FR2748596A1 - Procede de preparation de films a base de polymere conducteur pour la realisation de sources radioactives - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de synthèse de films de polymère conducteur destinés à la fabrication de sources radioactives. Le but de l'invention est de fournir un procédé simple de synthèse de films de polymère conducteur qui soient bon conducteurs, résistants mécaniquement et qui présentent un taux d'autoabsorption faible. Ce but est atteint au moyen d'un procédé qui utilise une voie chimique de synthèse des films de polymère conducteur, éventuellement en présence de membranes support.
Description
PROCEDE DE PREPARATION DE FILMS A BASE DE
POLYMERE CONDUCTEUR POUR LA REALISATION
DE SOURCES RADIOACTIVES
DESCRIPTION
Domaine technique
La présente invention a pour objet un procédé de préparation de films à base de polymères conducteurs, destinés à la fabrication de sources radioactives, pourvus d'un faible taux d'auto-absorption des rayonnements nucléaires, d'une grande résistance au vieillissement et de bonnes propriétés mécaniques.
POLYMERE CONDUCTEUR POUR LA REALISATION
DE SOURCES RADIOACTIVES
DESCRIPTION
Domaine technique
La présente invention a pour objet un procédé de préparation de films à base de polymères conducteurs, destinés à la fabrication de sources radioactives, pourvus d'un faible taux d'auto-absorption des rayonnements nucléaires, d'une grande résistance au vieillissement et de bonnes propriétés mécaniques.
Les sources radioactives sont utilisées dans le domaine de la métrologie des rayonnements ionisants comme étalons de radioactivité, notamment dans l'étalonnage de sondes de contamination de surface dans le domaine de la radioprotection, pour le raccordement des sources commerciales et pour des comparaisons internationales.
Ces sources radioactives comprennent un support généralement métallique, par exemple d'aluminium ou d'acier inoxydable, un film mince conducteur de charges recouvrant le support, et une substance radioactive étalon déposée sur le film mince conducteur de charge.
Les supports sont soit sous forme de plaques pleines dans le cas de sources radioactives surfaciques, soit sous forme de plaques comportant une ouverture centrale, par exemple des supports annulaires, dans le cas des sources ponctuelles 4r radioactives.
Dans le cas de sources ponctuelles 4r, le film mince, conducteur de charges, recouvrant le support n est pas supporté au niveau de l'ouverture centrale du support de source. I1 est donc important que ce film soit résistant et possède de bonnes propriétés mécaniques.
D'autre part, le film mince doit être un bon conducteur de charges. Cette dernière propriété est essentielle, car elle permet d'assurer un écoulement des charges électriques et de maintenir un champ électrique constant dans les compteurs proportionnels utilisés pour les mesures ; avec pour conséquence une bonne reproductibilité des résultats.
Etat de la technique
La méthode classique, pour réaliser de telles sources, consiste à utiliser des membranes en VYNS (copolymère de polychlorure de vinyle et d'acétate de vinyle) ou en collodion (nitrate de cellulose) formées directement à la surface de l'eau puis tendues sur un anneau mince d'acier inoxydable servant de support de source. Les deux surfaces libres de la membrane, au niveau de la partie ouverte du support, sont rendues conductrices par métallisation sous vide d'une fine couche d'or. Une goutte de solution étalon de radioactivité est alors déposée à la surface de la membrane métallisée, au niveau de la partie ouverte.
La méthode classique, pour réaliser de telles sources, consiste à utiliser des membranes en VYNS (copolymère de polychlorure de vinyle et d'acétate de vinyle) ou en collodion (nitrate de cellulose) formées directement à la surface de l'eau puis tendues sur un anneau mince d'acier inoxydable servant de support de source. Les deux surfaces libres de la membrane, au niveau de la partie ouverte du support, sont rendues conductrices par métallisation sous vide d'une fine couche d'or. Une goutte de solution étalon de radioactivité est alors déposée à la surface de la membrane métallisée, au niveau de la partie ouverte.
Afin de rendre la source de radioactivité plus homogène, une fine couche de microsphères de latex échangeuses d'ions peut être électropulvérisée sur la membrane métallisée avant dépôt de la solution étalon de radioactivité.
Dans ce cas, le film conducteur est formé par la membrane métallisée.
Les principaux inconvénients de ce type de film résident dans le fait que les films sont très fragiles et résistent mal aux différentes étapes de leur élaboration, tout particulièrement lorsqu'ils sont soumis à une élévation de température lors de la métallisation sous vide.
