des mesures de grande efficience.

Bien que ces objectifs ne doivent pas être compris dans le but de limiter l’enseignement de la présente invention, en général ces objectifs sont atteints partiellement ou totalement par l’invention divulguée et qui est abordée aux sections suivantes. Un homme du métier sera sans aucun doute capable de sélectionner des aspects de la présente invention telle qu’elle est divulguée pour adresser une combinaison quelconque des objectifs décrits ci-dessus.

BREF RESUME DE L’INVENTION

La présente invention adresse plusieurs des déficiences de l’état de la technique comme suit. La présente invention inclut différentes réalisations de détecteurs à dérive au silicium grande surface (SDD). Dans les réalisations divulguées, le détecteur SDD est segmenté (désigné ci-après comme détecteur à dérive au silicium segmenté (SSDD)), le nombre de segments étant égal ou supérieur à deux. Le SSDD est couplé à un détecteur de rayonnement à scintillation (RSD). Dans une réalisation préférée le côté anode du SSDD peut être dirigé vers le milieu à inspecter. Cette réalisation est utile pour des applications qui requièrent la détection directe de rayonnements ionisants tels que alphas, bêtas, électrons de conversion et rayons X. La différenciation entre rayonnements absorbés directement dans le SSDD et le rayonnement absorbé dans le RSD est réalisée par différenciation par marquage temporel et peut être mise en œuvre en utilisant un dispositif de calcul et de commande (CCD).

Un rayonnement absorbé directement sera détecté par un segment dans le SSDD, alors qu’un rayonnement absorbé dans le RSD générera des photons visuels qui atteindront les deux segments simultanément. La différenciation de rayonnement scintillé et de rayonnement directement absorbé est réalisée par différenciation par marquage temporel (via un CCD ou autre matériel spécialisé) de coups multiples simultanés dans des coups isolés. Cette approche différencie la présente invention de l’état de la technique où le détecteur SDD est un détecteur à un seul segment et où les rayonnements directement absorbés dans le scintillateur et les rayonnements absorbés dans le scintillateur sont différenciés par discrimination par forme d'impulsion. La présente invention permet le développement de détecteurs multi-segments de faible puissance qui totalisent des surfaces de 3-4 cm2 couplés à un nombre allant de 4 à 8 canaux d’amplificateurs de charge et de stockage (CSA) de faible bruit, réalisés sur des circuits intégrés destinés à des applications spécifiques (ASICS) qui peuvent permettre l’obtention de résolutions rayons X de segments de 50-80 mm2 et 400 eV à température ambiante. La nécessité d’avoir 4 à 8 canaux pour obtenir de bonnes résolutions Lx et maintenir de très basses consommations de puissance des MCAs (ou analyseurs multicanaux) favorisent l’allure gaussienne analogique, justifiant par conséquent les rayonnements absorbés directement et la différenciation de rayonnements scintillés par analyse par marquage temporel de coups multiples et séparés.

Pour des performances maximum, les SSDD peuvent être refroidis pas des éléments Peltier et segmentés en plusieurs segments, chaque segment étant couplé à un canal CSA d’un circuit intégré destiné à une application spécifique (ASIC). Une estimation de la résolution Lx en fonction de la surface du segment et de la température du SSDD est fournie dans les figures.

Dans une autre réalisation, un champ magnétique de 2000 gauss permet la déviation des bêtas en dehors de la surface du détecteur pour améliorer le MDA (activité minimale détectable) des radionucléides caractérisés par leurs raies ou lignes Lx.

Dans une autre réalisation, le SSDD est utilisé lui-même à la fois comme détecteur d’alpha et comme détecteur de Lx, de bêta et de détecteur CE. L’opposé au côté anode (côté cathode du SSDD) est alors dirigé vers le milieu à inspecter.

Un SSDD segmenté utilisant des micro-anodes linéaires est également enseigné par la présente invention. Les exemples illustrent un segment de surface d’approximativement 30 mm2. Huit de ces segments totalisent une surface de 240 mm2. Cette conception optimise le compromis entre le besoin de conserver de faibles longueurs de dérive pour des applications de scintillation (cf demande de brevet américain US20110012216) et le besoin de réduire le bruit sériel et la capacitance entre l’anode et l’anneau directif.

La conception d’une micro-anode linéaire est également divulguée par la présente invention où le degré de pixellisation est choisi en interconnectant ensemble un nombre choisi de micro-anodes linéaires (allant de 1 à 64, mais typiquement de 1 à 4) et en les liant à un transistor à effet de champ. Les anodes peuvent être interconnectées par câblage par fil, par des lignes d’interconnexion métalliques sur une couche d’écarteur polyimide ou par liaison à un PCB où de très petites lignes de bus sont conçues de façon à minimiser la capacitance parasite. La longueur typique de ces micro-anodes varie entre 100 pm à 2000 pm. La connexion de ces canaux selon des réseaux très compacts peut être réalisée en se basant sur les performances ASIC.

Dans une autre réalisation, le détecteur SSDD est enfermé dans la partie supérieure d’une enceinte sous vide. Cette enceinte est divisée de telle façon qu’elle peut être positionnée sur un système à double anneau qui est fixé sur la surface à inspecter en appliquant de la colle dans la rainure entre les deux anneaux. Une rainure est formée sur le second anneau, permettant l’implantation d’un joint torique qui va permettre d’obtenir le vide quand la partie supérieure de l’enceinte sous vide est mise en contact avec le double anneau collé sur la surface à inspecter.

Dans une autre réalisation, un détecteur SSDD et un scintillateur sont conçus de façon annulaire, permettant à un faisceau de rayons X de passer à travers une cavité centrale pour exciter les raies ou lignes Lx de la surface à inspecter.

Dans une autre réalisation, un détecteur HpGe (pour High-Purity Germanium en langue anglaise, ou à Germanium à haute pureté) ou un détecteur Si(Li) est divisé de façon annulaire, permettant à un faisceau de rayons X de passer à travers une cavité centrale pour exciter les raies ou lignes Lx de la surface à inspecter.

Dans une autre réalisation, une spectroscopie alpha améliorée est présentée, où un classique détecteur ABS pour un détecteur de spectroscopie alpha est voisin d’un détecteur SSDD qui peut être utilisé pour donner des informations complémentaires sur la spectroscopie Lx et la spectroscopie à conversion électronique.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS

Pour une meilleure compréhension des avantages fournis par l’invention, il convient de faire référence aux descriptions détaillées suivantes en même temps qu’aux dessins les accompagnant, dans lesquels : FIG.l illustre une vue d’ensemble du diagramme à blocs du système représentant un exemple préféré de réalisation du système de l’invention ; FIG.2 illustre une vue d’ensemble d’organigramme représentant un exemple préféré de réalisation du procédé de l’invention ; FIG.3 illustre des vues en perspective du dessus et du dessous d’un détecteur de rayonnements combiné SSDD+RSD avec la surface de l’anode du SSDD accouplé au RSD et la cathode du SSDD dirigée vers la surface d’inspection de rayonnement (radiation inspection surface (RIS) en langue anglaise) ; FIG.4 illustre des vues en perspective et en coupe de l’avant et du côté droit d’un détecteur de rayonnements combiné SSDD+RSD avec la surface de l’anode du SSDD accouplé au RSD et la cathode du SSDD dirigé vers le RIS ; FIG.5 illustre des vues éclatées en perspective du haut et du bas d’un détecteur de rayonnements combiné SSDD+RSD avec la surface de l’anode du SSDD accouplé au RSD et la cathode du SSDD dirigé vers le RIS ; FIG.6 illustre des vues en perspective du dessus et du dessous d’un détecteur de rayonnements combiné SSDD+RSD avec la surface de la cathode du SSDD accouplé au RSD et l’anode du SSDD dirigé vers le RIS ; FIG7. illustre des vues en perspective et en coupe de l’avant et du côté droit d’un détecteur de rayonnements combiné SSDD+RSD avec la surface de la cathode du SSDD accouplé au RSD et l’anode du SSDD dirigé vers le RIS ; FIG.8 illustre des vues en coupe et en perspective du dessus et du dessous d’un exemple de structure de SSDD utilisé dans certaines réalisations de la présente invention ; FIG.9 illustrerune vue en perspective du dessus de l’avant et du côté droit d’un exemple actuellement préféré de chambre d’inspection utilisée dans un nombre de réalisations préférées de l’invention ; FIG. 10 illustre une vue en perspective du dessus de l’arrière et du côté droit d’un exemple actuellement préféré de chambre d’inspection utilisée dans un nombre de réalisations préférées de l’invention ; FIG.l 1 illustre une vue en perspective du dessus de l’arrière et du côté gauche d’un exemple actuellement préféré de chambre d’inspection utilisée dans un nombre de réalisations préférées de l’invention ; FIG. 12 illustre une vue en perspective du dessus de l’avant et du côté gauche d’un exemple actuellement préféré de chambre d’inspection utilisée dans un nombre de réalisations préférées de l’invention ; FIG. 13 illustre une vue en perspective et en coupe de l’avant d’un exemple actuellement préféré de chambre d’inspection utilisée dans un nombre de réalisations préférées de l’invention ; FIG. 14 illustre une vue en perspective et en coupe du côté d’un exemple actuellement préféré de chambre d’inspection utilisée dans un nombre de réalisations préférées de l’invention ; FIG. 15 illustre une vue du dessus en perspective et en coupe d’un exemple actuellement préféré de chambre d’inspection utilisée dans un nombre de réalisations préférées de l’invention ; FIG. 16 illustre une vue en perspective, en coupe et en diagonale d’un exemple actuellement préféré de chambre d’inspection utilisée dans un nombre de réalisations préférées de l’invention ; FIG. 17 illustre une vue en perspective du dessus et de l’intérieur d’un exemple actuellement préféré de chambre d’inspection utilisée dans un nombre de réalisations préférées de l’invention avec le panneau supérieur de la chambre enlevé et la porte d’accès avant fermée ; FIG.18 illustre une vue du dessus et de l’intérieur d’un exemple actuellement préféré de chambre d’inspection utilisée dans un nombre de réalisations préférées de l’invention avec le panneau supérieur de la chambre enlevé et la porte d’accès avant fermée ; FIG.19 illustre une vue en perspective du dessus et de l’intérieur d’un exemple actuellement préféré de chambre d’inspection utilisée dans un nombre de réalisations préférées de l’invention avec le panneau supérieur de la chambre enlevé et la porte d’accès avant partiellement ouverte; FIG.20 illustre une vue du dessus et de l’intérieur d’un exemple actuellement préféré de chambre d’inspection utilisée dans un nombre de réalisations préférées de l’invention avec le panneau supérieur de la chambre enlevé et la porte d’accès avant partiellement ouverte; FIG.21 illustre une vue en perspective du dessus et de l’intérieur d’un exemple actuellement préféré de chambre d’inspection utilisée dans un nombre de réalisations préférées de l’invention avec le panneau supérieur de la chambre enlevé et la porte d’accès avant entièrement ouverte; FIG.22 illustre une vue du dessus et de l’intérieur d’un exemple actuellement préféré de chambre d’inspection utilisée dans un nombre de réalisations préférées de l’invention avec le panneau supérieur de la chambre enlevé et la porte d’accès avant entièrement ouverte; FIG.23 illustre une vue en coupe de dessus selon un plan médian d’un exemple actuellement préféré de chambre d’inspection utilisée dans un nombre de réalisations préférées de l’invention avec le panneau supérieur de la chambre enlevé et la porte d’accès avant entièrement ouverte; FIG.24 illustre une vue en perspective du dessus d’un exemple actuellement préféré de plateau d’inspection coulissant utilisé dans un nombre de réalisations préférées de chambre d’inspection de l’invention ; FIG.25 illustre une vue en perspective du dessus et de l’avant d’un assemblage typique SSDD+RSD avec anode faisant face au RSD, accouplé à un exemple de chambre d’inspection avec la porte d’accès avant fermée ; FIG.26 illustre une vue du dessus en perspective d’un assemblage typique SSDD+RSD avec anode faisant face au RSD, accouplé à un exemple de chambre d’inspection avec la porte d’accès avant entièrement ouverte ; FIG.27 illustre une vue du dessus en perspective et en coupe de l’avant d’un assemblage typique SSDD+RSD avec anode faisant face au RSD, accouplé à un exemple de chambre d’inspection ; FIG.28 illustre une vue en coupe de l’avant d’un assemblage typique SSDD+RSD avec anode faisant face au RSD, accouplé à un exemple de chambre d’inspection ; FIG.29 illustre une vue du dessus en perspective et en coupe du côté d’un assemblage typique SSDD+RSD avec anode faisant face au RSD, accouplé à un exemple de chambre d’inspection ; FIG.30 illustre une vue en coupe du côté d’un assemblage typique SSDD+RSD avec anode faisant face au RSD, accouplé à un exemple de chambre d’inspection 9 FIG.31 illustre une coupe en diagonale d’une vue du dessus en perspective de l’avant d’un assemblage typique SSDD+RSD avec anode faisant face au RSD, accouplé à un exemple de chambre d’inspection ; FIG.32 illustre une vue en coupe diagonale d’un assemblage typique SSDD+RSD avec anode faisant face au RSD, accouplé à un exemple de chambre d’inspection ; FIG.33 illustre une perspective de l’avant et du dessus d’une vue détaillée en coupe d’un assemblage typique SSDD+RSD avec anode faisant face au RSD ; FIG.34 illustre une vue avant détaillée en coupe d’un assemblage typique SSDD+RSD avec anode faisant face au RSD ; FIG.35 illustre une perspective de l’avant et du dessus d’une vue détaillée en coupe d’un assemblage typique SSDD+RSD avec anode faisant face au RSD ; FIG.36 illustre une vue détaillée de côté et en coupe d’un assemblage typique SSDD+RSD avec anode faisant face au RSD ; FIG.37 illustre une vue du dessus en perspective de l’avant d’un assemblage typique SSDD+RSD avec anode faisant face au RIS, accouplé à un exemple de chambre d’inspection avec la porte d’accès avant fermée ; FIG.38 illustre une vue du dessus en perspective de l’avant d’un assemblage typique SSDD+RSD avec anode faisant face au RIS, accouplé à un exemple de chambre d’inspection avec la porte d’accès avant entièrement ouverte ; FIG.39 illustre perspective de l’avant et du dessus d’une vue en coupe avant d’un assemblage typique SSDD+RSD avec anode faisant face au RIS, accouplé à un exemple de chambre d’inspection ; FIG.40 illustre une vue avant en coupe d’un assemblage typique SSDD+RSD avec anode faisant face au RIS, accouplé à un exemple de chambre d’inspection ; FIG.41 illustre une perspective de l’avant et du dessus d’une vue en coupe transversale d’un assemblage typique SSDD+RSD avec anode faisant face au RIS, accouplé à un exemple de chambre d’inspection ; FIG.42 illustre une vue en coupe transversale d’un assemblage typique SSDD+RSD avec anode faisant face au RIS, accouplé à un exemple de chambre d’inspection ; FIG.43 illustre une perspective de l’avant et du dessus d’une vue en coupe diagonale d’un assemblage typique SSDD+RSD avec anode faisant face au RIS, accouplé à un exemple de chambre d’inspection ; FIG.44 illustre une en coupe diagonale d’un assemblage typique SSDD+RSD avec anode faisant face au RIS, accouplé à un exemple de chambre d’inspection ; FIG.45 illustre une perspective de l’avant et du dessus d’une vue avant en coupe détaillée d’un assemblage typique SSDD+RSD avec anode faisant face au RIS ; FIG.46 illustre une vue en coupe avant détaillée d’un assemblage typique SSDD+RSD avec anode faisant face au RIS ; FIG.47 illustre une perspective de l’avant et du dessus d’une vue détaillée en coupe transversale d’un assemblage typique SSDD+RSD avec anode faisant face au RIS ; FIG.48 illustre une vue détaillée en coupe transversale d’un assemblage typique SSDD+RSD avec anode faisant face au RIS ; FIG.49 illustre un plan d’un exemple préféré d’une structure de détecteur SSDD circulaire à deux segments ; FIG.50 illustre un exemple préféré d’une structure de détecteur SSDD circulaire à deux segments montrant le dessin des segments et le raccordement des anodes par connexions filaires ; FIG.51 illustre un exemple préféré d’une structure de détecteur SSDD circulaire à deux segments montrant la disposition des fils de connexion ; FIG.52 illustre un exemple préféré d’une structure de détecteur SSDD circulaire à deux segments détaillant les segments centraux ; FIG.53 illustre un exemple préféré d’une structure de détecteur SSDD circulaire à deux segments montrant un détail du segment central ; FIG.54 illustre un exemple préféré d’une structure de détecteur SSDD circulaire à deux segments montrant un détail haute résolution du segment central ; FIG.55 illustre un exemple préféré d’une structure de détecteur SSDD circulaire à deux segments montrant un détail haute résolution du segment de gauche ; FIG.56 illustre un exemple préféré d’une structure de détecteur SSDD circulaire à deux segments montrant un détail haute résolution du segment supérieur ; FIG.57 illustre un plan d’un exemple préféré d’une structure de détecteur SSDD rectangulaire à deux segments ; FIG.58 illustre un exemple préféré d’une structure de détecteur SSDD rectangulaire à deux segments montrant le raccordement des anodes par connexions filaires; FIG.59 illustre un détail d’un segment d’un exemple préféré d’une structure de détecteur SSDD rectangulaire à deux segments montrant un détail du segment central ; FIG.60 illustre un exemple préféré d’une structure de détecteur SSDD rectangulaire à deux segments montrant un détail haute résolution du segment central ; FIG.61 illustre un exemple préféré d’une structure de détecteur SSDD rectangulaire à deux segments montrant un détail du segment de gauche ; FIG.62 illustre un exemple préféré d’une structure de détecteur SSDD rectangulaire à deux segments montrant un détail du segment de droite ; FIG.63 illustre un exemple préféré d’une structure de détecteur SSDD rectangulaire à deux segments montrant une vue haute résolution de la disposition du fil de connexion du segment supérieur ; et FIG.64 illustre un exemple préféré d’une structure de détecteur SSDD rectangulaire à deux segments montrant une vue haute résolution de la disposition du fil de connexion du segment inférieur ; FIG.65 illustre un exemple de réalisation du système de l’invention utilisant la différenciation par marquage temporel des données de comptage des rayonnements ; FIG.66 illustre un organigramme représentant un exemple préféré de procédé pour retirer le rayonnement ambiant du décompte du rayonnement mesuré collecté à l’aide d’une combinaison de détecteurs RSD+SSDD ; FIG.67 illustre un exemple de graphique de données de rayonnement collectées au départ ; FIG. 68 illustre un exemple de graphique du débordement de la queue du rayonnement ambiant sur les données du rayonnement mesuré ; FIG.69 illustre un exemple de tracé linéaire de queue de débordement de rayonnement ambiant ajusté aux données du rayonnement mesuré ; FIG.70 illustre un tracé du décompte de rayonnement basse énergie résultant après soustraction de la queue de débordement de rayonnement ambiant des données de rayonnement mesurées en utilisant les paramètres d’ajustement a=-0,11 etb=8 ; FIG.71 illustre un autre exemple d’un graphique de données de rayonnement collectées à partir d’une forte source d’énergie avec un graphique inséré représentant la queue de débordement de rayonnement ambiant ajusté aux données du rayonnement mesuré ; FIG.72 illustre un tracé du décompte de rayonnement basse énergie résultant après soustraction de la queue de débordement de rayonnement ambiant des données de rayonnement mesurées en utilisant les paramètres d’ajustement a=-0,087 et b=l 0,5 .

