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Médecine spatiale

Système de surveillance des rayonnements MOSFET

But

La majeure partie des rayonnements auxquels les astronautes sont exposés dans l'espace provient d'électrons et de protons hautement chargés. Le Groupe de médecine spatiale opérationnelle de l'Agence spatiale canadienne (ASC) appuie la mise au point d'un instrument faisant appel au dosimètre MOSFET pour mesurer ces rayonnements.

Contexte

Le dosimètre MOSFET (transistor à effet de champ métal-oxyde semiconducteur) est un dispositif miniature au silicium qui mesure les rayonnements. La détection de rayonnements par un capteur produit des charges électriques qui font varier la tension du dispositif. Cette variation diffère en fonction du type de rayonnement reçu. Sur Terre, les scientifiques étalonnent le dispositif avec divers types de rayonnements pour être en mesure de déterminer la dose qu'il absorbera dans l'espace.

Les dosimètres MOSFET ont l'avantage d'être plus légers que les autres détecteurs et présentent des zones actives plus minces. On peut les utiliser pour évaluer les doses de rayonnements auxquelles sont exposés la peau, les yeux et les organes sanguinoformateurs en plaçant sur le capteur des écrans de différentes épaisseurs.

Initialement, l'entreprise canadienne Thomson and Nielsen Electronics Ltd. (disponible en anglais seulement) a mis au point les dosimètres MOSFET pour détecter les rayonnements dans les domaines nucléaire et médical. En 1991, l'ASC a commandé auprès de Thomson & Nielsen des détecteurs MOSFET pouvant être utilisés dans l'espace. En 1992, ces détecteurs ont séjourné dans l'espace pour la première fois à bord du satellite russe Bion-10. En 1995, le Bureau des astronautes canadiens de l'ASC a demandé à Thomson & Nielsen de mettre au point un prototype de dosimètre personnel pour astronautes (ARM) capable de mesurer les doses auxquelles sont exposés la peau, les yeux et les organes responsables de la formation du sang. En 1996, au terme des essais initiaux à bord du satellite russe Bion-11, on s'est inspiré du prototype ARM pour développer un dosimètre destiné aux astronautes exposés aux rayonnements pendant les sorties extravéhiculaires. Le dosimètre EVARM est donc à bord de la Station spatiale internationale depuis 2001 et a produit des données très utiles sur les niveaux de rayonnements auxquels sont exposés les astronautes lors de sorties dans l'espace.

Description du projet

Depuis 2002, le Groupe de médecine spatiale opérationnelle travaille de concert avec Thomson & Nielsen à la mise au point d'un dosimètre faisant appel à la technologie MOSFET dans le cadre du projet Matroshka-R. Ce projet est dirigé par l'Institut des problèmes médicaux de Russie (IBMP) de l'Académie des sciences de Russie. Le nouveau dosimètre doit séjourner à bord du module russe de la Station spatiale internationale de 2005 à 2008. L'expérience Matroshka-R vise à déterminer les doses de rayonnements qu'absorbent les organes du corps humain lors de séjours dans l'espace au moyen d'un « fantôme », une imitation sphérique du corps humain fabriquée de couches de matériaux semblables aux tissus humains.

Différents types de détecteurs de rayonnements, dont des dosimètres MOSFET, sont installés en divers endroits du fantôme afin de mesurer les doses de rayonnements absorbées par les organes de simulation. Le système de dosimètre MOSFET se compose de minuscules puces électroniques installées sur des rubans souples qui sont insérés dans le fantôme et d'un dispositif de lecture de données désigné lecteur MOSFET.

Liens connexes

• Comment les rayonnements affectent-ils le corps humain dans l'espace?
  
  
• Projets sur le rayonnement spatial
  
  
• Mesure du rayonnement spatial par dosimètres à bulles