De plus, la couche d'or, malgré sa faible épaisseur, induit une atténuation non négligeable du rayonnement par auto-absorption, entraînant une diminution de l'efficacité de la détection.
Le document "Nuclear Instrument s and Methods in
Physics Research" A286 (1990), pp. 447-452, décrit un procédé de fabrication de sources radioactives dans lequel la couche d'or est remplacée par une superposition de couches organiques conductrices monoatomiques.Ce procédé de par sa mise en oeuvre complexe, est mal adapté à un travail de routine.
Physics Research" A286 (1990), pp. 447-452, décrit un procédé de fabrication de sources radioactives dans lequel la couche d'or est remplacée par une superposition de couches organiques conductrices monoatomiques.Ce procédé de par sa mise en oeuvre complexe, est mal adapté à un travail de routine.
Le document "Appl. Radiat. Isot." (H. MIYAHARA, M.
SUZUKI and T. WATANABE) vol.38(10) (1987), pp. 887-890, décrit une synthèse de films autosupportés préparés par polymérisation électrochimique de pyrrole. Mais ces supports perdent leur conductivité dans le temps, sont affectés d'un aspect plissé et sont cassants.
De récents travaux décrits dans le document "Nuclear Instruments and Methods in Physics Research"
A312 (1992), pp. 5-10, montrent que des films de type polypyrrole-VYNS synthétisés par voie électrochimique peuvent être utilisés. Les éléments radioactifs sont intégrés électrochimiquement dans ces films par un double cycle rédox. Mais cette méthode est très complexe et reste difficilement applicable en routine.
A312 (1992), pp. 5-10, montrent que des films de type polypyrrole-VYNS synthétisés par voie électrochimique peuvent être utilisés. Les éléments radioactifs sont intégrés électrochimiquement dans ces films par un double cycle rédox. Mais cette méthode est très complexe et reste difficilement applicable en routine.
Exposé de l'invention
La présente invention a précisément pour but de fournir un procédé simple pour la synthèse d'un film de polymère conducteur destiné à la fabrication de sources radioactives.
La présente invention a précisément pour but de fournir un procédé simple pour la synthèse d'un film de polymère conducteur destiné à la fabrication de sources radioactives.
Le film obtenu est stable dans le temps, résistant mécaniquement, et bon conducteur de charges.
Ce procédé de préparation d'une source radioactive comprenant la synthèse d'un film de polymère conducteur, la fixation de ce film sur un support de source et le dépôt d'un radioélément sur ledit film est caractérisé en ce que le film de polymère conducteur est préparé par voie chimique.
Les polymères de base utilisés pour la synthèse du film sont des polymères semiconducteurs caractérisés par leur alternance de simple et de double liaisons carbone-carbone dans leur structure chimique, formant un système d'électrons X délocalisés.
Les polymères semiconducteurs utilisés sont par exemple le polyacétylène, le polyparaphénylène, le polypyrrole, le polythiophène, la polyaniline et leurs dérivés substitués tels que les poly(alkylthiophènes) comme le poly(3-butylthiophène) et le poly(3dodécylthiophène), et le polyéthylène dioxythiophène.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, le film de polymère conducteur est préparé par polymérisation d'un monomère précurseur du polymère conducteur au moyen d'un agent oxydant en présence d'un ion dopant.
Dans ce cas, la synthèse chimique consiste à oxyder un monomère précurseur du polymère conducteur à l'aide d'un agent oxydant convenablement choisi. Les agents oxydants peuvent être choisis parmi les sels ayant un potentiel d'oxydation supérieur à 0,8 V par rapport à l'électrode normale à hydrogène comme par exemple les sels ferriques, les persulfates, les vanadates et l'iode. On utilise de préférence les sels ferriques. On obtient des polymères semiconducteurs.
Ces polymères semiconducteurs sont rendus conducteurs en les dopant, c'est-à-dire en y introduisant des ions, dits ions dopants.
Généralement, l'ion dopant est constitué d'un anion tel que les anions perchlorate, chlorure, sulfate et les anions de type sulfonate, par exemple les benzènesulfonates, les alkylbenzènesulfonate, les hydroxybenzènesulfonates, les naphtalènesulfonates. De préférence, on utilise des anions de type sulfonate.
Pour obtenir un polymère conducteur, on peut soumettre le monomère précurseur du polymère conducteur à l'action d'un agent oxydant et d'un ion dopant, ces deux derniers étant alors deux composés différents. On peut également soumettre ledit monomère précurseur à l'action d'un seul composé jouant à la fois le rôle d'oxydant et de dopant.