DESCRIPTION DES EXEMPLES ACTUELLEMENT PREFERES DE REALISATIONS Même si la présente invention est susceptible de se concrétiser en réalisations de nombreuses différentes formes, les dessins montrent, et seront décrits ici même en réalisations préférées et détaillées de l’invention étant entendu que la présente divulgation est à considérer comme une illustration à titre d’exemple des principes de l’invention et n’a pas l’intention de limiter le caractère élargi de l’invention à la réalisation illustrée.

Les nombreux enseignements novateurs de la présente application seront décrits avec la référence particulière à la réalisation actuellement préférée, où ces enseignements novateurs sont avantageusement appliqués aux problèmes particuliers d’un procédé et système d’identification et de dosimétrie de rayonnements multiples. Néanmoins, il doit être compris que cette réalisation est uniquement un exemple des nombreuses utilisations avantageuses des enseignements novateurs ci-inclus. En général, des affirmations faites dans les spécifications de la présente application ne limitent pas nécessairement les diverses inventions revendiquées. En outre, certaines affirmations peuvent s’appliquer à certaines caractéristiques novatrices mais pas à d’autres. Périmètre SSDD+RSD Non limitatif

La présente invention prévoit que la structure combinée (SSDD+RSD) composée d’un détecteur à dérive au silicium segmenté (SSDD) et d’un dispositif de détection de rayonnement à scintillation (RSD) peut prendre plusieurs formes dépendantes du contexte de l’application. Diverses réalisations préférées sont représentées ici avec des formes rectangulaires et cylindriques, mais la présente invention ne prévoit pas de limites à la forme périphérique exacte du SSDD ou du RSD. SSDD+RSD Câblage Electrique Non limitatif

La présente invention prévoit que la structure combinée (SSDD+RSD) constituée d’un détecteur à dérive au silicium segmenté (SSDD) et d’un détecteur de rayonnement à scintillation (RSD) peut être connectée électriquement à divers équipements électroniques utilisant une grande variété de types de connexion électriques. Pour simplifier la présentation, les dessins présentés ici n’incluent pas d’implantations de câblages spécifiques, ceci étant une compétence courante de l’homme de métier, pouvant être mise en œuvre avec peu de difficultés. RDC/PVC Non Limitatif

La présente invention prévoit que le détecteur de rayonnement combiné SSDD+RSD peut être placé à l’intérieur d’une chambre de détection de rayonnement (radiation détection chamber (RDC) en langue anglaise) qui dans certains cas peut être configurée comme une chambre sous vide portable (portable vacuum chamber (PVC) en langue anglaise). Par conséquent, on devrait donner une interprétation large au terme RDC basée sur ces deux configurations.

Vue générale

La présente invention décrit le développement d’un système portable d’inspection de radionucléides qui permet la surveillance de rayonnements alpha, bêta et gamma sur des surfaces radioactives. Cette inspection de radionucléides peut avoir des applications particulières aux centrales nucléaires et d’autres installations qui sont en voie de démantèlement. L’utilisation de détecteurs à dérive au silicium à deux segments assemblés avec le côté anode dirigé vers la surface à inspecter permet la mesure du rayonnement directement absorbé dans le semi-conducteur (rayonnements bêtas, électrons de conversion, raies ou lignes Lx et rayonnements alphas) sur un segment et les rayonnements scintillés sur les deux segments du détecteur à dérive de silicium. La différenciation par marquage temporel permet la discrimination de nombreux types de rayonnements.

Premièrement, la différenciation du rayonnement absorbé directement et du rayonnement scintillé est possible. L’utilisation de la différenciation par marquage temporel avec deux segments différencie la présente invention de l’état de la technique avec un détecteur SSDD à un segment où les signaux directement absorbés et scintillés sont différenciés par analyse de forme d’impulsion.

Deuxièmement, si un amplificateur est connecté à la jonction du détecteur SSDD du côté de l’irradiation, la mesure du déséquilibre énergétique observé sur la jonction d’irradiation principale et sur le contact ohmique de l’anode peut permettre la discrimination de rayonnements qui ont appliqué de l’énergie sur un côté ou sur les deux côtés du SSDD. Des émetteurs bêta de moyenne-haute énergie issus d’éléments 90Sr et 90Y, et des rayonnements cosmiques sont des rayonnements typiques qui peuvent déposer leur énergie tout du long du SSDD. La possibilité de supprimer ces évènements permet au détecteur de diminuer les niveaux de rayonnement ambiant, permettant une meilleure séparation entre les queues de rayonnement alpha et le rayonnement bêta ambiant. L’utilisation de ces techniques de suppression du rayonnement bêta de moyenne et haute énergie en conjonction avec l’utilisation d’un petit filtre qui va permettre la filtration et la séparation des bêtas de basse énergie et permettre la mesure de raies ou lignes Lx (13-17 keV) et de certaines raies ou lignes gamma (59,35 keV) d’actinides avec des activités minimales détectables (MDAs) plus basses.

Une autre technique pour supprimer des rayonnements cosmiques ainsi que des rayons bêta de moyenne et haute énergie est l’utilisation de télescopes ou d’associations de soit deux SSDDs ou de soit un simple détecteur à caméra miniature CAM en conjonction avec un second détecteur SSDD. L’utilisation d’un télescope ou association de détecteurs permet à chaque détecteur de se spécialiser dans une certaine gamme de rayonnements. Le détecteur qui est le plus près de la source mesurée sera spécialisé dans la mesure de rayons alpha, de rayons bêta et d’électrons de conversion. Des raies ou lignes Lx seront également mesurées. Les sorties de ce détecteur seront envoyées à un premier détecteur à fenêtre spectrale.

Le second détecteur sera spécialisé dans la mesure de raies ou lignes Lx de rayons X et de raies ou lignes Lx s’il est connecté à un scintillateur. Les sorties de ce détecteur seront envoyées à une seconde fenêtre spectrale. Des rayons bêta de moyenne et haute énergie peuvent appliquer de l’énergie sur les deux détecteurs mais ils peuvent être supprimés du comptage du second détecteur par analyse du marquage temporel. La somme des énergies des rayons bêtas et des rayonnements cosmiques appliqués dans les deux détecteurs peut être conservée dans une fenêtre spectrale séparée ou additionnée à la fenêtre spectrale du premier détecteur.

La possibilité d’amener le SSDD à proximité immédiate de la surface à inspecter ou de pouvoir appliquer une chambre sous vide sur la surface à démanteler permet une indentification par spectroscopie plus précise des raies ou lignes alpha puisque la perte d’énergie dans l’air sera réduite (à proximité ou dans une atmosphère He) ou supprimée (dans le vide) et permet la mesure de spectroscopie d’électrons de conversion. Le très bon seuil d’énergie des SSDDs peut également être utile pour surveiller les contaminations par tritium sur des surfaces sans faire de tests par échantillon ou prélèvement si le vide est fait dans la chambre formée sur la zone à inspecter ce qui permet le positionnement du détecteur à une distance raisonnable de la surface (quelques millimètres à quelques centimètres). Dans l’air, la distance entre le détecteur et la surface doit être inférieure à 1 mm pour assurer une transmission d’énergie suffisante au détecteur, risquant d’endommager ou de contaminer le détecteur. L’utilisation de scintillateurs Nal ou plastiques entourant ou prenant en sandwich (sandwiching en langue anglaise) des détecteurs Si(Li) ou HP-Ge est une construction typique pour supprimer des évènements gamma partiels qui sont trouvés en coïncidence dans le détecteur Ge et dans les scintillateurs. Ici, l’épaisseur limitée du détecteur à dérive au silicium rend très peu probables l’absorption de rayons gamma ambiants et la détection des composantes de Compton de faible énergie dans la gamme d’intérêt des raies ou lignes Lx.

Les très bonnes résolutions des segments du détecteur SSDD de la présente invention permet la possibilité de réaliser de la spectroscopie Lx de haute qualité pour permettre de discerner la trace de Pu en présence de 241 Am.

La possibilité de déterminer des concentrations d’actinides par spectroscopie Lx dans un faible laps de temps peut être améliorée si le détecteur est conçu sous forme d’anneau, permettant la propagation de rayons X émanant de tubes à rayons X ou d’une forte source de rayons X, fournissant une excitation des raies ou lignes Lx des actinides qui sont examinés dans un laps de temps plus court.

Un détecteur SSDD annulaire et segmenté qui est percé au centre par perçage laser ou par gravure chimique peut être disposé sous une source de rayons X permettant la meilleure proximité avec le milieu à inspecter. Un scintillateur annulaire peut également être positionné sur ce détecteur à dérive au silicium, permettant à la fois la spectroscopie gamma et la spectroscopie Lx de haute qualité ainsi que la spectroscopie bêta et alpha.

Pour atteindre des MDAs ultimes en spectroscopie Lx et en spectroscopie K alpha, des détecteurs fins HP-Ge ou Si(Li) peuvent également être utilisés. Utiliser des détecteurs Ge annulaires percés en leur milieu par un trou permet également la propagation de rayons X dans un tube à rayons X. L’ablation/excision au laser avec un laser Er :YAG peut être utilisée avec des techniques LA-ICP-MS pour volatiliser les échantillonnages de papiers de prélèvement afin de les transmettre à une torche à plasma suivie par un spectromètre de masse. La volatilisation de surfaces à démanteler peut être réalisés à l’aide d’une technique similaire, le contenu volatilisé étant envoyé au filtre papier positionné sous un détecteur de rayons alpha bêta PIPS ou étant envoyé à un détecteur SSDD pour réaliser des analyses alpha, bêta, Lx, CE et gamma. Le matériau volatilisé peu soit être transporté par une conduite d’air vers le filtre papier ou peut être déposé sur une bande en papier roulante et sera positionnée en direction de la zone des détecteurs.

Vue générale du Système (0100)

Une vue générale des fonctionnalités du système de la présente invention est représenté en FIG.l (0100). Ici un système d’ordinateur hôte (0101) peut communiquer (0102), en utilisant une liaison de communication filaire ou sans fil, avec une sonde de rayonnement (0110) qui détecte le rayonnement émis par un surface d’inspection de rayonnement (RIS) (0103). A l’intérieur de la sonde de rayonnement un dispositif da calcul et de commande (CCD) (0111), exécutant la lecture d’instructions machine d’un support lisible par ordinateur (0112), exécute un processus de mesure de rayonnement (RMP) (0113) spécifiquement conçu pour détecter des évènements de rayonnement éphémère qui sont détectés avec un détecteur combiné SSDD+RSD (0114) comme décrit ici. Une fois qu’un rayonnement est détecté par le détecteur SSDD+RSD (0114) sous contrôle du RMP (0113) et du CCD (OUI), le CCD peut lancer des commandes d’interface utilisateur comme des alarmes (0115) ou des affichages (0116) pour indiquer la présente d’évènements de rayonnement qui ont été détectés par le détecteur SSDD+RSD (0114).

Présentation générale du procédé (02001

Le système tel que décrit ci-dessus peut être utilisé en conjonction avec un procédé opérationnel dans lequel le SSDD+RSD sont construits et utilisés pour détecter un rayonnement émis par la RIS. Une présentation générale de ce procédé est représentée en FIG.2 (0200) et comprend les étapes suivantes : (1) Fabrication d’un détecteur à dérive au silicium segmenté (SSDD) avec une pluralité de régions de détection segmentées (segmented détection régions (SDR) en langue anglaise) (0201) ; (2) Fixer le SSDD (ayant un côté anode et un côté cathode) à un détecteur de rayonnement à scintillation (RSD) (0202) ; (3) Coupler électriquement un différenciateur à marquage temporel (time stamping differentiator (TSD) en langue anglaise) au SSDD et au RSD et configurer le TSD pour collecter et effectuer un marquage temporel des données de charge collectées à partir du rayonnement absorbé directement par chacune des SDR et collecter des photons visuels qui atteignent l’ensemble des SDR simultanément dans le RSD (0203). (4) Avec un dispositif da calcul et de commande (CCD), déterminer un type de rayonnement associé au marquage temporel des données de charge collectées par le TSD et présenter les comptages associés au type de rayonnement sur un écran et/ou un dispositif d’alarme (0204) ; (5) Déterminer s’il y a des surfaces d’inspection du rayonnement additionnelles à surveiller, et si oui, mettre en œuvre l’étape (4) ; et sinon (6) Terminer le procédé de dosimétrie et d’identification de rayonnements multiples.

Dans le cadre du contexte de ce procédé, l’interface SSDD-RSD peut être réalisée en une ou deux configurations préférées : • SSDD+RSD-Anode, où le côté anode du RSD est dirigé vers une surface d’inspection du rayonnement (RIS) à inspecter pour la contamination par rayonnement et le côté cathode du SSDD est dirigé vers le RSD. • SSDD+RSD-Cathode, où le côté cathode du RSD est dirigé vers une surface d’inspection du rayonnement (RIS) à inspecter pour la contamination par rayonnement et le côté anode du SSDD est dirigé vers le RSD.

Cette présentation générale du procédé peut être approfondie par les divers éléments décrits ici pour présenter une large variété de réalisations de l’invention en cohérence avec cette description générale de la conception.

Présentation générale du Détecteur SSDD+RSD-Anode (03001-(05001

Un exemple de détecteur SSDD+RSD dans lequel l’anode du RSD est positionnée en direction du SSDD et à l’écart de la RIS est représenté en FIG.3 (0300)-FIG.5 (0500).

