Development of a compact standalone electronic monitor for radon based on a new CMOS system-on-chip

L'exposition du public au gaz radon 222Rn fait l'objet d'une attention croissante. Les méthodes traditionnelles de détection de radon étant soit peu flexibles, soit très chères, cette thèse présente le développement d'un dispositif électronique compact et autonome qui s'appuie sur les progrès récents en microélectronique pour la physique des particules. Le coeur du dispositif est un circuit intégré CMOS original (basse tension, faible consommation) qui assure à la fois les fonctions de capteur et de traitement. Les premiers tests, d'efficacité et en sources de particules alpha, s'appuient sur des simulations détaillées (TRIM, GEANT IV). Différents prototypes de cartes électroniques ont été développés pour d'une part la détection passive de radon à différentes concentrations et d'autre part la détection supplémentaire des descendants sur aérosols 218Po et 214Po qui contribuent de façon importante à l'irradiation a interne".Le système final est une carte miniaturisée au format CB, qui comprend quatre circuits pour la détection simultanée de radon et de ses descendants solides. Une excellente linéarité a été obtenue jusqu à 80 kBq.m-3 sur le banc de test BACCARA au Laboratoire de Mesure des Aérosols de l'IRSN à Saclay. Un circuit de deuxième génération est également proposé.Radon detection is a long-standing challenge in the field of radioprotection, and the IPHC Institute of Strasbourg has pushed for the development of a fully electronic device, portable and really standalone. Our first prototype of CMOS system-on-chip is presented, together with efficiency tests and the corresponding physics simulations (TRIM, GEANT IV). We describe several electronic boards which have been developed for various kinds of tests, firstly passive detection of -particles from gaseous 222Rn in a large spectrum of activity concentrations. In a second stage, active collection of the daughter isotopes 218Po and 214Po was performed: these elements, appearing as attached on the aerosols present in air, are an important contribution to internal -irradiation. The final electronic system, of only 10 cm size, includes four independent chips to ensure simultaneous detection of radon gas and its aerosols. An excellent linearity has been measured up to 80 kBq.m-3 on the BACCARA bench of the IRSN at Saclay. A new generation chip is also studied