La synthèse peut être effectuée en phase liquide dans des solvants organiques tel que le tétrahydrofurane, le cyclohexane, dans des solutions aqueuses, ou en phase gazeuse par exemple à l'aide de vapeur de monomère précurseur.
Selon une première variante de ce premier mode de réalisation selon l'invention, le procédé comprend les étapes de formation d'une membrane support à partir d'une solution de membrane support, dans un solvant approprié, en présence du monomère précurseur du polymère conducteur, d'un agent oxydant et d'un ion dopant, et de polymérisation du monomère précurseur du polymère conducteur au sein de la membrane support.
Une deuxième variante de ce premier mode de réalisation selon l'invention se caractérise en ce qu'il comprend les étapes de formation d'une membrane support à partir d'une solution de membrane support, dans un solvant approprié, comprenant un agent oxydant et un ion dopant, et de polymérisation du monomère précurseur du polymère conducteur sur la membrane support, par mise en contact de la membrane support avec le monomère précurseur du polymère dopé.
Une troisième variante de ce premier mode de réalisation selon l'invention se caractérise en ce qu'il comprend les étapes de formation d'une membrane support et de mise en contact de ladite membrane support avec une solution comprenant le monomère précurseur du polymère conducteur, l'agent oxydant et l'ion dopant.
Une quatrième variante du premier mode de réalisation selon l'invention se caractérise en ce qu'il comprend les étapes de formation d'une membrane support, de dépôt sur la membrane support d'une solution de monomère précurseur du polymère conducteur et de mise en contact de la membrane support contenant le monomère précurseur du polymère conducteur avec l'ion dopant et l'agent oxydant.
Ce premier mode de réalisation et ses variantes se caractérisent en ce que le monomère précurseur du polymère conducteur est choisi par exemple parmi le thiophène, le pyrrole, l'aniline et leurs dérivés substitués. Lorsque le précurseur est un thiophène, on utilise de préférence le 3-4-éthylène dioxythiophène.
Lorsque l'on choisit de fabriquer un film comprenant une membrane support, celle-ci est réalisée en polymère non conducteur compatible avec le polymère conducteur. Le film ainsi formé est plus résistant mécaniquement qu'un film sans membrane support.
On peut utiliser par exemple une membrane support en chlorure de polyvinyle ou en collodion. Dans ce cas, on obtient soit un film composite d'un polymère conducteur et d'une membrane support, soit un film stratifié comprenant la membrane support recouverte d'une couche de polymère conducteur.
Dans la quatrième variante du premier mode de réalisation selon l'invention, lorsque l'agent oxydant est l'iode, la mise en contact de la membrane support contenant le monomère précurseur du polymère conducteur avec l'oxydant se fait en phase vapeur ; et lorsque l'agent oxydant est le chlorure ferrique, la mise en contact se fait par trempage dans une solution de chlorure ferrique.
Selon la deuxième variante du premier mode de réalisation de la présente invention, la mise en contact de la membrane support avec le monomère précurseur du polymère conducteur peut se faire par exemple par exposition de la membrane support à des vapeurs dudit monomère.
Selon la troisième variante, lorsque le monomère précurseur du polymère semiconducteur est le pyrrole, et l'agent oxydant est le tosylate ferrique, le tosylate ferrique sert à la fois d'oxydant du pyrrole et de dopant du polypyrrole, mais il est également possible d'utiliser deux composés différents dans la solution, l'un servant d'agent d'oxydation comme par exemple un sel ferrique, et l'autre d'ion dopant comme par exemple l'acide naphtalène sulfonique.
Une autre manière de procéder consiste à tremper successivement le support de source comprenant la membrane support de collodion dans un bain contenant l'agent oxydant et/ou l'ion dopant puis dans un bain de pyrrole jusqu'à l'obtention d'un film de polymère conducteur dopé d'épaisseur désirée.
La formation des membranes support ou des films composites de membrane support et de polymère conducteur peut se faire par les techniques classiques de formation de membranes, par exemple par épandage à la surface d'une solution non miscible avec les solutions de membrane support et de monomère précurseur du polymère conducteur ou par la technique de l'applicateur mécanique de films (sources de grandes surfaces) ou par la technique "à la tournette" dans laquelle quelques gouttes de solution de membrane support et/ou de monomère précurseur du polymère conducteur sont déposées sur un substrat auxiliaire en rotation rapide de façon à former un film.
Le substrat auxiliaire est par exemple une plaque de verre qui peut être préalablement traitée en surface afin de réduire l'adhérence du film ou de la membrane formée sur ladite surface.