FIG.3 (0300) illustre une structure typique de détecteur combiné SSDD+RSD dans laquelle le détecteur à dérive au silicium segmenté (SSDD) (0310) est placé sous le détecteur de rayonnement à scintillation (RSD) (0320). FIG.4 (0400) représente le détecteur SSDD+RSD en coupe transversale et illustre le SSDD (0410) et le RSD (0420) attachés ensemble avec une couche adhésive intermédiaire (0430) ou un autre moyen mécanique de raccordement ( auquel il est généralement fait référence ici par coupleur mécanique SSDD-à-RSD). Le SSDD (0410) est configuré avec la surface de l’anode (0411) dirigée vers le RSD (0420) et à l’écart de la RIS (0401). La surface à l’opposé de l’anode (0411) comprend la cathode (0412) du SSDD (0410) qui fait face à la RIS (0401) et à l’écart du RSD (0420). FIG.5 (0500) illustre la structure de la forme de l’assemblage SSDD+RSD en perspective transversale du haut/du bas avec les couches individuelles élargies pour plus de clarté.

La structure présentée ici l’est uniquement à titre d’exemple et peut être reconfigurée dans une variété d’autres formes comme des cylindres, etc ... En outre, il devrait être noté que les dimensions représentées peuvent varier grandement. Spécifiquement, la couche adhésive représentée peut être d’une large variété d’épaisseurs et peut, comme représentée, couvrir uniquement une portion ou toute la surface du SSDD et/ou du RSD. Les aires des surfaces du SSDD et du RSD sont montrées comme étant égales, mais ceci n’est pas une condition nécessaire au système. Un exemple de structure d’anode segmentée est illustré mais peut être remplacé par une grande variété d’autres structures segmentées comme abordé plus loin dans ce document.

Présentation générale du Détecteur SSDD+RSD-Cathode (06001-(08001

Un exemple de détecteur SSDD+RSD dans lequel l’anode du RSD est positionnée à l’écart du SSDD et en direction de la RIS est représenté en FIG.6 (0600)-FIG.5 (0800).

FIG.6 (0600) représente une structure typique de détecteur combiné SSDD+RSD dans laquelle le détecteur à dérive au silicium segmenté (SSDD) (0610) est placé sous le détecteur de rayonnement à scintillation (RSD) (0620). FIG.7 (0700) représente le détecteur SSDD+RSD en coupe transversale et illustre le SSDD (0710) et le RSD (0720) attachés ensemble avec une couche adhésive intermédiaire (0730). Le SSDD (0710) est configuré avec la surface de l’anode (0711) dirigé vers la RIS (0701) et à l’écart du RSD (0720). La surface opposée à l’anode (0711) comprend la cathode (0712) du SSDD (0700) qui fait face au RSD (0720) et est à l’écart de la RIS (0701). FIG.8 (0800) illustre un détail d’exemple de structure de SSDD (0810) en perspective du haut/du bas et illustre les surfaces de l’anode (0811) et de la cathode (0812). Cet exemple de structure de SSDD peut être utilisé avec les structures combinées SSDD+RSD ayant des orientations anode-RSD et anode-RIS.

Exemple de Chambre d’inspection (09001- (24001

Le détecteur SSDD+RSD-Anode et le détecteur SSDD+RSD-Cathode décrits ici peuvent être associés avec une chambre d’inspection telle que représentée d’une façon générale en FIG.9 (0900) - FIG.24 (2400). Cette chambre d’inspection permet la détection de rayonnement à partir de prélèvements de matériau qui ont été mis en contact avec des surfaces à inspecter pour la recherche de contamination par rayonnement.

De la FIG.9 (0900) à la FIG.16 (1600), la chambre d’inspection (0911) comprend une interface avec le détecteur SSDD (0912) et une tuyauterie (0913) pour faire le vide dans la chambre (0911). Une porte d’accès frontal (0914) permet l’insertion/le retrait d’échantillons dans la chambre (0911) et est configurée avec une poignée d’accès (0915) et un loquet (0916). A l’intérieur de la chambre (0911) une plateforme d’inspection coulissante (1317) incorporant une aire de placement de l’échantillon (1318) est fournie, elle est actionnée avec l’ouverture/fermeture de la porte d’accès frontal (0914). FIG. 17 (1700) - FIG.24 (2400) représentent la chambre d’inspection en différentes vues avec le panneau d’accès supérieur à la chambre invisible quand la porte d’accès frontal est fermée (FIG.17(1700) - FIG.18 (1800)), partiellement ouverte (FIG. 19(1900) - FIG.20 (2000)), et entièrement ouverte (FIG.21(2100) - FIG.22 (2200)). FIG.23 (2300) fournit une vue transversale en perspective du haut montrant la porte d’accès frontal entièrement ouverte et illustre la relation d’appariement entre les bords arrières coulissants de la plateforme d’inspection et les rainures dans les parois de la chambre. FIG.24 (2400) fournit une vue en perspective du haut de la plateforme d’inspection (2417) et l’aire de placement de l’échantillon (2418).

Tel qu’indiqué dans les vues de la FIG. 17 (1700) à la FIG.24 (2400), la plateforme d’inspection se rétracte automatiquement de la chambre d’inspection dès que la porte d’accès frontal s’ouvre. Similairement, la plateforme d’inspection est automatiquement insérée dans la chambre d’inspection dès que la porte d’accès frontal se ferme. Une aire de placement de l’échantillon dans la plateforme d’inspection permet le placement de prélèvements d’échantillons ou d’autres objets pour l’évaluation de la contamination par rayonnement.

Exemple de configuration Anode-RSD (25001- (36001

Un exemple de réalisation de l’invention où la structure SSDD+RSD est configurée avec l’anode du détecteur à dérive au silicium segmenté (SSDD) dirigée vers le détecteur de rayonnement à scintillation (RSD) est représenté en FIG.25 (2500) - FIG.36 (3600). Ici la structure SSDD+RSD est empilée avec le SSDD (2721) accouplé au RSD (2722) à l’aide d’une couche adhésive (2723) de telle façon que le côté anode (2724) du SSDD (2721) est dirigé vers le RSD (2722). FIG.27 (2700) - FIG.28 (2800) représentent des vues transversales avant de l’assemblage SSDD+RSD anode faisant face au RSD et de la chambre d’inspection. FIG.29 (2900) - FIG.30 (3000) représentent des vues transversales de côté de l’assemblage SSDD+RSD anode faisant face au RSD et de la chambre d’inspection. FIG.31 (3100) - FIG.32 (3200) représentent des vues transversales en diagonale de l’assemblage SSDD+RSD anode faisant face au RSD et de la chambre d’inspection. FIG.33 (3300) - FIG.34 (3400) représentent des vues transversales isolées de l’avant de l’assemblage SSDD+RSD anode faisant face au RSD. FIG.35 (3500) - FIG.36 (3600) représentent des vues transversales isolées du côté de l’assemblage SSDD+RSD anode faisant face au RSD.

Alors que les assemblages SSDD+RSD représentés dans ces exemples sont cylindriques, la présente invention prévoit également des formes géométriques carrées ou rectangulaires pour le détecteur et/ou son boîtier. Un homme du métier reconnaîtra également que les connections anode/cathode de l’assemblage SSDD+RSD peuvent être réalisées de plusieurs façons, la méthodologie de connexion représentée étant uniquement un exemple préféré.

Exemple de configuration Anode-RIS (3700V (4800)

Un exemple de réalisation de l’invention où la structure SSDD+RSD est configurée avec l’anode du détecteur à dérive au silicium segmenté (SSDD) dirigée vers la surface d’inspection du rayonnement (RIS) est représenté en FIG.37 (3700) - FIG.48 (4800). Ici la structure SSDD+RSD est empilée avec le SSDD (3921) accouplé au RSD (3922) à l’aide d’une couche adhésive (3923) de telle façon que le côté anode (3924) du SSDD (3921) est dirigé à l’écart du RSD (3922) et vers la RIS et la plateforme d’inspection (3925) dans la chambre d’inspection. FIG.39 (3900) - FIG.40 (4000) représentent des vues transversales avant de l’assemblage SSDD+RSD anode faisant face à la RIS et à la chambre d’inspection. FIG.41 (4100) - FIG.42 (4200) représentent des vues transversales de côté de l’assemblage SSDD+RSD anode faisant face à la RIS et à la chambre d’inspection. FIG.43 (4300) - FIG.44 (4400) représentent des vues transversales en diagonal de l’assemblage SSDD+RSD anode faisant face à la RIS et à la chambre d’inspection. FIG.45 (4500) - FIG.46 (4600) représentent des vues avant isolées et transversales de l’assemblage SSDD+RSD anode faisant face à la RIS. FIG.47 (4700) - FIG.48 (4800) représentent des vues de côté isolées et transversales de l’assemblage SSDD+RSD anode faisant face à la RIS.

Exemple de construction circulaire du SSDD (4900)- (5600)

Un exemple circulaire de la structure du détecteur SSDD est représentée FIG.49 (4900) - FIG.56 (5600). Comme représenté dans le schéma de la FIG.49 (4900), le détecteur SSDD circulaire (4910) inclut un premier segment (4911) et un second segment (4912). La frontière (4913) entre le premier segment (4911) et le second segment (4912) est également représentée. Un contour élémentaire d’un sous-segment (4914) est représenté avec une connexion typique d’anode (4915). Tel que représenté en FIG.50 (5000), un détail additionnel du SSDD est fourni, illustrant les interconnexions d’anodes (5016, 5017) comprenant des fils de câblage qui connectent entre elles les anodes du SSDD dans le premier segment (4911) et le second segment (4912). FIG.51 (5100) - FIG.56 (5600) représentent des sections du SSDD circulaire en plus détaillé et illustre les contours des sous-segments et la mise en place des fils de câblage. Certaines réalisations préférées peuvent utiliser des techniques de métallisation par lithographie pour réaliser l’interconnexion des anodes dans le SSDD.

Exemple de construction rectangulaire du SSDD (57001- (64001

Un exemple de structure rectangulaire du détecteur SSDD est représentée FIG.57 (5700) - FIG.64 (6400). Comme représenté dans le schéma de la FIG.57 (5700), le détecteur SSDD rectangulaire (5710) inclut un premier segment (5711) et un second segment (5712). La frontière (5713) entre le premier segment (5711) et le second segment (5712) est également représentée. Un contour élémentaire d’un sous-segment (5714) est représenté avec une connexion typique d’anode (5715). Tel que représenté en FIG.58 (5800), un détail additionnel du SSDD est fourni, illustrant les interconnexions d’anodes (5816,5817) comprenant des fils de câblage qui connectent entre elles les anodes du SSDD dans le premier segment (5711) et le second segment (5712). FIG.59 (5900) - FIG.64 (6400) représentent des sections du SSDD circulaire en plus détaillé et illustre les contours des sous-segments et la mise en place des fils de câblage. Certaines réalisations préférées peuvent utiliser des techniques de métallisation par lithographie pour réaliser l’interconnexion des anodes dans le SSDD.

Comparaison avec l’état de la technique

La présente invention combine les fonctionnalités des détecteurs SSDD et RSD pour former un détecteur de rayonnements hybride capable d’effectuer la dosimétrie et la détection de rayonnements multiples. Le système tel qu’il est décrit peut incorporer des détecteurs SSDD+RSD avec des amplificateurs sensibles à la charge (CSAs) suivis par des analyseurs multi-canaux (Multichannel Analysers (MCAs) en langue anglaise) avec marquage temporel sur les deux côtés du détecteur. La présente invention couvre l’utilisation de SSDDs où des amplificateurs sensibles à la charge suivis par des MCAs dans le mode marquage temporel sont connectés au minimum à deux segments du côté anode et du côté du détecteur où l’irradiation est la plus importante (irradiation principale). Réponse CSA du côté anode L’utilisation de deux segments du côté anode du détecteur à dérive au silicium assemblé avec le côté anode dirigé vers la surface à inspecter permet la mesure de rayonnement directement absorbé dans le semi-conducteur (rayons bêta, électrons de conversion, raies ou lignes Lx et rayons alpha) sur un segment et le rayonnement scintillé (venant des rayons gamma) sur les deux segments du détecteur à dérive au silicium. Ceci permet une différenciation du type de rayonnement.

La différenciation par marquage temporel permet la discrimination du rayonnement. Utiliser la différenciation par marquage temporel avec deux segments différencie la présente invention d’un SSDD à un segment où les signaux absorbés directement et scintillés sont différenciés par analyse de forme d’impulsion.

Chacun de ces segments peut être constitué de sous-segments où les anodes sont reliées entre elles par fil de câblage ou par des techniques lithographiques et permet de minimiser le bruit et d’optimiser le prix des transistors FET et des amplificateurs sensibles à la charge tout en conservant de bonnes longueurs de région de dérive.

Comparaison de la réponse CSA côté Anode/côté irradiation

Si un amplificateur est connecté à la jonction du côté de l’irradiation, la mesure du déséquilibre énergétique observé sur la jonction d’irradiation principale et sur le contact ohmique de l’anode peut permettre la discrimination de rayonnements qui ont appliqué de l’énergie sur un côté ou sur les deux côtés du détecteur à dérive au silicium à potentiel minimal. Des émetteurs bêta de moyenne-haute énergie issus d’éléments 90Sr et 90Y, et des rayonnements cosmiques sont des rayonnements typiques qui peuvent déposer leur énergie tout du long du détecteur à dérive au silicium. La possibilité de supprimer ces évènements permet de diminuer les niveaux de rayonnement ambiant, permettant une meilleure séparation entre les queues de rayonnement alpha et le rayonnement bêta ambiant. La suppression de ces rayonnement bêta de moyenne et haute énergie en conjonction avec l’utilisation d’un petit filtre va permettre la filtration et la séparation des bêtas de basse énergie et permettre la mesure de raies ou lignes Lx (13-17 keV) et de certaines raies ou lignes gamma (59,35 keV) d’actinides avec des activités minimales détectables (MDAs) plus basses. Détecteurs segmentés dans des applications de coïncidence

Les rayons alpha sont émis en même temps que les électrons de conversion (conversion électrons (CEs) en langue anglaise) ou avec les rayons gamma et les Lx. La détection de rayons alpha et de CEs simultanés permet l’identification d’actinides sans l’influence de rayons cosmiques ou de rayons bêta ambiants. La détection d’alphas et de Lx simultanés permet des objectifs similaires.

La présente invention se différencie de l’état de la technique en ce que la différenciation alpha, Lx se fait par à l’aide de d’un détecteur segmenté. L’état de la technique place le matériau à analyser entre un détecteur de rayons alpha et un détecteur de Lx. L’approche de la présente invention permet l’inspection de surfaces dans un mode in situ. Deux pixels (comme existant dans une réalisation de la présente invention) pourraient permettre l’utilisation de ce mode.

La distance optimale entre une source et un détecteur sera supérieure que pour un simple détecteur sans coïncidence. Si l’actinide est placé contre un pixel, à la fois les électrons de conversion et les rayons alpha seront détectés dans le même segment.

Facteur de forme

Des réalisations de la présente invention comprenant un détecteur SSDD peuvent être soit circulaires soit rectangulaires : • avec au minimum deux segments du côté de l’anode connectés à au minimum deux canaux électroniques (constitués d’un amplificateur sensible à la charge et de MCAs dans le mode marquage temporel) permettant l’acquisition de l’énergie et le marquage temporel (constitué d’un amplificateur sensible à la charge et d’un MCA permettant mesure d’énergie et marquage temporel) ; • où un troisième canal électronique est connecté à la jonction du côté irradiation et connecté à un amplificateur sensible à la charge et des MCAs dans le mode marquage temporel ; • avec chaque segment du côté de l’anode constitué de sous-segments possédant leur propre anode. Ces anodes sont des anodes reliées entre elles par des fils de câblage ou connectées par des techniques d’interconnexion lithographique, • des segments voisins peuvent également être reliés entre eux ; • un système à deux canaux peut être divisé là où chaque canal est lié à une série de pixels alternés par câblage filaire reliant les anodes ou des techniques équivalentes d’interconnexion lithographique. L’alternance de segments peut aider pour accroître la probabilité qu’un rayon alpha touche une série de segments liés au premier canal alors que le CE va toucher une série de segments liés au second canal ; • Le SSDD est connecté à un scintillateur sur le « côté d’irradiation du compteur ». Le détecteur est placé dans une enceinte sous vide qui peut être positionnée sur une surface à inspecter. La base de l’enceinte est recouverte avec un bloc de mousse qui peut adhérer sur des surfaces de différentes robustesses. Le vide est fait si la spectroscopie alpha, bêta de faible énergie ou électron de conversion est requise.

Segmentation du côté anode

La segmentation en deux segments au minimum du côté de l’anode est réalisée pour deux raisons : • pour garder à son minimum la longueur de dérive latérale de porteurs se propageant vers l’anode ; et • pour permettre le traitement d’informations données par les énergies partielles des segments et leur marquage temporel.

Interprétation du chronométrage/marquage temporel L’interprétation du chronométrage/marquage temporel et le traitement d’énergies partielles peut inclure des étapes de traitement du chronométrage telles que : • addition des énergies de deux ou plus de segments qui coïncident dans une fenêtre de temps ; • rejet des énergies partielles de deux ou plus de segments qui coïncident dans une fenêtre de temps ; • analyse de déséquilibre et de rapport d’énergies partielles entre deux segments et collectés dans une fenêtre de temps ; • enregistrement d’évènements coïncidents dans des spectres indépendants ; et • étude des différences durant le temps de collecte sur chaque segment.

Analyse du chronométrage de deux segments — rayonnement scintillé/non-scintillé

Si un rayon gamma est absorbé dans le scintillateur, de la lumière scintillée visible va atteindre les deux segments du SSDD simultanément. La proportion d’énergie déposée sera proportionnelle à la surface du segment.

Si le rayonnement d’un rayon X, d’un CE ou d’un rayon alpha est absorbé dans le matériau semi-conducteur du SSDD, son énergie sera déposée dans un faible volume du matériau semi-conducteur (pas plus large que 10-20pm). Le courant généré par le rayonnement sera donc seulement détecté dans un segment.

La présente invention adresse de façon égale la différenciation de rayons X et de rayons gamma scintillés et absorbés directement avec un SSDD couplé à un scintillateur où le côté anode est dirigé vers la surface à inspecter. Dans cette application, un SDD à un segment seulement est utilisé : les impulsions de courant générées par absorption directe ont une faible base de temps, alors que les impulsions de courant générées par la lumière scintillée sont beaucoup plus longues puisque les photons visuels atteignent le SSDD en tous points : du centre vers les bords. Dans un tel cas, la durée des pulsations est au moins aussi longue que le temps de dérive des électrons générés à la distance la plus éloignée de l’anode. L’analyse de la coïncidence de temps de l’énergie collectée de deux segments permet pour chacun l’utilisation du filtrage numérique ou du filtrage analogique et peut par conséquent être compatible avec des solutions aux puissances plus basses.

Alpha et Lx en coïncidence ou Alphas et CEs en coïncidence L’analyse du bilan énergétique des segments situés du côté de l’anode peut aider à identifier des radionucléides qui émettent des alphas et des CEs ou des des alphas et des raies ou lignes Lx en coïncidence.

La présence de CEs et d’alphas peut aider à discriminer des radionucléides où les énergies de rayons alpha sont trop proches les unes des autres pour être discernées par la spectroscopie alpha traditionnelle.

Cette technique d’analyse peut également permettre de supprimer le rayonnement cosmique et bêta ambiant puisqu’il y aura uniquement dépôt d’énergie dans un segment.

Un rayon alpha sera détecté par un premier segment, pendant qu’un électron de conversion émis en coïncidence peut être détecté par un autre segment. Si le couple d’énergie (El, E2) peut être identifié comme typique d’une désintégration radioactive (CE, alpha) connue (par exemple 34 keV, 5,4 MeV est typique de la désintégration de 241Am), alors la détection de cet élément aura été réalisée avec une haute probabilité et cet élément sera non affecté par un quelconque phénomène de queue de bêta ou d’alpha ou de rayonnement cosmique ambiant. Le rapport d’énergie 34 keV/5485 keV est également beaucoup plus faible que le rapport d’énergie qui peut être mesuré quand le segment intérieur et le segment extérieur seront touchés par de la lumière scintillée où les rapports seront proportionnels aux rapports de surface, typiquement 1/3 ou 1/4.

Un rayon alpha sera détecté par un premier segment, pendant qu’un Lx émis en coïncidence peut être détecté par l’autre segment. Si le couple d’énergie (El, E2) peut être identifié comme typique d’une désintégration radioactive (Lx, alpha) connue (par exemple 13,9 keV de 241 Am, et 34 keV CE est typique de la désintégration de 241 Am), alors la détection de cet élément aura été réalisée avec une haute probabilité et cet élément sera non affecté par un quelconque phénomène de queue de bêta ou d’alpha ou de rayonnement cosmique ambiant ou rayonnement gamma ambiant.

Un système à deux canaux peut être divisé là où chaque canal est lié à une série de pixels alternés (tel que montré en FIG.57 (5700) - FIG.64 (6400)) par câblage filaire reliant les anodes ou des techniques équivalentes d’interconnexion lithographique. L’alternance de segments peut aider pour accroître la probabilité qu’un rayon alpha touche une série de segments liés au premier canal alors que le CE va toucher une série de segments liés au second canal.

Analyse anode/contre-anode - Suppression de rayonnement cosmique et bêta

Ces deux canaux électroniques sont combinés avec un troisième canal (également constitué d’un amplificateur sensible à la charge (CSA) et de MCAs dans le mode marquage temporel) du côté de l’irradiation. L’utilisation conjuguée du troisième segment mesuré conjointement avec les deux premiers segments peut être utilisé pour la suppression du rayonnement cosmique et la suppression de rayons bêta de haute énergie. Ceci est rendu possible par le traitement temporel de l’énergie partielle collectée du côté de l’irradiation conjointement avec le traitement temporel du côté de l’anode. L’analyse du déséquilibre énergétique constaté sur l’anode et sur le côté de l’irradiation permettra la discrimination de particules telles que des rayonnements bêta et cosmiques qui déposent de l’énergie des deux côtés du minimum potentiel et des particules tels que des alphas et des raies ou lignes Lx qui déposent uniquement de l’énergie d’un côté du minimum potentiel des SSDDs.

Les rayonnements bêta et cosmiques vont entraîner un déséquilibre énergétique du côté avant et arrière. La plupart des alphas et Lx vont déposer de l’énergie d’un côté du minimum potentiel et ne vont pas entraîner un déséquilibre énergétique.

Une utilisation du traitement temporel est la discrimination de coups simple segment et de coups double segments qui peut aider à discriminer les signaux scintillés des signaux directement absorbés et des anodes reliées entre elles présentant des capacités plus faibles que des anodes linéaires décrites précédemment dans un brevet précédent des présents inventeurs.

Dans le cas de spectroscopie Lx, le détecteur est équipé avec un filtre bêta de très faible énergie afin de supprimer les bêtas de faible énergie qui se déposent uniquement sous le minimum potentiel (électron, autoroute) afin d’être capable de supprimer tout le rayonnement bêta ambiant. Réalisations préférées

Plusieurs réalisations préférées de l’invention sont construites avec le côté anode du détecteur dirigé vers la surface à inspecter. Le scintillateur est collé sur une large jonction qui est à l’opposé de l’anode souvent appelée jonction P+ ou jonction d’irradiation pour détecteurs SDDs de rayons X.

Des réalisations préférées supplémentaires sont construites avec le grand côté d’irradiation de la jonction P+ du détecteur dirigé vers la surface à inspecter. Le scintillateur est collé du côté anode dans cette configuration. L’anode et les connexions de pilotage peuvent être soit: • être réparties par l’utilisation d’interconnexions lithographiques ; ou • connectées par câblage filaire (dans ce cas, une résine époxy transparente d’une épaisseur appropriée sera coulée sur les liaisons par fils, suivi par la pose du scintillateur. La hauteur des fils de connexion sera minimisée (inférieure à 1 mm) afin de minimiser l’épaisseur de la résine époxy transparente.

Les configurations géométriques du SSDD, la connexion des électrodes à des dispositifs électroniques décrits dans cette divulgation et la possible conjonction d’un SSDD avec d’autres détecteurs à capteurs caméra ou CAM» et/ou un scintillateur permet l’utilisation de la technologie SSDD pour sonder le rayonnement alpha, bêta, des électrons de conversion et gammas avec un nombre très limité de détecteurs à semi-conducteurs.

En ce qui concerne les détecteurs simples, des recherches très larges peuvent être réalisées avec un SSDD où deux segments d’anode et une jonction d’irradiation principale P+ sont connectés à trois amplificateurs sensibles à la charge connectés à un dispositif électronique de marquage temporel. La possibilité est donnée de différencier le rayonnement directement absorbé du rayonnement scintillé et de différencier le rayonnement qui dépose de l’énergie sur un ou sur les deux côtés du minimum potentiel d’un détecteur à dérive au silicium permettant l’analyse in situ de surfaces à démanteler ou d’autres surfaces présentant un intérêt.

Pour des détecteurs multi-segments (un détecteur avec deux ou plus de segments), un segment peut être configuré pour détecter le rayonnement alpha et l’autre segment pour détecter les CEs et les Lx. Le placement de substrats à étudier en sandwich entre un détecteur alpha et un détecteur Lx a été réalisé par ORTEC. Néanmoins, cette approche ne permet pas une inspection directe de surfaces. Avoir un détecteur à deux segments comme détaillé par la présente invention permet cette approche.

Différenciation par marquage temporel (6500) U utilisation du marquage temporel en spectroscopie

Comme généralement représenté en FIG.65 (6500), la discussion à suivre va expliquer la fonction de marquage temporel pour un cas où des rayonnements sont détectés dans un détecteur segmenté RSD+SSDD (6510) avec au minimum deux segments. Dans cet exemple les anodes de réception du détecteur RSD+SSDD (6510) sont situées sur le côté inférieur du détecteur à dérive au silicium segmenté (SSDD) (6511). Le détecteur est connecté à un scintillateur RSD (6512) et collé sur le côté supérieur de ce détecteur à double segment.

Comme généralement représenté en FIG.65 (6500), des rayonnements de haute énergie génèrent des photons visuels scintillés de manière isotropique de façon que la lumière visible atteigne les deux segments du détecteur RSD (6511) simultanément. Le rayonnement peut directement atteindre le détecteur ou être réfléchi quelques fois sur les parois blanches réfléchissantes du scintillateur (6512). En pratique, tout le rayonnement va atteindre les deux segments du détecteur SSDD dans un laps de temps inférieur à 0,5 ns (5 fois la hauteur du scintillateur divisé par la vitesse de la lumière).

Sur l’exemple ci-dessous, le détecteur (6511) est également connecté à un scintillateur.

Exemple d’addition d’énergies partielles de deux segments détectés en même temps par addition de marquage temporel.

Nous donnons ici un exemple d’addition de marquage temporel d’énergies collectées en même temps dans le segment gauche et le segment droit d’un SSDD couplé à un scintillateur. L’addition des énergies partielles collectées par des anodes individuelles des SDDs segmentés (SSDD) est utilisée pour totaliser l’énergie collectée par tous les pixels du SSDD.

Nous décrirons ici une addition de marquage temporel après numérisation de l’énergie détectée et l’enregistrement de la marque temporelle associée à l’évènement détecté. Ces deux opérations peuvent être réalisées sur des systèmes de traitement numérique du signal (digital signal processing (DSP) en langue anglaise) ou sur des systèmes MCA qui sont mis en place après une étape de mise en forme analogique.

Un exemple d’addition de marquage temporel réalisé avec deux dispositifs de traitement numérique du signal et analyseur multi-canaux (DSP-MCAs) (6530) est décrit en FIG.65 (6500).

En FIG.65 (6500), chaque DSP-MCA (6530) est connecté à un amplificateur sensible à la charge (CSA) (6520) connecté à un segment de SSDD (6511). Tous les DSP-MCAs (6530) sont connectés par connexions filaires permettant que l’enregistrement du temps par leurs horloges locales soit synchronisé en moins d’une nanoseconde.

Chaque fois qu’un évènement avec une énergie caractérisée par une position centroïde Ci est détecté, la marque temporelle ti ou temps auquel l’évènement a été détecté dans un DSP-MCA (6530) est ajouté à un fichier sortie (6540) (pour analyse spectrale a posteriori) ou envoyé à une application.

Le temps de la mesure va varier entre 1 minute et 8 heures. Dans le cas d’une analyse par marquage temporel sur deux segments qui a lieu après l’acquisition spectrale, une analyse de coïncidence de temps est réalisée sur les deux fichiers contenant une liste de temps chronométrés et de valeurs d’énergies relatives à ces temps chronométrés (6550). Les résultats de cette analyse peuvent être affichés sur un écran graphique (6560).

Pour analyser la coïncidence d’une façon plus simple, les fichiers de marquages temporels seront typiquement divisés en fichiers plus petits qui contiennent les enregistrements d’énergie et de marque temporelle pour des faibles périodes de temps (typiquement 1 seconde) où : • N est le nombre maximum d’évènements dans le premier segment ; • M est le maximum ; • T(I) est une variable dimensionnée où la marque de temps d’évènements enregistrés par le premier segment (enregistrée en ns) est sauvegardée ; • C(I) est une variable dimensionnée où la valeur centroïde de l’énergie d’évènements enregistrés par le premier segment est sauvegardée ; • T’(I) est une variable dimensionnée où la marque de temps d’évènements enregistrés par le second segment (enregistrée en ns) est sauvegardée ; • C’(I) est une variable dimensionnée où la valeur centroïde de l’énergie d’évènements enregistrés par le second segment est sauvegardée ; • DELTA T : est la valeur maximale de l’intervalle de temps alloué pour que deux évènements soient considérés coïncidents ; • C_ADDED(I) est une variable dimensionnée où la valeur centroïde de l’énergie de la somme des évènements enregistrés par les premier et second segments qui sont en coïncidence est sauvegardée. L’algorithme pour cette analyse est décrit ci-dessous : K=0

Pour i = 1 à N Pourj = 1 à M

Si (T’(J)-T(I)) < DELTA_T alors K=K+1 C ADDED (K) =C(i)+C’(j) FIN de Si j suivant i suivant

Exemple d’une classification d’un spectre à basse énergie d’électrons de conversion et d’un spectre à haute énergie de rayons alpha qui sont émis et détectés en coïncidence

Des actinides tels que 241Am, 239Pu et 238Pu peuvent émettre en coïncidence des rayonnements alpha de haute énergie et des électrons de conversion ou des raies ou lignes Lx de faible énergie. Enregistrer un « spectre à basse énergie » et un « spectre à haute énergie » d’évènements qui sont détectés en coïncidence, chacun sur un segment d’un détecteur SSDD à deux segments peut être réalisé à l’aide de l’analyse par marquage temporel : • Les évènements de basse énergie peuvent provenir de chacun des segments d’un SSDD ; • Les évènements de haute énergie peuvent provenir de chacun des segments du SSDD.

Enregistrer les spectres d’électrons de conversion provenant de désintégrations d’actinides qui produisent des électrons de conversion en coïncidence avec des rayons alpha peut être un bon moyen de discriminer des électrons de conversion de basse énergie par rapport à des rayons bêta de basse énergie provenant d’émetteurs de bêtas. A cet effet la limite d’énergie doit être fixée entre la partie basse énergie du spectre et la partie haute énergie du spectre. Typiquement, cela va fixer cette limite à 1 MeV, ou le6 eY: • Elimitehautebasse = 106 • N est le nombre maximum d’évènements dans le premier segment ; • M est le maximum ; • T(I) est une variable dimensionnée où la marque de temps d’évènements enregistrés par le premier segment (enregistrée en ns) est sauvegardée ; • C(I) est une variable dimensionnée où la valeur centroïde de l’énergie d’évènements enregistrés par le premier segment est sauvegardée ; • T’(I) est une variable dimensionnée où la marque de temps d’évènements enregistrés par le second segment (enregistrée en ns) est sauvegardée ; • C’(I) est une variable dimensionnée où la valeur centroïde de l’énergie d’évènements enregistrés par le second segment est sauvegardée ; • DELTA_T : est la valeur maximale de l’intervalle de temps alloué pour que deux évènements soient considérés coïncidents ; • C_basse_énergie_en coïncidence (I) est une variable dimensionnée où la valeur centroïde de l’énergie des évènements de basse énergie (tels que les électrons de conversion) est enregistrée, à condition que le second segment ait enregistré un évènement à haute énergie en coïncidence avec le premier segment. • C_haute_énergie_en coïncidence (I) est une variable dimensionnée où la valeur centroïde de l’énergie des évènements de haute énergie (tels que les rayons alpha) est enregistrée, à condition que le second segment ait enregistré un évènement à basse énergie en coïncidence avec le premier segment. L’algorithme par marquage temporel est décrit ci-dessous :

Pour I = 1 à N Pour j = 1 à M

Si (T’(J)-T(I)) < DELTAJT Alors

Si c(I)< E_limite_haute_basse AND C’(I) > E_limite_haute_basse Alors K=K+1 C_basse_energie_en_coïncidence (K)=C(I) C_haute_energie_en_coïncidence (K)=C’(J)

Fin Si

Si c(I)> E_limite_haute_basse AND C’(I) < E_limite_haute_basse Alors K=K+1 C_basse_energie_en_coïncidence (K)=C’(I) Chauteenergieencoïncidence (K)=C(J)

Fin Si

Fin Si J suivant I suivant

Ces algorithmes décrits ici peuvent être programmés dans des matériels sur mesure FPGA incorporés ou mis en œuvre par des logiciels sur microcontrôleur.