La membrane support ou les films composites de membrane support et de polymère conducteur sont donc formés soit directement sur un support de source, soit sur la surface d'une solution ou d'un substrat auxiliaire et transférés ensuite sur un support de source.
Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, le film de polymère conducteur dopé est préparé par dopage d'un film de polymère semiconducteur.
Dans ce deuxième mode de réalisation, le procédé peut comprendre les étapes de préparation du film de polymère semiconducteur et de mise en contact dudit film avec un agent dopant.
Le polymère semiconducteur est par exemple un polythiophène ou ses dérivés substitués choisis parmi les poly(3-alkylthiophènes), par exemple le poly(3butylthiophène) et le poly(3-dodécylthiophène).
Les films de polymère semiconducteurs sont préparés par les techniques classiques de fixation des membranes, par exemple par épandage ou "à la tournette", à partir de solutions de ces polymères.
Les solutions de polymère comprennent le polymère semiconducteur désiré pour la préparation du film et un solvant approprié.
Le solvant approprié est un solvant dans lequel le polymère semiconducteur est soluble, par exemple le chloroforme lorsque le polymère semiconducteur est un poly(alkylthiophène).
Lorsque le film est préparé par épandage, le solvant utilisé est de préférence non miscible à l'eau.
L'ion dopant peut être choisi parmi les agents dopants cités précédemment, en particulier FeCl3 en solution.
L'ion dopant peut être remplacé par un sel photodopant en mélangeant le sel photodopant au polymère en solution avant formation du film de polymère semiconducteur. Le film de polymère semiconducteur ainsi formé est ensuite soumis à une irradiation de manière à le rendre conducteur.
Des photodopants et des sources de rayonnement utilisables pour obtenir le photodopage sont décrits par exemple dans le document Synthetic Metals 69 (1995) pp.333-334 ELSEVIER.
Le dopage du film de polymère semiconducteur peut être réalisé avant ou après le transfert du film de polymère semiconducteur sur le support de source.
Le dopage et la récupération du film de polymère semiconducteur peuvent également être réalisés simultanément par un choix judicieux de l'agent dopant et de la nature du bain servant à récupérer la membrane.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description et des exemples de réalisation qui suivent, donnés bien entendu à titre illustratif et non limitatif.
Exposé détaillé de modes de réalisation de l'invention
EXEMPLE 1
Cet exemple illustre la première variante du premier mode de réalisation de la présente invention.
EXEMPLE 1
Cet exemple illustre la première variante du premier mode de réalisation de la présente invention.
Il comprend les étapes de formation d'une membrane support à partir d'une solution de membrane support, avec un solvant approprié, en présence du monomère précurseur du polymère dopé, d'un agent oxydant et d'un ion dopant, et de polymérisation du monomère précurseur du polymère conducteur au sein de la membrane support.
La membrane support est formée à partir d'une solution comprenant
- 1 ml de 3-4-éthylènedioxythiophène (EDT),
- 4 ml de polychlorure de vinyle (PVC) dissous
dans le tétrahydrofurane (THF) à raison de
50 g/l,
- 1 g de tosylate ferrique ((PST)3Fe), et
- 10 ml de tétrahydrofurane.
- 1 ml de 3-4-éthylènedioxythiophène (EDT),
- 4 ml de polychlorure de vinyle (PVC) dissous
dans le tétrahydrofurane (THF) à raison de
50 g/l,
- 1 g de tosylate ferrique ((PST)3Fe), et
- 10 ml de tétrahydrofurane.
Le tétrahydrofurane sert de solvant organique pour la solution.
L'EDT constitue le monomère, le PVC sert de membrane support et le PST3(Fe) sert à la fois d'agent oxydant et d'ion dopant.
Le film mince est obtenu par dépôt de quelques gouttes de la solution précédemment décrite, sur une plaque de verre en rotation rapide. L'épaisseur du film se situe entre 450 et 550 nm pour une vitesse de rotation de la plaque de verre de 4 000 t/min pendant 50 secondes.
Les réactions de polymérisation et de dopage chimique se produisent alors spontanément dans le film en formation et sont avantageusement favorisées par un traitement thermique entre 80 et 100 OC pendant une durée de 2 min environ.
Le film conducteur formé est alors rincé à l'eau afin d'éliminer le tosylate ferrique en excès.
L'étape suivante consiste à décoller le film conducteur formé, de la plaque de verre, en plongeant verticalement et lentement la plaque de verre dans un récipient rempli d'eau.