Suppression du rayonnement ambiant basse énergie (6600)-(7200) Présentation générale

La présente invention peut incorporer un procédé de suppression du rayonnement ambiant dans la partie basse énergie du spectre afin d’être capable de mieux déterminer l’intégrale des électrons de conversion à basses énergies. Le rayonnement ambiant est proportionnel à l’intégrale des alphas. En trouvant la fonction appropriée décrivant ce rayonnement ambiant il est possible de soustraire la queue de débordement résultant des alphas et avoir une meilleure estimation des intégrales d’électron de conversion. Pour accomplir cela, l’intégrale des pics d’alpha est déterminée en premier, puis un coefficient pour la fonction de débordement est introduit et la fonction de débordement est soustraite du spectre basse énergie pour déterminer les intégrales d’électrons de conversion. Ayant les intégrales d’électrons de conversion et d’alphas, il est possible de mieux différencier des nucléides tels que 214Am et 238Pu qui ont deux raies ou lignes alpha voisines qu’on peut distinguer des raies ou lignes d’électrons de conversion. Méthodolosie de soustraction du rayonnement ambiant

Quand on réalise une acquisition spectrale pour analyser des raies ou lignes d’électrons de conversion et des raies ou lignes d’émission alpha dans le vide, une queue de débordement basse énergie apparaît dans la gamme d’énergie d’électrons de conversion (10-90 keV). On pense que cette queue de débordement provient de la collecte incomplète d’atomes rejetés après une émission alpha.

La possible origine de cette queue de débordement et sa collecte peut être attribuée à des atomes rejetés (l’atome qui est émis dans la direction opposée à l’émission alpha) et des simulations TRIM ont indiqué qu’une partie significative de cette collecte se produit dans la jonction de bore non-appauvrie. Des signaux survenant dans cette région peuvent se recombiner et sont lents. Ils peuvent mener à une telle queue de débordement. L’application d’énergie d’atomes rejetés dans la couche non appauvrie est une fonction du vide dans la chambre et de la pression partielle de l’atmosphère.

Pour 2mbars, avoir une distance entre le détecteur et la source > 6cm peut significativement réduire le phénomène de queue du au dépôt d’énergie d’atomes rejetés dans la jonction de bore. Néanmoins, à de telles distances, les temps de comptage peuvent être longs et prohibitifs. A 20 mbars, avoir une distance détecteur-source > 1 cm peut significativement réduire le phénomène de queue du à l’application d’énergie des atomes rejetés dans la jonction de bore. Néanmoins, pour de tels environnements sous vide, la résolution pour le rayonnement alpha peut ne pas être optimale.

Il importe donc d’avoir une bonne connaissance de la fonction phénomène de queue pour différentes distances détecteur-source. Dans les mesures expérimentales, des vides de 2 mbars et des distances source-détecteur de 15 mm ont été utilisées. La fonction bruit ambiant a alors été calculée avec précision.

Le manque de connaissance de la fonction analytique décrivant ce bruit ambiant rend imprécis le calcul des surfaces d’électrons de conversion.

La présente invention peut optionnellement incorporer une description plus précise de cette fonction bruit ambiant comme ci-dessous :

La présente invention peut soustraire la fonction bruit ambiant du spectre acquis de façon à déterminer les intégrales de raies ou lignes d’électrons de conversion avec plus de précision. La distribution du comptage du bruit ambiant est donnée comme une fonction de l’énergie et comme une fonction de l’intégrale des pics d’alphas. Ce bruit ambiant décroît exponentiellement comme une fonction de l’énergie. Sa description générale est donnée comme suit :

Par analyse expérimentale, il a été déterminé que des paramètres a et b fixés de façon optimale peuvent être déterminés comme suit :

Dans une acquisition spectrale expérimentale, l’intégrale des alphas était 110 000. Ainsi dans ce cas particulier,

Cette adéquation a été réalisée avec une mesure couvrant l’entière gamme d’énergie : entre 10 keV et 5000 keV.

Etaves du procédé (6600)

Un procédé de la présente invention comme généralement représenté par l’organigramme FIG.66 (6600) prévoit la soustraction du rayonnement ambiant tel que décrit ci-dessus en utilisant un procédé comprenant : (1) La détection de rayonnement en utilisant un détecteur segmenté RSD+SSDD ayant au minimum deux segments (6601) ; (2) A l’aide d’un dispositif de commande et de calcul (CCD), on calcule la queue de débordement résultant du rayonnement ambiant des alphas associé avec le rayonnement détecté (6602) ; (3) Avec un dispositif de commande et de calcul (CCD), on soustrait la queue de débordement des relevés de rayonnement détecté par le détecteur segmenté RSD+SSDD (6603) ; (4) (3) Avec un dispositif de commande et de calcul (CCD), on détermine les types de rayonnement associés à l’aide des données de différence de charge RSD+SSDD horodatées et on présente le comptage par type de rayonnement sur un écran et/ou un dispositif d’alarme ; et (5) On détermine si des surfaces additionnelles d’inspection du rayonnement doivent être inspectées, et si oui, on retourne à l’étape (1) (6605).

Ce résumé du procédé général peut être augmenté par les différents éléments décrits ici pour fournir une grande variété de réalisations de l’invention en cohérence avec cette description générale de la conception. Alors que la fonction suivante peut être utilisée pour décrire et être ajustée à ou mise à l’échelle de la queue de débordement, cette équation peut varier en fonction du contexte de l’application :

Exemple d’application pour la suppression de rayonnement ambiant (6700W72001

Pour mieux comprendre comment la soustraction du rayonnement ambiant peut être appliquée dans différents contextes, un exemple concret va être fourni maintenant. Comme généralement représenté en FIG.67 (6700), un graphique d’un spectre initial tel qu’il est obtenu d’un détecteur hybride RSD+SSDD est représenté. Le calcul de la queue de débordement qui est ajustée ou adaptée au spectre initial est représenté dans le tracé logarithmique de la FIG.68 (6800) dans lequel les paramètres d’ajustement a=-0,l 1 et b=8 ont été utilisés dans cet exemple. Cette fonction de débordement du bruit ambiant est représentée de manière isolée en FIG.69 (6900). FIG.70 (7000) représente le résultat de la soustraction au spectre initial de la fonction calculée de débordement du bruit ambiant. On notera que ce graphique(7000) résultant de la soustraction permet des indications claires des basses énergies où les principales raies ou lignes d’émission d’électrons de conversion à 37 keV et à 54 keV apparaissent mais où les raies ou lignes d’émission de 214Am à 5485 keV n’ont pas pu être vues.

Un autre exemple d’application de la présente invention où un large spectre d’acquisition d’énergie est représenté en FIG. 71 (7100) où on a pu voir à la fois les basses et hautes énergies. Le graphique inséré en FIG.71 (7100) fournit les caractéristiques ajustées du bruit ambiant pour ce graphique, indiquant les paramètres d’ajustement a=-0,087 et b=10,5. Le comptage du rayonnement résultant après soustraction du bruit ambiant est représenté en FIG.72 (7200).

Gamme de détection étendue

Il devrait être noté que la détection de spectres de basse énergie tels que présentés dans les graphes qui ont été discutés ci-dessus ne serait pas possible en utilisant des détecteurs de rayonnement traditionnels en raison de leur faible sensibilité. Par contraste, les capacités de détection de faible niveau de la présente invention permettent de mesurer avec précision à la fois les évènements de rayonnement à haute et à basse énergie, permettant ainsi de détecter des évènements de contamination de faible niveau dans des scénarios où des détecteurs conventionnels ne seraient pas capables de détecter ces évènements.

RESUME DU SYSTEME

Le système de la présente invention prévoit de nombreuses variations du schéma basique de construction, mais peut être généralisé comme un système de dosimétrie et d’identification de rayonnements multiples comprenant : (a) Un détecteur à dérive au silicium segmenté (SSDD) ; (b) Un détecteur de rayonnement à scintillation (RSD) ; (c) Une chambre de détection de rayonnement (RDC) ; (d) Un différenciateur à marquage temporel (TSD) ; et (e) Un dispositif de commande et de calcul (CCD) ; Où: • le SSDD est attaché au RSD avec coupleur mécanique entre SSDD et RSD; • le SSDD et le RSD sont contenus à l’intérieur de la RDC ; • le SSDD comprend plusieurs régions de détection segmentées (SDR) ; • le SSDD comprend un côté anode et un côté cathode ; • le côté anode du SSDD est dirigé vers une surface d’inspection du rayonnement (RIS) à inspecter à la recherche de contamination par rayonnement ; • le côté cathode du SSDD est configuré pour entrer en contact avec le coupleur mécanique entre SSDD et RSD ; • le TSD est électriquement couplé au SSDD et au RSD et configuré pour collecter et effectuer un marquage temporel des données de charge collectées à partir du rayonnement directement absorbé au sein de chacune des SDR et des photons visuels dans le RSD qui atteignent toutes les SDR simultanément ; et • le CCD est configuré pour déterminer un type de rayonnement associé aux données de charge munies d’un marquage temporel collectées à partir du TSD et afficher un comptage associé au type de rayonnement sur un dispositif d’affichage.

Ce résumé général du système peut être complété par les différents éléments décrits ici pour fournir une grande variété de réalisations de l’invention en cohérence avec cette description générale de la conception.

RESUME DU PROCEDE

Le procédé de la présente invention prévoit de nombreuses variations du schéma basique de mise en œuvre, mais peut être généralisé comme un procédé de dosimétrie et d’identification de rayonnements multiples comprenant : (1) la fabrication d’un détecteur à dérive au silicium segmenté (SSDD) avec une pluralité de régions de détection segmentées (SDR) ; (2) l’association du dit SSDD à un détecteur de rayonnement à scintillation (RSD) avec un coupleur mécanique entre SSDD et RSD ; (3) la fixation du SSDD et du RSD à l’intérieur d’une chambre de détection du rayonnement (RDC) ; (4) le couplage électrique d’un différenciateur à marquage temporel (TSD) au SSDD et au RSD et en configurant le TSD pour collecter et effectuer un marquage temporel des données de charge collectées à partir du rayonnement directement absorbé au sein de chacune des SDR et des photons visuels dans le RSD qui atteignent toutes les SDR simultanément ; et (5) avec un dispositif de commande et calcul (CCD), déterminer un type de rayonnement associé aux données de charge munies d’un marquage temporel collectées par le TSD et afficher un comptage associé au type de rayonnement sur un dispositif d’affichage ; où : • le SSDD comprend un côté anode et un côté cathode ; • le côté anode du SSDD est dirigé vers une surface d’inspection du rayonnement (RIS) à inspecter à la recherche de contamination par rayonnement ; et • le côté cathode du SSDD est configuré pour entrer en contact avec le coupleur mécanique entre SSDD et RSD.

Ce résumé général du procédé peut être complété par les différents éléments décrits ici pour fournir une grande variété de réalisations de l’invention en cohérence avec cette description générale de la conception.

RESUME D’UN SYSTEME ALTERNATIF

Un système alternatif de la présente invention prévoit de nombreuses variations du schéma basique de construction, mais peut être généralisé comme un système de dosimétrie et d’identification de rayonnements multiples comprenant : a) Un détecteur à dérive au silicium segmenté (SSDD) ; b) Un détecteur de rayonnement à scintillation (RSD) ; c) Une chambre de détection de rayonnement (RDC) ; d) Un différenciateur à marquage temporel (TSD) ; et e) Un dispositif de commande et de calcul (CCD) ; Où: • le SSDD est attaché au RSD avec coupleur mécanique entre SSDD et RSD; • le SSDD et le RSD sont contenus à l’intérieur de la RDC ; • le SSDD comprend plusieurs régions de détection segmentées (SDR) ; • le SSDD comprend un côté anode et un côté cathode ; • le côté cathode du SSDD est dirigé vers une surface d’inspection du rayonnement (RIS) à inspecter à la recherche de contamination par rayonnement ; • le côté anode du SSDD est configuré pour entrer en contact avec le coupleur mécanique entre SSDD et RSD ; • le TSD est électriquement couplé au SSDD et au RSD et configuré pour collecter et effectuer un marquage temporel des données de charge collectées à partir du rayonnement directement absorbé au sein de chacune des SDR et des photons visuels dans le RSD qui atteignent toutes les SDR simultanément ; et • le CCD est configuré pour déterminer un type de rayonnement associé aux données de charge munies d’un marquage temporel collectées à partir du TSD et afficher un comptage associé au type de rayonnement sur un dispositif d’affichage.

RESUME D’UN PROCEDE ALTERNATIF

Un procédé alternatif de la présente invention prévoit de nombreuses variations du schéma basique de mise en œuvre, mais peut être généralisé comme un procédé de dosimétrie et d’identification de rayonnements multiples comprenant : 1) la fabrication d’un détecteur à dérive au silicium segmenté (SSDD) avec une pluralité de régions de détection segmentées (SDR) ; 2) l’association du dit SSDD à un détecteur de rayonnement à scintillation (RSD) avec un coupleur mécanique entre SSDD et RSD ; 3) la fixation du SSDD et du RSD à l’intérieur d’une chambre de détection du rayonnement (RDC) ; 4) le couplage électrique d’un différenciateur à marquage temporel (TSD) au SSDD et au RSD et en configurant le TSD pour collecter et effectuer un marquage temporel des données de charge collectées à partir du rayonnement directement absorbé au sein de chacune des SDR et des photons visuels dans le RSD qui atteignent toutes les SDR simultanément ; et 5) avec un dispositif de commande et calcul (CCD), déterminer un type de rayonnement associé aux données de charge munies du marquage temporel collectées par le TSD et afficher un comptage associé au type de rayonnement sur un dispositif d’affichage ; où : • le SSDD comprend un côté anode et un côté cathode ; • le côté cathode du SSDD est dirigé vers une surface d’inspection du rayonnement (RIS) à inspecter à la recherche de contamination par rayonnement ; et • le côté anode du SSDD est configuré pour entrer en contact avec le coupleur mécanique entre SSDD et RSD.

VARIATIONS DU SYSTEME/DU PROCEDE

La présente invention prévoit de nombreuses variations du schéma basique de construction. Les exemples présentés auparavant ne représentent pas la gamme complète des usages possibles. Ils sont destinés à citer quelques-unes des possibilités presque illimitées.

Ce procédé et ce système basiques peuvent être complétés par une variété de réalisations supplémentaires, incluant mais pas limitées à : • Une réalisation où le SSDD est attaché au RSD avec un adhésif. • Une réalisation où le côté anode du SSDD comprend une pluralité de connexions d’anodes interconnectées. • Une réalisation où le côté anode du SSDD comprend une pluralité de réseaux concentriques d’anodes liées entre elles. • Une réalisation où le côté anode du SSDD comprend une pluralité d’anodes liées entre elles, les anodes liées entre elles étant électriquement couplées à un amplificateur sensible à la charge (CSA) et à une jonction d’irradiation principale sur le côté opposé du SSDD. • Une réalisation où le SSDD comprend un téléscope ou association de SSDDS. • Une réalisation où le côté anode du SSDD comprend une pluralité de réseaux circulaires d’anodes liées entre elles, les anodes liées entre elles ayant une taille allant du lOOpm à 400pm. • Une réalisation où le côté anode du SSDD comprend une pluralité de réseaux rectangulaires d’anodes liées entre elles. • Une réalisation où le SSDD est refroidi par un élément Peltier. • Une réalisation où le SDR est couplé à un amplificateur sensible à la charge (CSA). • Une réalisation où chaque SDR est couplé à un canal individuel d’un amplificateur sensible à la charge (CSA) utilisé dans un circuit intégré destiné à une application spécifique (ASIC). • Une réalisation où le TSD est configuré pour différencier les rayonnements alpha, bêta et gamma. • Une réalisation où le TSD est configuré pour différencier les rayonnements alpha, les rayonnements bêta, les électrons de conversion et les rayons X. • Une réalisation où l’anode du SSDD a une surface comprise entre 3 et 4cm2. • Une réalisation où le SSDD comprend les régions de SDR dont la numérotation va de 4 à8. • Une réalisation où le RDC comprend en plus un générateur de champ magnétique configuré pour permettre la déviation du rayonnement bêta en dehors d’une région de détection de SDR. • Une réalisation où le RDC comprend en plus une chambre d’inspection comprenant une porte d’accès frontal et une plateforme d’inspection coulissante qui permet l’insertion/le retrait d’échantillons pour inspection du rayonnement (RIS) sur la plateforme d’inspection. • Une réalisation où : le RDC comprend en plus une chambre d’inspection comprenant une porte d’accès frontal et une plateforme d’inspection coulissante qui permet l’insertion/le retrait d’échantillons pour inspection du rayonnement (RIS) sur la plateforme d’inspection ; la plateforme d’inspection est configurée pour automatiquement s’extraire de la chambre d’inspection durant l’ouverture de la porte d’accès frontal ; et la plateforme d’inspection est configurée pour automatiquement s’insérer dans la chambre d’inspection durant la fermeture de la porte d’accès frontal. • Une réalisation où le CCD est configuré pour calculer une fonction exponentielle de queue de débordement de bruit ambiant qui fait une estimation du rayonnement alpha ambiant à partir des données de charge munies d’un marquage temporel avant de déterminer le type de rayonnement associé à une donnée munie d’un marquage temporel. • Une réalisation où le CCD est configuré pour calculer le comptage associé avec le type de rayonnement en soustrayant une fonction de rayonnement ambiant qui fait une estimation du rayonnement alpha ambiant à partir des données de charge munies d’un marquage temporel. • Une réalisation où le CCD est configuré pour calculer le comptage associé avec le type de rayonnement en soustrayant une fonction exponentielle de queue de débordement de bruit ambiant qui fait une estimation du rayonnement alpha ambiant à partir des données de charge munies d’un marquage temporel.

Un homme du métier reconnaîtra que d’autres réalisations sont possibles basées sur des combinaisons d’éléments détaillés dans la description de l’invention ci-dessus.

SUPPORT GENERIQUE UTILISABLE PAR ORDINATEUR

Dans différentes réalisations alternatives, la présente invention peut être mise en œuvre comme programme informatique à utiliser sur un système informatique de calcul. Les hommes du métier peuvent facilement comprendre que des programmes définissant les fonctions définies par la présente invention peuvent être écrits dans tout langage de programmation approprié et installés dans un ordinateur sous différentes formes, incluant mais pas limitées à : (a) sous forme d’informations enregistrées sur des supports d’enregistrement non réinscriptibles (par exemple, des supports mémoire à lecture seule comme les ROMs ou disques CD-ROM) ; (b) sous formes d’informations stockées non modifiables sur des supports d’enregistrement réinscriptibles (par exemple : des disques souples ou des disques durs) ; et/ou (c) sous formes d’informations transmises à un ordinateur via des moyens de communication, tels que des réseaux internes, un réseau téléphonique, ou un réseau public tel qu’intemet. Lorsqu’ils contiennent des instructions lisibles par ordinateur qui mettent en œuvre les procédés de la présente invention, ces supports lisibles par ordinateur représentent des réalisations alternatives de la présente invention.

Comme généralement illustré ici, les réalisations du système de la présente invention peuvent incorporer une variété de supports lisibles par ordinateur qui comprennent des supports utilisables par ordinateur stockant des codes informatiques lisibles par ordinateur. Un homme du métier reconnaîtra que le logiciel associé aux différents procédés décrits ici peut être installé dans une grande variété de supports accessibles par ordinateur à partir duquel le logiciel est chargé et lancé. La présente invention prévoit et inclut ce type de support lisible par ordinateur dans la portée de l’invention. La portée de la présente invention est limitée à des supports lisibles par ordinateur où le support est à la fois tangible et non éphémère.