La plaque de verre a été préalablement traitée par des techniques connues afin d'éviter une trop forte adhérence du film conducteur.
Le film se détache et flotte à la surface de l'eau, il est alors récupéré sur un support de source annulaire métallique.
Un léger traitement thermique de quelques minutes à une température de 80 à 100 Oc peut permettre de sécher et de tendre le film sur le support de source, et d'améliorer son adhérence sur ce dernier.
La dernière étape consiste à déposer au centre du film, au niveau de l'ouverture du support de source, une goutte de solution étalon de 60Co par dépôt direct, pesé, avant séchage de la source ainsi fabriquée à l'air ambiant. Le dépôt est de 10 à 20 mg.
Des mesures de l'épaisseur du film (en nm), de sa conductivité (en S/cm) et de l'efficacité de détection béta sss(en %) sont alors effectuées.
Les résultats obtenus sont reportés dans le tableau 1.
EXEMPLE 2
Cet exemple illustre la deuxième variante du premier mode de réalisation selon la présente invention.
Cet exemple illustre la deuxième variante du premier mode de réalisation selon la présente invention.
Dans cet exemple, la réalisation du film conducteur comprend les étapes de formation d'une membrane support à partir d'une solution de membrane support, dans un solvant approprié comprenant un agent oxydant et un ion dopant, et de polymérisation du monomère précurseur du polymère conducteur sur la membrane support, par mise en contact de la membrane support avec le monomère précurseur du polymère conducteur.
Dans cet exemple, la solution est une solution de tétrahydrofurane comprenant du polychlorure de vinyle à une concentration de 50 g/l et du tosylate ferrique à une concentration de 0,5 mol/l.
Quelques gouttes de cette solution sont déposées sur une lame de verre, la membrane support étant obtenue à la tournette.
La lame de verre recouverte de la membrane support est ensuite exposée à des vapeurs de pyrrole, le pyrrole étant ici le monomère précurseur du polymère conducteur, pendant 10 min environ, afin d'obtenir un film composite polypyrrole-PVC conducteur.
Le film composite conducteur est ensuite récupéré à la surface de l'eau et l'opération est poursuivie comme dans l'exemple 1.
Les résultats obtenus pour un film formé suivant cet exemple sont reportés dans le tableau 1.
EXEMPLE 3
Cet exemple illustre également la deuxième variante du premier mode de réalisation selon l'invention. Le film est obtenu suivant le même principe que celui exposé dans l'exemple 2. Cependant, dans cet exemple, la solution est une solution de collodion à 2,5% en masse dans l'acétate d'isoamyle, comprenant un agent oxydant insoluble dans l'eau et soluble dans l'acétate d'isoamyle.
Cet exemple illustre également la deuxième variante du premier mode de réalisation selon l'invention. Le film est obtenu suivant le même principe que celui exposé dans l'exemple 2. Cependant, dans cet exemple, la solution est une solution de collodion à 2,5% en masse dans l'acétate d'isoamyle, comprenant un agent oxydant insoluble dans l'eau et soluble dans l'acétate d'isoamyle.
L'agent oxydant est du dodécylbenzènesulfonate ferrique à raison de 3% en masse de fer.
La membrane support est obtenue par épandage à la surface de l'eau.
Après épandage à la surface de l'eau et environ 10 min d'attente à température ambiante afin que le solvant soit complétement évaporé, il se forme la membrane support que l'on récupère sur le support de source annulaire.
La membrane support est alors exposée à des vapeurs de pyrrole pendant environ 4 heures de manière à former un composite polypyrrole-collodion insoluble.
Le film composite est ensuite rincé afin d'éliminer l'excès de sel ferrique, et l'opération est poursuivie comme dans l'exemple 1.
Les mesures obtenues à l'aide de ce film sont reportées dans le tableau 1.
EXEMPLE 4
Cet exemple correspond à la troisième variante du premier mode de réalisation selon l'invention.
Cet exemple correspond à la troisième variante du premier mode de réalisation selon l'invention.
La fabrication du film comprend les étapes de formation d'une membrane support sur un support de source annulaire, de mise en contact de ladite membrane support avec une solution comprenant le monomère précurseur du polymère conducteur, l'agent oxydant et l'ion dopant.
Dans cet exemple, la membrane support est constituée d'un film de collodion d'environ 100 nm d'épaisseur,préparé par épandage à la surface de l'eau.