CONCLUSION

Un système et procédé d’identification et de dosimétrie de rayonnements multiples qui permettent la surveillance de rayonnements alpha, bêta et gamma a été divulgué. Le système/procédé incorpore un détecteur à dérive au silicium segmenté (SSDD) qui permet la mesure du rayonnement absorbé directement dans le semi-conducteur (rayons bêta, électrons de conversion, raies ou lignes Lx et rayons alpha) sur un segment du SSDD et le rayonnement à partir d’un détecteur de rayonnement à scintillation (RSD) sur plusieurs segments du SSDD. Avec le côté anode du SSDD dirigé vers la surface d’inspection du rayonnement (RIS), le détecteur de rayonnement SSDD+RSD empilés collecte le rayonnement qui est traité par un amplificateur sensible à la charge (CSA) puis traité par un différenciateur à marquage temporel (TSD). Un dispositif de commande et de calcul (CCD) peut être configuré pour collecter les données de différenciation par marquage temporel à partir des différents segments de SSDD pour permettre la discrimination simultanée de plusieurs types de rayonnement et la présentation de ces types et comptages de rayonnement sur un écran de contrôle. L’invention porte particulièrement sur : • Un système d’identification et de dosimétrie de rayonnements multiples comprenant : • (a) un détecteur à dérive au silicium segmenté (SSDD) ; • (b) un détecteur de rayonnement à scintillation (RSD) ; • (c) une chambre de détection de rayonnement (RDC) ; • (d) un différenciateur à marquage temporel (TSD) ; et • (e) un dispositif de commande et de calcul (CCD) ; • Où : • le dit SSDD est attaché au dit RSD avec coupleur mécanique entre SSDD et RSD ; • le dit SSDD et le dit RSD sont contenus à l’intérieur de la RDC ; • le dit SSDD comprend plusieurs régions de détection segmentées (SDR) ; • le dit SSDD comprend un côté anode et un côté cathode ; • le dit côté anode du SSDD est dirigé vers une surface d’inspection du rayonnement (RIS) à inspecter à la recherche de contamination par rayonnement ; • le dit côté cathode du SSDD est configuré pour entrer en contact avec le coupleur mécanique entre le dit SSDD et RSD ; • le dit TSD est électriquement couplé au dit SSDD et au dit RSD et configuré pour collecter et effectuer un marquage temporel des données de charge collectées à partir du rayonnement directement absorbé au sein de chacune des dites SDR et des photons visuels dans le dit RSD qui atteignent toutes les dites SDR simultanément ; et • le dit CCD est configuré pour déterminer un type de rayonnement associé aux données de charge munies d’un marquage temporel collectées à partir du dit TSD et afficher un comptage associé au type de rayonnement sur un dispositif d’affichage. • Selon une amélioration de l’invention, le dit côté anode du SSDD comprend plusieurs connexions d’anodes interconnectées. • Selon une amélioration de l’invention, le dit côté anode du SSDD comprend plusieurs réseaux concentriques d’anodes reliées entre elles. • Selon une amélioration de l’invention, le dit côté anode du SSDD comprend plusieurs anodes reliées entre elles, les dites anodes reliées entre elles étant électriquement couplées à un amplificateur sensible à la charge (CSA) et à une jonction d’irradiation principale sur le côté opposé du dit SSDD. • Selon une amélioration de l’invention, le dit SSDD comprend une association de SSDDs ; • Selon une amélioration de l’invention, le dit côté anode du SSDD comprend plusieurs réseaux circulaires d’anodes reliées entre elles, les dites anodes reliées entre elles ayant une taille allant de lOOpm à 400pm. • Selon une amélioration de l’invention, le dit côté anode du SSDD comprend plusieurs réseaux rectangulaires d’anodes reliées entre elles. • Selon une amélioration de l’invention, le dit SSDD est refroidi par un élément Peltier. • Selon une amélioration de l’invention, le dit SDR est couplé à un amplificateur sensible à la charge (CSA). • Selon une amélioration de l’invention, chaque SDR est couplé à un canal individuel d’un amplificateur sensible à la charge (CSA) implémenté dans un circuit intégré destiné à une application spécifique (ASIC). • Selon une amélioration de l’invention, le dit TSD est configuré pour différencier les rayonnements alpha, bêta et gamma. • Selon une amélioration de l’invention, le dit TSD est configuré pour différencier les rayonnements alpha, les rayonnements bêta, les électrons de conversion et les rayons X. • Selon une amélioration de l’invention, la dite anode du dit SSDD a une surface comprise entre 3 et 4cm2. • Selon une amélioration de l’invention, le dit SSDD comprend les régions de SDR dont la numérotation va de 4 à 8. • Selon une amélioration de l’invention, le dit RDC comprend en plus un générateur de champ magnétique configuré pour permettre la déviation du rayonnement bêta en dehors d’une région de détection du dit SDR. • Selon une amélioration de l’invention, le dit RDC comprend en plus une chambre d’inspection comprenant une porte d’accès frontal et une plateforme d’inspection coulissante qui permet l’insertion/le retrait d’échantillons pour inspection du rayonnement (RIS) sur la dite plateforme d’inspection. • Selon une amélioration de l’invention : le dit RDC comprend en plus une chambre d’inspection comprenant une porte d’accès frontal et une plateforme d’inspection coulissante qui permet l’insertion/le retrait d’échantillons pour inspection du rayonnement (RIS) sur la dite plateforme d’inspection ; la dite plateforme d’inspection est configurée pour automatiquement s’extraire de la chambre d’inspection durant l’ouverture de la dite porte d’accès frontal ; et la dite plateforme d’inspection est configurée pour automatiquement s’insérer dans la dite chambre d’inspection durant la fermeture de la dite porte d’accès frontal. • Selon une amélioration de l’invention, ledit CCD est configuré pour calculer une fonction exponentielle de queue de débordement de bruit ambiant qui fait une estimation du rayonnement alpha ambiant à partir des dites données de charge munies d’un marquage temporel avant de déterminer le type de rayonnement associé à une dite donnée munie d’un marquage temporel. • Selon une amélioration de l’invention, le dit CCD est configuré pour calculer le dit comptage associé avec le dit type de rayonnement en soustrayant une fonction de rayonnement ambiant qui fait une estimation du rayonnement alpha ambiant à partir des dites données de charge munies d’un marquage temporel. • Selon une amélioration de l’invention, le dit CCD est configuré pour calculer le dit comptage associé avec le dit type de rayonnement en soustrayant une fonction exponentielle de queue de débordement de bruit ambiant qui fait une estimation du rayonnement alpha ambiant à partir des dites données de charge munies d’un marquage temporel. • L’invention porte également sur un procédé d’identification et de dosimétrie de rayonnements multiples comprenant : • (1) la fabrication d’un détecteur à dérive au silicium segmenté (SSDD) avec une pluralité de régions de détection segmentées (SDR) ; • (2) l’association dudit SSDD à un détecteur de rayonnement à scintillation (RSD) avec un coupleur mécanique entre SSDD et RSD ; • (3) la fixation dudit SSDD et dudit RSD à l’intérieur d’une chambre de détection du rayonnement (RDC) ; • (4) le couplage électrique d’un différenciateur à marquage temporel (TSD) au dit SSDD et au dit RSD et en configurant ledit TSD pour collecter et effectuer un marquage temporel des données de charge collectées à partir du rayonnement directement absorbé au sein de chacune des dites SDR et des photons visuels dans le dit RSD qui atteignent toutes les dites SDR simultanément ; et • (5) avec un dispositif de commande et calcul (CCD), déterminer un type de rayonnement associé aux dites données de charge munies d’un marquage temporel collectées depuis le dit TSD et afficher un comptage associé au type de rayonnement sur un dispositif d’affichage ; • Où: • le dit SSDD comprend un côté anode et un côté cathode ; • le dit côté anode du SSDD est dirigé vers une surface d’inspection du rayonnement (RIS) à inspecter à la recherche de contamination par rayonnement ; et • le dit côté cathode du SSDD est configuré pour entrer en contact avec le dit coupleur mécanique entre SSDD et RSD. • Selon une amélioration de l’invention, ledit côté anode du SSDD comprend plusieurs connexions d’anodes interconnectées. • Selon une amélioration de l’invention, ledit côté anode du SSDD comprend plusieurs réseaux concentriques d’anodes reliées entre elles. • Selon une amélioration de l’invention, ledit côté anode du SSDD comprend plusieurs anodes reliées entre elles, les dites anodes reliées entre elles étant électriquement couplées à un amplificateur sensible à la charge (CSA) et à une jonction d’irradiation principale sur le côté opposé du dit SSDD. • Selon une amélioration de l’invention, le dit SSDD comprend une association de SSDDs ; • Selon une amélioration de l’invention, le dit côté anode du SSDD comprend plusieurs réseaux circulaires d’anodes reliées entre elles, les dites anodes reliées entre elles ayant une taille allant de lOOpm à 400pm. • Selon une amélioration de l’invention, le dit côté anode du SSDD comprend plusieurs réseaux rectangulaires d’anodes reliées entre elles. • Selon une amélioration de l’invention, le dit SSDD est refroidi par un élément Peltier. • Selon une amélioration de l’invention, le dit SDR est couplé à un amplificateur sensible à la charge (CSA). • Selon une amélioration de l’invention, chaque SDR est couplé à un canal individuel d’un amplificateur sensible à la charge (CSA) utilisé dans un circuit intégré destiné à une application spécifique (ASIC). • Selon une amélioration de l’invention, le dit TSD est configuré pour différencier les rayonnements alpha, bêta et gamma. • Selon une amélioration de l’invention, le dit TSD est configuré pour différencier les rayonnements alpha, les rayonnements bêta, les électrons de conversion et les rayons X. • Selon une amélioration de l’invention, la dite anode du dit SSDD a une surface comprise entre 3 et 4cm2. • Selon une amélioration de l’invention, le dit SSDD comprend les régions de SDR dont la numérotation va de 4 à 8. • Selon une amélioration de l’invention, le dit RDC comprend en plus un générateur de champ magnétique configuré pour permettre la déviation du rayonnement bêta en dehors d’une région de détection du dit SDR. • Selon une amélioration de l’invention, le dit RDC comprend en plus une chambre d’inspection comprenant une porte d’accès frontal et une plateforme d’inspection coulissante qui permet l’insertion/le retrait d’échantillons pour inspection du rayonnement (RIS) sur la dite plateforme d’inspection. • Selon une amélioration de l’invention : le dit RDC comprend en plus une chambre d’inspection comprenant une porte d’accès frontal et une plateforme d’inspection coulissante qui permet l’insertion/le retrait d’échantillons pour inspection du rayonnement (RIS) sur la dite plateforme d’inspection ; la dite plateforme d’inspection est configurée pour automatiquement s’extraire de la chambre d’inspection durant l’ouverture de la dite porte d’accès frontal ; et la dite plateforme d’inspection est configurée pour automatiquement s’insérer dans la dite chambre d’inspection durant la fermeture de la dite porte d’accès frontal. • Selon une amélioration de l’invention, le dit CCD est configuré pour calculer une fonction exponentielle de queue de débordement de bruit ambiant qui fait une estimation du rayonnement alpha ambiant à partir des dites données de charge munies d’un marquage temporel avant de déterminer le type de rayonnement associé à une dite donnée munie d’un marquage temporel. • Selon une amélioration de l’invention, le dit CCD est configuré pour calculer le dit comptage associé avec le dit type de rayonnement en soustrayant une fonction de rayonnement ambiant qui fait une estimation du rayonnement alpha ambiant à partir des dites données de charge munies d’un marquage temporel. • Selon une amélioration de l’invention, le dit CCD est configuré pour calculer le dit comptage associé avec le dit type de rayonnement en soustrayant une fonction exponentielle de queue de débordement de bruit ambiant qui fait une estimation du rayonnement alpha ambiant à partir des dites données de charge munies d’un marquage temporel. • L’invention porte également sur un support utilisable par ordinateur qui est à la fois tangible et non éphémère et sur lequel sont installés des codes de programme lisibles par ordinateur comprenant un procédé d’identification et de dosimétrie de rayonnements multiples, le dit procédé fonctionnant à partir de données de charge collectées à partir d’un système de dosimétrie et d’identification de rayonnements multiples comprenant : • (a) un détecteur à dérive au silicium segmenté (SSDD) ; • (b) un détecteur de rayonnement à scintillation (RSD) ; • (c) une chambre de détection de rayonnement (RDC) ; • (d) un différenciateur à marquage temporel (TSD) ; et • (e) un dispositif de commande et de calcul (CCD) ; • où : • le dit SSDD est attaché au dit RSD avec coupleur mécanique entre SSDD et RSD ; • le dit SSDD et le dit RSD sont contenus à l’intérieur de la dite RDC ; • le dit SSDD comprend plusieurs régions de détection segmentées (SDR) ; • le dit SSDD comprend un côté anode et un côté cathode ; • le dit côté anode du SSDD est dirigé vers une surface d’inspection du rayonnement (RIS) à inspecter à la recherche de contamination par rayonnement ; • le dit côté cathode du SSDD est configuré pour entrer en contact avec le coupleur mécanique entre le dit SSDD et RSD ; • le dit TSD est électriquement couplé au dit SSDD et au dit RSD et configuré pour collecter et effectuer un marquage temporel des données de charge collectées à partir du rayonnement directement absorbé au sein de chacune des dites SDR et des photons visuels dans le dit RSD qui atteignent toutes les dites SDR simultanément ; et • le dit CCD est configuré pour déterminer un type de rayonnement associé aux données de charge munies d’un marquage temporel collectées à partir du dit TSD et afficher un comptage associé au type de rayonnement sur un dispositif d’affichage ; • où le dit procédé comprend les étapes : • avec le dit dispositif de commande et de calcul (CCD), déterminer un type de rayonnement associé avec les dites données de charge munies d’un marquage temporel collectées à partir dudit TSD ; et • présenter le comptage associé au dit type de rayonnement sur un dispositif d’affichage. • Selon une amélioration de l’invention, le dit côté anode du SSDD comprend plusieurs connexions d’anodes interconnectées. • Selon une amélioration de l’invention, le dit côté anode du SSDD comprend plusieurs réseaux concentriques d’anodes reliées entre elles. • Selon une amélioration de l’invention, le dit côté anode du SSDD comprend plusieurs anodes reliées entre elles, les dites anodes reliées entre elles étant électriquement couplées à un amplificateur sensible à la charge (CSA) et à une jonction d’irradiation principale sur le côté opposé du dit SSDD. • Selon une amélioration de l’invention, le dit SSDD comprend une association de SSDDs ; • Selon une amélioration de l’invention, le dit côté anode du SSDD comprend plusieurs réseaux circulaires d’anodes reliées entre elles, les dites anodes reliées entre elles ayant une taille allant de lOOpm à 400pm. • Selon une amélioration de l’invention, le dit côté anode du SSDD comprend plusieurs réseaux rectangulaires d’anodes reliées entre elles. • Selon une amélioration de l’invention, le dit SSDD est refroidi par un élément Peltier. • Selon une amélioration de l’invention, le dit SDR est couplé à un amplificateur sensible à la charge (CSA). • Selon une amélioration de l’invention, chaque SDR est couplé à un canal individuel d’un amplificateur sensible à la charge (CSA) utilisé dans un circuit intégré destiné à une application spécifique (ASIC). • Selon une amélioration de l’invention, le dit TSD est configuré pour différencier les rayonnements alpha, bêta et gamma. • Selon une amélioration de l’invention, le dit TSD est configuré pour différencier les rayonnements alpha, les rayonnements bêta, les électrons de conversion et les rayons X. • Selon une amélioration de l’invention, la dite anode du dit SSDD a une surface comprise entre 3 et 4cm2. • Selon une amélioration de l’invention, le dit SSDD comprend les régions de SDR dont la numérotation va de 4 à 8. • Selon une amélioration de l’invention, le dit RDC comprend en plus un générateur de champ magnétique configuré pour permettre la déviation du rayonnement bêta en dehors d’une région de détection du dit SDR. • Selon une amélioration de l’invention, le dit RDC comprend en plus une chambre d’inspection comprenant une porte d’accès frontal et une plateforme d’inspection coulissante qui permet l’insertion/le retrait d’échantillons pour inspection du rayonnement (RIS) sur la dite plateforme d’inspection. • Selon une amélioration de l’invention : le dit RDC comprend en plus une chambre d’inspection comprenant une porte d’accès frontal et une plateforme d’inspection coulissante qui permet l’insertion/le retrait d’échantillons pour inspection du rayonnement (RIS) sur la dite plateforme d’inspection ; la dite plateforme d’inspection est configurée pour automatiquement s’extraire de la chambre d’inspection durant l’ouverture de la dite porte d’accès frontal ; et la dite plateforme d’inspection est configurée pour automatiquement s’insérer dans la dite chambre d’inspection durant la fermeture de la dite porte d’accès frontal. • Selon une amélioration de l’invention, le dit CCD est configuré pour calculer une fonction exponentielle de queue de débordement de bruit ambiant qui fait une estimation du rayonnement alpha ambiant à partir des dites données de charge munies d’un marquage temporel avant de déterminer le type de rayonnement associé à une dite donnée munie d’un marquage temporel. • Selon une amélioration de l’invention, le dit CCD est configuré pour calculer le dit comptage associé avec le dit type de rayonnement en soustrayant une fonction de rayonnement ambiant qui fait une estimation du rayonnement alpha ambiant à partir des dites données de charge munies d’un marquage temporel. • Selon une amélioration de l’invention, le dit CCD est configuré pour calculer le dit comptage associé avec le dit type de rayonnement en soustrayant une fonction exponentielle de queue de débordement de bruit ambiant qui fait une estimation du rayonnement alpha ambiant à partir des dites données de charge munies d’un marquage temporel. • L’invention porte également sur un système d’identification et de dosimétrie de rayonnements multiples comprenant : • (a) un détecteur à dérive au silicium segmenté (SSDD) ; • (b) un détecteur de rayonnement à scintillation (RSD) ; • (c) une chambre de détection de rayonnement (RDC) ; • (d) un différenciateur à marquage temporel (TSD) ; et • (e) un dispositif de commande et de calcul (CCD) ; • Où : • le dit SSDD est attaché au dit RSD avec coupleur mécanique entre SSDD et RSD ; • le dit SSDD et le dit RSD sont contenus à l’intérieur de la dite RDC ; • le dit SSDD comprend plusieurs régions de détection segmentées (SDR) ; • le dit SSDD comprend un côté anode et un côté cathode ; • le dit côté cathode du SSDD est dirigé vers une surface d’inspection du rayonnement (RIS) à inspecter à la recherche de contamination par rayonnement ; • le dit côté anode du SSDD est configuré pour entrer en contact avec le coupleur mécanique entre le dit SSDD et RSD ; • le dit TSD est électriquement couplé au dit SSDD et au dit RSD et configuré pour collecter et effectuer un marquage temporel des données de charge collectées à partir du rayonnement directement absorbé au sein de chacune des dites SDR et des photons visuels dans le dit RSD qui atteignent toutes les dites SDR simultanément ; et • le dit CCD est configuré pour déterminer un type de rayonnement associé aux données de charge munies d’un marquage temporel collectées à partir du dit TSD et afficher un comptage associé au type de rayonnement sur un dispositif d’affichage • Selon une amélioration de l’invention, le dit côté anode du SSDD comprend plusieurs connexions d’anodes interconnectées. • Selon une amélioration de l’invention, le dit côté anode du SSDD comprend plusieurs réseaux concentriques d’anodes reliées entre elles. • Selon une amélioration de l’invention, le dit côté anode du SSDD comprend plusieurs anodes reliées entre elles, les dites anodes reliées entre elles étant électriquement couplées à un amplificateur sensible à la charge (CSA) et à une jonction d’irradiation principale sur le côté opposé du dit SSDD. • Selon une amélioration de l’invention, le dit SSDD comprend une association de SSDDs ; • Selon une amélioration de l’invention, le dit côté anode du SSDD comprend plusieurs réseaux circulaires d’anodes reliées entre elles, les dites anodes reliées entre elles ayant une taille allant de lOOpm à 400pm. • Selon une amélioration de l’invention, le dit côté anode du SSDD comprend plusieurs réseaux rectangulaires d’anodes reliées entre elles. • Selon une amélioration de l’invention, le dit SSDD est refroidi par un élément Peltier. • Selon une amélioration de l’invention, le dit SDR est couplé à un amplificateur sensible à la charge (CSA). • Selon une amélioration de l’invention, chaque SDR est couplé à un canal individuel d’un amplificateur sensible à la charge (CSA) utilisé dans un circuit intégré destiné à une application spécifique (ASIC). • Selon une amélioration de l’invention, le dit TSD est configuré pour différencier les rayonnements alpha, bêta et gamma. • Selon une amélioration de l’invention, le dit TSD est configuré pour différencier les rayonnements alpha, les rayonnements bêta, les électrons de conversion et les rayons X. • Selon une amélioration de l’invention, la dite anode du dit SSDD a une surface comprise entre 3 et 4cm2. • Selon une amélioration de l’invention, le dit SSDD comprend les régions de SDR dont la numérotation va de 4 à 8. • Selon une amélioration de l’invention, le dit RDC comprend en plus un générateur de champ magnétique configuré pour permettre la déviation du rayonnement bêta en dehors d’une région de détection du dit SDR. • Selon une amélioration de l’invention, le dit RDC comprend en plus une chambre d’inspection comprenant une porte d’accès frontal et une plateforme d’inspection coulissante qui permet l’insertion/le retrait d’échantillons pour inspection du rayonnement (RIS) sur la dite plateforme d’inspection. • Selon une amélioration de l’invention : le dit RDC comprend en plus une chambre d’inspection comprenant une porte d’accès frontal et une plateforme d’inspection coulissante qui permet l’insertion/le retrait d’échantillons pour inspection du rayonnement (RIS) sur la dite plateforme d’inspection ; la dite plateforme d’inspection est configurée pour automatiquement s’extraire de la chambre d’inspection durant l’ouverture de la dite porte d’accès frontal ; et la dite plateforme d’inspection est configurée pour automatiquement s’insérer dans la dite chambre d’inspection durant la fermeture de la dite porte d’accès frontal. • Selon une amélioration de l’invention, le dit CCD est configuré pour calculer une fonction exponentielle de queue de débordement de bruit ambiant qui fait une estimation du rayonnement alpha ambiant à partir des dites données de charge munies d’un marquage temporel avant de déterminer le type de rayonnement associé à une dite donnée munie d’un marquage temporel. • Selon une amélioration de l’invention, le dit CCD est configuré pour calculer le dit comptage associé avec le dit type de rayonnement en soustrayant une fonction de rayonnement ambiant qui fait une estimation du rayonnement alpha ambiant à partir des dites données de charge munies d’un marquage temporel. • Selon une amélioration de l’invention, le dit CCD est configuré pour calculer le dit comptage associé avec le dit type de rayonnement en soustrayant une fonction exponentielle de queue de débordement de bruit ambiant qui fait une estimation du rayonnement alpha ambiant à partir des dites données de charge munies d’un marquage temporel. • L’invention porte également sur un procédé d’identification et de dosimétrie de rayonnements multiples comprenant : • (1) la fabrication d’un détecteur à dérive au silicium segmenté (SSDD) avec une pluralité de régions de détection segmentées (SDR) ; • (2) l’association du dit SSDD à un détecteur de rayonnement à scintillation (RSD) avec un coupleur mécanique entre SSDD et RSD ; • (3) la fixation du dit SSDD et du dit RSD à l’intérieur d’une chambre de détection du rayonnement (RDC) ; • (4) le couplage électrique d’un différenciateur à marquage temporel (TSD) au dit SSDD et au dit RSD et en configurant le dit TSD pour collecter et effectuer un marquage temporel des données de charge collectées à partir du rayonnement directement absorbé au sein de chacune des dites SDR et des photons visuels dans le dit RSD qui atteignent toutes les dites SDR simultanément ; et • (5) le couplage électrique d’un différenciateur à marquage temporel (TSD) au SSDD et au RSD et en configurant le TSD pour collecter et effectuer un marquage temporel des données de charge collectées à partir du rayonnement directement absorbé au sein de chacune des SDR et des photons visuels dans le RSD qui atteignent toutes les SDR simultanément ; et • (6) avec un dispositif de commande et calcul (CCD), déterminer un type de rayonnement associé aux données de charge munies d’un marquage temporel collectées à partir du TSD et afficher un comptage associé au type de rayonnement sur un dispositif d’affichage ; • Où : • le dit SSDD comprend un côté anode et un côté cathode ; • le dit côté cathode du SSDD est dirigé vers une surface d’inspection du rayonnement (RIS) à inspecter à la recherche de contamination par rayonnement ; et • le dit côté anode du SSDD est configuré pour entrer en contact avec le dit coupleur mécanique entre SSDD et RSD. • Selon une amélioration de l’invention, le dit côté anode du SSDD comprend plusieurs connexions d’anodes interconnectées. • Selon une amélioration de l’invention, le dit côté anode du SSDD comprend plusieurs réseaux concentriques d’anodes reliées entre elles. • Selon une amélioration de l’invention, le dit côté anode du SSDD comprend plusieurs anodes reliées entre elles, les dites anodes reliées entre elles étant électriquement couplées à un amplificateur sensible à la charge (CSA) et à une jonction d’irradiation principale sur le côté opposé du dit SSDD. • Selon une amélioration de l’invention, le dit SSDD comprend une association de SSDDs ; • Selon une amélioration de l’invention, le dit côté anode du SSDD comprend plusieurs réseaux circulaires d’anodes reliées entre elles, les dites anodes reliées entre elles ayant une taille allant de lOOpm à 400pm. • Selon une amélioration de l’invention, le dit côté anode du SSDD comprend plusieurs réseaux rectangulaires d’anodes reliées entre elles. • Selon une amélioration de l’invention, le dit SSDD est refroidi par un élément Peltier. • Selon une amélioration de l’invention, le dit SDR est couplé à un amplificateur sensible à la charge (CSA). • Selon une amélioration de l’invention, chaque dit SDR est couplé à un canal individuel d’un amplificateur sensible à la charge (CSA) utilisé dans un circuit intégré destiné à une application spécifique (ASIC). • Selon une amélioration de l’invention, le dit TSD est configuré pour différencier les rayonnements alpha, bêta et gamma. • Selon une amélioration de l’invention, le dit TSD est configuré pour différencier les rayonnements alpha, les rayonnements bêta, les électrons de conversion et les rayons X. • Selon une amélioration de l’invention, la dite anode du dit SSDD a une surface comprise entre 3 et 4cm2. • Selon une amélioration de l’invention, le dit SSDD comprend les régions de SDR dont la numérotation va de 4 à 8. • Selon une amélioration de l’invention, le dit RDC comprend en plus un générateur de champ magnétique configuré pour permettre la déviation du rayonnement bêta en dehors d’une région de détection du dit SDR. • Selon une amélioration de l’invention, le dit RDC comprend en plus une chambre d’inspection comprenant une porte d’accès frontal et une plateforme d’inspection coulissante qui permet Pinsertion/le retrait d’échantillons pour inspection du rayonnement (RIS) sur la dite plateforme d’inspection. • Selon une amélioration de l’invention : le dit RDC comprend en plus une chambre d’inspection comprenant une porte d’accès frontal et une plateforme d’inspection coulissante qui permet l’insertion/le retrait d’échantillons pour inspection du rayonnement (RIS) sur la dite plateforme d’inspection ; la dite plateforme d’inspection est configurée pour automatiquement s’extraire de la chambre d’inspection durant l’ouverture de la dite porte d’accès frontal ; et la dite plateforme d’inspection est configurée pour automatiquement s’insérer dans la dite chambre d’inspection durant la fermeture de la dite porte d’accès frontal. • Selon une amélioration de l’invention, le dit CCD est configuré pour calculer une fonction exponentielle de queue de débordement de bruit ambiant qui fait une estimation du rayonnement alpha ambiant à partir des dites données de charge munies d’un marquage temporel avant de déterminer le type de rayonnement associé à une dite donnée munie d’un marquage temporel. • Selon une amélioration de l’invention, le dit CCD est configuré pour calculer le dit comptage associé avec le dit type de rayonnement en soustrayant une fonction de rayonnement ambiant qui fait une estimation du rayonnement alpha ambiant à partir des dites données de charge munies d’un marquage temporel. • Selon une amélioration de l’invention, le dit CCD est configuré pour calculer le dit comptage associé avec le dit type de rayonnement en soustrayant une fonction exponentielle de queue de débordement de bruit ambiant qui fait une estimation du rayonnement alpha ambiant à partir des dites données de charge munies d’un marquage temporel. • L’invention porte également sur un support utilisable par ordinateur qui est à la fois tangible et non éphémère et sur lequel sont installés des codes de programme lisibles par ordinateur comprenant un procédé d’identification et de dosimétrie de rayonnements multiples, le dit procédé fonctionnant à partir de données de charge collectées à partir d’un système de dosimétrie et d’identification de rayonnements multiples comprenant : • (a) un détecteur à dérive au silicium segmenté (SSDD) ; • (b) un détecteur de rayonnement à scintillation (RSD) ; • (c) une chambre de détection de rayonnement (RDC) ; • (d) un différenciateur à marquage temporel (TSD) ; et • (e) un dispositif de commande et de calcul (CCD) ; • où : • le dit SSDD est attaché au dit RSD avec coupleur mécanique entre SSDD et RSD ; • le dit SSDD et le dit RSD sont contenus à l’intérieur de la dite RDC ; • le dit SSDD comprend plusieurs régions de détection segmentées (SDR) ; • le dit SSDD comprend un côté anode et un côté cathode ; • le dit côté cathode du SSDD est dirigé vers une surface d’inspection du rayonnement (RIS) à inspecter à la recherche de contamination par rayonnement ; • le dit côté anode du SSDD est configuré pour entrer en contact avec le coupleur mécanique entre le dit SSDD et RSD ; • le dit TSD est électriquement couplé au dit SSDD et au dit RSD et configuré pour collecter et effectuer un marquage temporel des données de charge collectées à partir du rayonnement directement absorbé au sein de chacune des dites SDR et des photons visuels dans le dit RSD qui atteignent toutes les dites SDR simultanément ; et • le dit CCD est configuré pour déterminer un type de rayonnement associé aux données de charge munies d’un marquage temporel collectées à partir du dit TSD et afficher un comptage associé au type de rayonnement sur un dispositif d’affichage ; • où le dit procédé comprend les étapes : • avec le dit dispositif de commande et de calcul (CCD), déterminer un type de rayonnement associé avec lesdites données de charge munies d’un marquage temporel collectées à partir du dit TSD ; et • présenter le comptage associé au dit type de rayonnement sur un dispositif d’affichage. • Selon une amélioration de l’invention, le dit côté anode du SSDD comprend plusieurs connexions d’anodes interconnectées. • Selon une amélioration de l’invention, le dit côté anode du SSDD comprend plusieurs réseaux concentriques d’anodes reliées entre elles. • Selon une amélioration de l’invention, le dit côté anode du SSDD comprend plusieurs anodes reliées entre elles, les dites anodes reliées entre elles étant électriquement couplées à un amplificateur sensible à la charge (CSA) et à une jonction d’irradiation principale sur le côté opposé du dit SSDD. • Selon une amélioration de l’invention, le dit SSDD comprend une association de SSDDs ; • Selon une amélioration de l’invention, le dit côté anode du SSDD comprend plusieurs réseaux circulaires d’anodes reliées entre elles, les dites anodes reliées entre elles ayant une taille allant de lOOpm à 400pm. • Selon une amélioration de l’invention, le dit côté anode du SSDD comprend plusieurs réseaux rectangulaires d’anodes reliées entre elles. • Selon une amélioration de l’invention, le dit SSDD est refroidi par un élément Peltier. • Selon une amélioration de l’invention, le dit SDR est couplé à un amplificateur sensible à la charge (CSA). • Selon une amélioration de l’invention, chaque SDR est couplé à un canal individuel d’un amplificateur sensible à la charge (CSA) utilisé dans un circuit intégré destiné à une application spécifique (ASIC). • Selon une amélioration de l’invention, le dit TSD est configuré pour différencier les rayonnements alpha, bêta et gamma. • Selon une amélioration de l’invention, le dit TSD est configuré pour différencier les rayonnements alpha, les rayonnements bêta, les électrons de conversion et les rayons X. • Selon une amélioration de l’invention, la dite anode du dit SSDD a une surface comprise entre 3 et 4cm2. • Selon une amélioration de l’invention, le dit SSDD comprend les régions de SDR dont la numérotation va de 4 à 8. • Selon une amélioration de l’invention, le dit RDC comprend en plus un générateur de champ magnétique configuré pour permettre la déviation du rayonnement bêta en dehors d’une région de détection du dit SDR. • Selon une amélioration de l’invention, le dit RDC comprend en plus une chambre d’inspection comprenant une porte d’accès frontal et une plateforme d’inspection coulissante qui permet l’insertion/le retrait d’échantillons pour inspection du rayonnement (RIS) sur la dite plateforme d’inspection. • Selon une amélioration de l’invention : le dit RDC comprend en plus une chambre d’inspection comprenant une porte d’accès frontal et une plateforme d’inspection coulissante qui permet l’insertion/le retrait d’échantillons pour inspection du rayonnement (RIS) sur la dite plateforme d’inspection ; la dite plateforme d’inspection est configurée pour automatiquement s’extraire de la chambre d’inspection durant l’ouverture de la dite porte d’accès frontal ; et la dite plateforme d’inspection est configurée pour automatiquement s’insérer dans la dite chambre d’inspection durant la fermeture de la dite porte d’accès frontal. • Selon une amélioration de l’invention, le dit CCD est configuré pour calculer une fonction exponentielle de queue de débordement de bruit ambiant qui fait une estimation du rayonnement alpha ambiant à partir des dites données de charge munies d’un marquage temporel avant de déterminer le type de rayonnement associé à une dite donnée munie d’un marquage temporel. • Selon une amélioration de l’invention, le dit CCD est configuré pour calculer ledit comptage associé avec ledit type de rayonnement en soustrayant une fonction de rayonnement ambiant qui fait une estimation du rayonnement alpha ambiant à partir des dites données de charge munies d’un marquage temporel. • Selon une amélioration de l’invention, le dit CCD est configuré pour calculer le dit comptage associé avec le dit type de rayonnement en soustrayant une fonction exponentielle de queue de débordement de bruit ambiant qui fait une estimation du rayonnement alpha ambiant à partir des dites données de charge munies d’un marquage temporel.

Claims

REVENDICATIONS

1. Un système (0100) d’identification et de dosimétrie de rayonnements multiple, caractérisé en ce qu’il comprend: (a) un détecteur à dérive au silicium segmenté SSDD (0310) ; (b) un détecteur de rayonnement à scintillation RSD (0320) ; (c) une chambre de détection de rayonnement RDC ; (d) un différenciateur à marquage temporel TSD ; et (e) un dispositif de commande et de calcul CCD (0111) ; où : ledit SSDD est attaché audit RSD avec coupleur mécanique entre SSDD et RSD ; ledit SSDD et ledit RSD sont contenus à l’intérieur de ladite RDC ; ledit SSDD comprend plusieurs régions de détection segmentées SDR 5 ledit SSDD comprend un côté anode (2724) et un côté cathode ; ledit côté anode du SSDD est dirigé vers une surface d’inspection du rayonnement RIS à inspecter à la recherche de contamination par rayonnement ; ledit côté cathode du SSDD est configuré pour entrer en contact avec le coupleur mécanique entre ledit SSDD et le RSD ; ledit TSD est électriquement couplé audit SSDD et audit RSD et configuré pour collecter et effectuer un marquage temporel des données de charge collectées à partir du rayonnement directement absorbé au sein de chacune desdites SDR et des photons visuels dans ledit RSD qui atteignent toutes lesdites SDR simultanément ; et ledit CCD est configuré pour déterminer un type de rayonnement associé aux données de charge munies d’un marquage temporel collectées à partir dudit TSD et afficher un comptage associé au type de rayonnement sur un dispositif d’affichage. L Système d’identification (0100) et de dosimétrie de rayonnements multiples de la revendication 1 où ledit côté anode (2724) du SSDD (0310) comprend plusieurs connexions d’anodes (5016, 5017) interconnectées.
3. Système d’identification (0100) et de dosimétrie de rayonnements multiples de la revendication 1, où ledit côté anode (2724) du SSDD (0310) comprend plusieurs réseaux concentriques d’anodes reliées entre elles.
4. Système d’identification (0100) et de dosimétrie de rayonnements multiples de la revendication 1, où ledit côté anode (2724) du SSDD (0310) comprend plusieurs anodes reliées entre elles, lesdites anodes reliées entre elles étant électriquement couplées à un amplificateur sensible à la charge CSA et à une jonction d’irradiation principale sur le côté opposé dudit SSDD (0310).
5. Système d’identification (0100) et de dosimétrie de rayonnements multiples de la revendication 1, où ledit SSDD (0310) comprend une association de plusieurs SSDD (0310).
6. Procédé d’identification et de dosimétrie de rayonnements multiples comprenant : (1) la fabrication d’un détecteur à dérive au silicium segmenté SSDD (0310) avec une pluralité de régions de détection segmentées SDR ; (2) l’association dudit SSDD à un détecteur de rayonnement à scintillation RSD (0320) avec un coupleur mécanique entre SSDD et RSD ; (3) la fixation dudit SSDD et dudit RSD à l’intérieur d’une chambre de détection du rayonnement RDC ; (4) le couplage électrique d’un différenciateur à marquage temporel TSD audit SSDD et audit RSD et en configurant ledit TSD pour collecter et effectuer un marquage temporel des données de charge collectées à partir du rayonnement directement absorbé au sein de chacune desdites SDR et des photons visuels dans ledit RSD qui atteignent toutes lesdites SDR simultanément ; et (5) avec un dispositif de commande et calcul CCD (0111), déterminer un type de rayonnement associé aux dites données de charge munies d’un marquage temporel collectées depuis le dit TSD et afficher un comptage associé au type de rayonnement sur un dispositif d’affichage ; Où: ledit SSDD comprend un côté anode (2724) et un côté cathode ; ledit côté anode (2724) du SSDD est dirigé vers une surface d’inspection du rayonnement RIS à inspecter à la recherche de contamination par rayonnement ; et ledit côté cathode du SSDD est configuré pour entrer en contact avec ledit coupleur mécanique entre SSDD et RSD.
7. Support utilisable par ordinateur qui est à la fois tangible et non éphémère et sur lequel sont installés des codes de programme lisibles par ordinateur comprenant un procédé d’identification et de dosimétrie de rayonnements multiples, le dit procédé fonctionnant à partir de données de charge collectées à partir d’un système de dosimétrie (0100) et d’identification de rayonnements multiples comprenant : (a) un détecteur à dérive au silicium segmenté SSDD (0310) ; (b) un détecteur de rayonnement à scintillation RSD (0320) ; (c) une chambre de détection de rayonnement RDC ; (d) un différenciateur à marquage temporel TSD ; et (e) un dispositif de commande et de calcul CCD (0111) ; où : ledit SSDD est attaché au dit RSD avec coupleur mécanique entre SSDD et RSD ; ledit SSDD et le dit RSD sont contenus à l’intérieur de la dite RDC ; ledit SSDD comprend plusieurs régions de détection segmentées SDR 5 ledit SSDD comprend un côté anode (2724) et un côté cathode ; ledit côté anode du SSDD est dirigé vers une surface d’inspection du rayonnement RIS à inspecter à la recherche de contamination par rayonnement ; ledit côté cathode du SSDD est configuré pour entrer en contact avec le coupleur mécanique entre le dit SSDD et RSD ; ledit TSD est électriquement couplé au dit SSDD et au dit RSD et configuré pour collecter et effectuer un marquage temporel des données de charge collectées à partir du rayonnement directement absorbé au sein de chacune des dites SDR et des photons visuels dans le dit RSD qui atteignent toutes les dites SDR simultanément ; et ledit CCD est configuré pour déterminer un type de rayonnement associé aux données de charge munies d’un marquage temporel collectées à partir dudit TSD et afficher un comptage associé au type de rayonnement sur un dispositif d’affichage ; où ledit procédé comprend les étapes : avec le dit dispositif de commande et de calcul CCD, déterminer un type de rayonnement associé avec les dites données de charge munies d’un marquage temporel collectées à partir dudit TSD ; et présenter le comptage associé audit type de rayonnement sur un dispositif d’affichage.
8. Système de dosimétrie (0100) et d’identification de rayonnements multiples comprenant : (a) un détecteur à dérive au silicium segmenté SSDD (0310) ; (b) un détecteur de rayonnement à scintillation RSD (0320) ; (c) une chambre de détection de rayonnement RDC ; (d) un différenciateur à marquage temporel TSD ; et (e) un dispositif de commande et de calcul CCD (0111) ; où : ledit SSDD est attaché audit RSD avec coupleur mécanique entre SSDD et RSD ; ledit SSDD et le dit RSD sont contenus à l’intérieur de la dite RDC ; ledit SSDD comprend plusieurs régions de détection segmentées SDR 9 ledit SSDD comprend un côté anode et un côté cathode ; ledit côté cathode du SSDD est dirigé vers une surface d’inspection du rayonnement RIS à inspecter à la recherche de contamination par rayonnement ; ledit côté anode du SSDD est configuré pour entrer en contact avec le coupleur mécanique entre le dit SSDD et RSD ; ledit TSD est électriquement couplé au dit SSDD et audit RSD et configuré pour collecter et effectuer un marquage temporel des données de charge collectées à partir du rayonnement directement absorbé au sein de chacune des dites SDR et des photons visuels dans ledit RSD qui atteignent toutes les dites SDR simultanément ; et ledit CCD est configuré pour déterminer un type de rayonnement associé aux données de charge munies d’un marquage temporel collectées à partir dudit TSD et afficher un comptage associé au type de rayonnement sur un dispositif d’affichage ;
9. Procédé de dosimétrie et d’identification de rayonnements multiples comprenant : (1) la fabrication d’un détecteur à dérive au silicium segmenté SSDD (0310) avec une pluralité de régions de détection segmentées SDR ; (2) l’association du dit SSDD à un détecteur de rayonnement à scintillation RSD (0320) avec un coupleur mécanique entre SSDD et RSD; (3) la fixation du dit SSDD et du dit RSD à l’intérieur d’une chambre de détection du rayonnement RDC ; (4) le couplage électrique d’un différenciateur à marquage temporel TSD audit SSDD et audit RSD et en configurant ledit TSD pour collecter et effectuer un marquage temporel des données de charge collectées à partir du rayonnement directement absorbé au sein de chacune desdites SDR et des photons visuels dans ledit RSD qui atteignent toutes lesdites SDR simultanément ; et (5) avec un dispositif de commande et calcul CCD (0111), déterminer un type de rayonnement associé auxdites données de charge munies d’un marquage temporel collectées depuis ledit TSD et afficher un comptage associé au type de rayonnement sur un dispositif d’affichage ; Où: ledit SSDD comprend un côté anode et un côté cathode ; ledit côté cathode du SSDD est dirigé vers une surface d’inspection du rayonnement RIS à inspecter à la recherche de contamination par rayonnement ; et ledit côté anode du SSDD est configuré pour entrer en contact avec ledit coupleur mécanique entre SSDD et RSD.
10. Support utilisable par ordinateur qui est à la fois tangible et non éphémère et sur lequel sont installés des codes de programme lisibles par ordinateur comprenant un procédé d’identification et de dosimétrie de rayonnements multiples, ledit procédé fonctionnant à partir de données de charge collectées à partir d’un système de dosimétrie (0100) et d’identification de rayonnements multiples comprenant : (a) un détecteur à dérive au silicium segmenté SSDD (0310) ; (b) un détecteur de rayonnement à scintillation RSD (0320) ; (c) une chambre de détection de rayonnement RDC ; (d) un différenciateur à marquage temporel TSD ; et (e) un dispositif de commande et de calcul CCD (0111) ; où : ledit SSDD est attaché au dit RSD avec coupleur mécanique entre SSDD et RSD; ledit SSDD et ledit RSD sont contenus à l’intérieur de ladite RDC ; ledit SSDD comprend plusieurs régions de détection segmentées SDR 9 ledit SSDD comprend un côté anode (2724) et un côté cathode ; ledit côté cathode du SSDD est dirigé vers une surface d’inspection du rayonnement RIS à inspecter à la recherche de contamination par rayonnement ; ledit côté anode du SSDD est configuré pour entrer en contact avec le coupleur mécanique entre le dit SSDD et RSD ; ledit TSD est électriquement couplé au dit SSDD et audit RSD et configuré pour collecter et effectuer un marquage temporel des données de charge collectées à partir du rayonnement directement absorbé au sein de chacune desdites SDR et des photons visuels dans ledit RSD qui atteignent toutes lesdites SDR simultanément ; et ledit CCD est configuré pour déterminer un type de rayonnement associé aux données de charge munies d’un marquage temporel collectées à partir dudit TSD et afficher un comptage associé au type de rayonnement sur un dispositif d’affichage ; où ledit procédé comprend les étapes : avec le dit dispositif de commande et de calcul CCD (0111), déterminer un type de rayonnement associé avec lesdites données de charge munies d’un marquage temporel collectées à partir dudit TSD ; et présenter le comptage associé audit type de rayonnement sur un dispositif d’affichage.