Le film de collodion fixé sur le support de source métallique annulaire est trempé dans une solution aqueuse de trempage comprenant le monomère de pyrrole à raison de 0,04 mol/l et l'agent oxydant, le tosylate ferrique, à 0,1 mol/l.
Dans ces conditions, un film de polypyrrole conducteur se dépose sur les deux faces du support et en particulier, au niveau de l'ouverture du support de source, sur les deux faces de la membrane de collodion.
Afin de ralentir la cinétique de polymérisation du pyrrole et de mieux contrôler le dépôt, la température de la solution est abaissée vers environ 2"C.
L'épaisseur du polymère conducteur obtenu est fonction de la durée du trempage.
Dans les conditions de l'exemple, après 2 heures de trempage, le film de polypyrrole obtenu a une épaisseur de 200 nm sur le collodion après 2 heures de trempage.
L'ensemble est ensuite rincé à l'eau déminéralisée et séché à température ambiante.
Le dépôt du radioélément est ensuite réalisé comme indiqué dans l'exemple 1.
Les résultats obtenus à l'aide de ce film sont reportés dans le tableau 1.
EXEMPLE 5
Cet exemple correspond au deuxième mode de réalisation selon l'invention, dans lequel le film de polymère conducteur est préparé par dopage d'un film de polymère semiconducteur.
Cet exemple correspond au deuxième mode de réalisation selon l'invention, dans lequel le film de polymère conducteur est préparé par dopage d'un film de polymère semiconducteur.
Dans cet exemple, la réalisation du film de polymère conducteur comprend les étapes de préparation du film de polymère semiconducteur à partir d'une solution de polymère non dopé et de mise en contact dudit film avec un ion dopant.
La préparation du film de polymère conducteur consiste en le dépôt de quelques gouttes de solution de poly(3-butylthiophène) à 3% en poids dans du chloroforme sur une plaque de verre afin d'obtenir, "à la tournette", un film de 300 à 500 nm d'épaisseur.
Le dopage du film de polymère semiconducteur est effectué par trempage dans une solution de KeCl3 0,1 molaire dans l'acétonitrile pendant une durée de 10 min.
Après rinçage dans l'acétonitrile, le film de polymère conducteur est récupéré à la surface de l'eau et l'opération est poursuivie comme dans l'exemple 1.
Les résultats obtenus à l'aide du film de cet exemple sont reportés dans le tableau 1.
EXEMPLE 6
Cet exemple correspond, comme l'exemple 5, au deuxième mode de réalisation selon l'invention.
Cet exemple correspond, comme l'exemple 5, au deuxième mode de réalisation selon l'invention.
Dans cet exemple, quelques millilitres d'une solution de poly(dodécylthiophène) à 50 g/l dans le chloroforme ont permis d'obtenir, par épandage à la surface d'eau, un film de polymère semiconducteur.
Après évaporation du solvant, on obtient un film de polymère à la surface de l'eau que l'on récupère ensuite sur le support de source annulaire.
Après séchage, le dopage du film est effectué par trempage dans une solution de chlorure ferrique à 0,1 mol/l dans l'acétonitrile durant 10 min.
Après rinçage dans l'acétonitrile, le dépôt du radioélément est réalisé comme dans l'exemple 1.
Les résultats obtenus à l'aide de ce film sont reportés dans le tableau 1.
TABLEAU 1
<tb> <SEP> Efficacité <SEP> de
<tb> <SEP> Nature <SEP> de <SEP> la <SEP> Epaisseurde <SEP> Tenue <SEP> détection
<tb> Exemples <SEP> membrane <SEP> la <SEP> membrane <SEP> Conductivité <SEP> mécanique/ <SEP> béta
<tb> <SEP> conductrice <SEP> conductrice <SEP> (S/cm) <SEP> Aspect <SEP> pour <SEP> le <SEP> 60Co
<tb> <SEP> (nm)
<tb> Exemple <SEP> 1 <SEP> Composite <SEP> 400 <SEP> à <SEP> 500 <SEP> 2,5 <SEP> bonne/ <SEP> 93 <SEP> à <SEP> 96
<tb> <SEP> PEDT/PVC <SEP> film <SEP> tendu <SEP> stable <SEP> (*)
<tb> Exemple <SEP> 2 <SEP> Composite <SEP> 400 <SEP> à <SEP> 600 <SEP> 0,5 <SEP> à <SEP> 1,5 <SEP> bonnet <SEP> 91
<tb> <SEP> PPy/PVC <SEP> film <SEP> tendu <SEP> stable <SEP> (*) <SEP>
<tb> Exemple <SEP> 3 <SEP> Composite <SEP> 5.10 <SEP> à <SEP> 104 <SEP> 0,005 <SEP> bonne/ <SEP> 83
<tb> <SEP> PPy/collodion <SEP> film <SEP> tendu <SEP> stable <SEP> (*) <SEP>
<tb> Exemple <SEP> 4 <SEP> Ppy <SEP> sur <SEP> 30 <SEP> à <SEP> 250 <SEP> 50 <SEP> bonne/ <SEP> 93 <SEP> à <SEP> 96
<tb> <SEP> collodion <SEP> film <SEP> fripé <SEP> stable <SEP> (*l <SEP>
<tb> Exemple <SEP> 5 <SEP> P3BT <SEP> 400 <SEP> non <SEP> mesuré <SEP> bonnet <SEP> 83 <SEP> à <SEP> 90
<tb> <SEP> film <SEP> tendu <SEP> évolutif
<tb> Exemple <SEP> 6 <SEP> P3DT <SEP> 200 <SEP> à <SEP> 500 <SEP> 10 <SEP> à <SEP> 30 <SEP> bonne/ <SEP> 87
<tb> <SEP> film <SEP> tendu <SEP> évolutif
<tb>
(*) mesurée sur 1 an
Ces résultats montrent une grande efficacité de détection de la radioactivité due à une amélioration de la conductivité des films conducteurs, de la présente invention, sur les supports de sources, et due à un faible taux d'auto-absorption de ces films comme le montrent les mesures d'efficacité de détection béta efi.
<tb> <SEP> Nature <SEP> de <SEP> la <SEP> Epaisseurde <SEP> Tenue <SEP> détection
<tb> Exemples <SEP> membrane <SEP> la <SEP> membrane <SEP> Conductivité <SEP> mécanique/ <SEP> béta
<tb> <SEP> conductrice <SEP> conductrice <SEP> (S/cm) <SEP> Aspect <SEP> pour <SEP> le <SEP> 60Co
<tb> <SEP> (nm)
<tb> Exemple <SEP> 1 <SEP> Composite <SEP> 400 <SEP> à <SEP> 500 <SEP> 2,5 <SEP> bonne/ <SEP> 93 <SEP> à <SEP> 96
<tb> <SEP> PEDT/PVC <SEP> film <SEP> tendu <SEP> stable <SEP> (*)
<tb> Exemple <SEP> 2 <SEP> Composite <SEP> 400 <SEP> à <SEP> 600 <SEP> 0,5 <SEP> à <SEP> 1,5 <SEP> bonnet <SEP> 91
<tb> <SEP> PPy/PVC <SEP> film <SEP> tendu <SEP> stable <SEP> (*) <SEP>
<tb> Exemple <SEP> 3 <SEP> Composite <SEP> 5.10 <SEP> à <SEP> 104 <SEP> 0,005 <SEP> bonne/ <SEP> 83
<tb> <SEP> PPy/collodion <SEP> film <SEP> tendu <SEP> stable <SEP> (*) <SEP>
<tb> Exemple <SEP> 4 <SEP> Ppy <SEP> sur <SEP> 30 <SEP> à <SEP> 250 <SEP> 50 <SEP> bonne/ <SEP> 93 <SEP> à <SEP> 96
<tb> <SEP> collodion <SEP> film <SEP> fripé <SEP> stable <SEP> (*l <SEP>
<tb> Exemple <SEP> 5 <SEP> P3BT <SEP> 400 <SEP> non <SEP> mesuré <SEP> bonnet <SEP> 83 <SEP> à <SEP> 90
<tb> <SEP> film <SEP> tendu <SEP> évolutif
<tb> Exemple <SEP> 6 <SEP> P3DT <SEP> 200 <SEP> à <SEP> 500 <SEP> 10 <SEP> à <SEP> 30 <SEP> bonne/ <SEP> 87
<tb> <SEP> film <SEP> tendu <SEP> évolutif
<tb>
(*) mesurée sur 1 an
Ces résultats montrent une grande efficacité de détection de la radioactivité due à une amélioration de la conductivité des films conducteurs, de la présente invention, sur les supports de sources, et due à un faible taux d'auto-absorption de ces films comme le montrent les mesures d'efficacité de détection béta efi.
On obtient également une amélioration de la tenue mécanique pour les films conducteurs de la présente invention, par rapport aux films de l'art antérieur.
Les autres avantages fournis par la présente invention sont une simplicité des procédés de fabrication avec notamment une suppression des étapes de métallisation sous vide et d'électropulvérisation de microsphères de latex.
Claims (23)
1. Procédé de préparation d'une source radioactive comprenant la synthèse d'un film de polymère conducteur, la fixation de ce film sur un support de source et le dépôt d'un radioélément sur ledit film, caractérisé en ce que le film de polymère conducteur est préparé par voie chimique.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le film de polymère conducteur est préparé par polymérisation d'un monomère précurseur du polymère conducteur au moyen d'un agent oxydant en présence d'un ion dopant.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de formation d'une membrane support à partir d'une solution de membrane support, dans un solvant approprié, en présence du monomère précurseur du polymère conducteur, d'un agent oxydant et d'un ion dopant, et de polymérisation du monomère précurseur du polymère conducteur au sein de la membrane support.
4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de formation d'une membrane support à partir d'une solution de membrane support, dans un solvant approprié, comprenant un agent oxydant et un ion dopant, et de polymérisation du monomère précurseur du polymère conducteur sur la membrane support, par mise en contact de la membrane support avec le monomère précurseur du polymère conducteur.
5. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de formation d'une membrane support et de mise en contact de ladite membrane support avec une solution comprenant le monomère précurseur du polymère conducteur, l'agent oxydant et l'ion dopant.
6. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de formation d'une membrane support, de dépôt sur la membrane support d'une solution de monomère précurseur du polymère conducteur, et de mise en contact de la membrane support contenant le monomère précurseur du polymère conducteur avec l'ion dopant et l'agent oxydant.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le monomère précurseur du polymère conducteur est choisi parmi le thiophène, le pyrrole, l'aniline et leurs dérivés substitués.
8. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le monomère précurseur du polymère conducteur est du 3-4-éthylène dioxythiophène.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le monomère précurseur du polymère conducteur est du pyrrole.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que la membrane support est en chlorure de polyvynile ou en collodion.
11. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'agent oxydant est choisi parmi les sels ferriques, les persulfates, les vanadates et l'iode.
12. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'ion dopant est choisi parmi les anions perchlorate, chlorure et sulfate, et les anions de type sulfonate.
13. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'agent oxydant et dopant est de l'iode, sous forme de vapeurs.
14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que l'on forme la membrane support sur le support de source.
15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que l'on forme la membrane support sur la surface d'une solution ou sur un substrat auxiliaire et en ce que l'on transfère ensuite cette membrane sur le support de source.
16. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le film de polymère conducteur dopé est préparé par dopage d d'un film de polymère semi- conducteur.
17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de préparation du film de polymère semi-conducteur, et de mise en contact dudit film avec un agent dopant.
18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que le polymère semi-conducteur est un polythiophène ou un poly(alkylthiophène).
19. Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que le polymère semi-conducteur est un poly(alkylthiophène) choisi parmi le poly(3butylthiophène) et le poly(3-dodécylthiophène).
20. Procédé selon la revendication 18 ou 19, caractérisé en ce que l'ion dopant est Sel3.
21. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'ion dopant est un agent photodopant mélangé au polymère semiconducteur et soumis ensuite à une irradiation.
22. Source radioactive comprenant un support de source, un film de polymère conducteur, disposé sur le support de source, comportant un dépôt d'un radioélément, caractérisée en ce que le film conducteur est choisi parmi un poly(alkylthiophène) et le polyéthylène dioxythiophène.
23. Source radioactive selon la revendication 22, sur laquelle le film conducteur est un poly(alkylthiophène), caractérisée en ce qu'il est choisi parmi le poly(3-butylthiophène) ou le poly(3docécylthiophène).
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| FR9605900A FR2748596B1 (fr) | 1996-05-13 | 1996-05-13 | Procede de preparation de films a base de polymere conducteur pour la realisation de sources radioactives |
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| FR2779865A1 (fr) * | 1998-06-12 | 1999-12-17 | Commissariat Energie Atomique | Source de rayonnement alpha optimisee |
| WO2006004075A2 (fr) * | 2004-06-30 | 2006-01-12 | Noriyoshi Tsuyuzaki | Source génératrice de pulsion émissent au hasard et dispositif semi-conducteur, méthode et programme pour générer des nombres au hasard et/ou une probabilité en utilisant la source |
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| FR2717610A1 (fr) * | 1994-03-18 | 1995-09-22 | Commissariat Energie Atomique | Préparation de sources radioactives, notamment en vue d'analyse d'actinides en solution. |
-
1996
- 1996-05-13 FR FR9605900A patent/FR2748596B1/fr not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2748596B1 (fr) | 1998-05-29 |
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