La caméra nucléaire conçue pour repérer les sources de rayonnement cachées

Il n'est pas difficile de détecter les radiations nucléaires. Un compteur Geiger Muller fera généralement l'affaire.

Ceux-ci consistent en une petite chambre remplie de gaz. Lorsqu'une particule avec une énergie suffisamment élevée pénètre dans la chambre, elle ionise le gaz, créant une pluie d'électrons. Une paire de plaques conductrices peut facilement capter cette douche et générer l'un des clics pour lesquels ces détecteurs sont célèbres.

Ce qui est difficile, cependant, c'est de déterminer quel type de particule a déclenché la douche et d'où elle vient. Il existe différentes manières de procéder, mais les détecteurs ont tendance à être énormes ; pensez à la taille du CERN. Ce qu'il faut, c'est une machine précise qui est également portable.

Entrez COCAE, un projet européen de développement d'une caméra capable d'imager des sources de rayonnement nucléaire. Aujourd'hui, Kostas Karafasoulis de la Commission grecque de l'énergie atomique à Athènes et des amis décrivent le fonctionnement de leur appareil.

L'idée de base est de reconstituer la trajectoire de chaque particule qui frappe le détecteur. Pour cela, le dispositif est constitué d'un empilement de dix cristaux de tellurure de cadmium pixélisés. Chaque cristal mesure 4x 4 cm et est espacé de 10 cm. Donc, en théorie, toute particule traversant l'appareil heurtera plusieurs pixels dans différentes parties du détecteur. Il est alors facile de voir d'où il vient.

À l'exception d'un effet appelé diffusion Compton. Cela se produit lorsqu'un rayon X ou un rayon gamma frappe un électron, les envoyant tous deux dans des directions différentes, comme des boules de billard. Un rayon gamma peut ricocher plusieurs fois comme ça avant de finalement céder son énergie à un matériau.

L'astuce que COCAE espère réaliser est d'utiliser une matrice de cristaux de tellurure de cadmium pour mesurer la position et l'énergie de l'électron libéré (qui vous indique l'énergie du rayon gamma), tout en gardant une trace du rayon gamma ricochant.

Même alors, il n'est pas possible de dire exactement d'où vient le rayon gamma. Tout ce que vous pouvez faire est de limiter son origine à un cône d'un certain angle.

Cependant, il existe un moyen de faire mieux : en recréant les trajectoires de plusieurs particules différentes d'une même origine et en voyant comment leurs cônes se chevauchent. La région vous dit beaucoup plus précisément d'où ils viennent tous, à environ 10 degrés près, disent Karafasoulis and co.

Leur article décrit aujourd'hui les performances simulées de l'appareil dans lequel ils calculent son énergie et sa résolution angulaire ainsi que son efficacité de détection.

Ce type d'appareil a une application évidente dans le monde de la sécurité. La capacité d'identifier et de localiser avec précision la position des matières radioactives pourrait être extrêmement utile dans les opérations de lutte contre le terrorisme et pour les agents des douanes.

Il serait également utile pour retrouver les matières nucléaires perdues et peut-être mélangées à de la ferraille.

Et bien sûr, lors d'accidents nucléaires. Par exemple, l'un des gros problèmes après Tchernobyl était de déterminer exactement ce qui était arrivé au cœur et où la matière nucléaire s'était retrouvée.

Il semble donc que Karafasoulis et co ont une idée utile entre les mains. Il ne leur reste plus qu'à en construire un.

Réf : arxiv.org/abs/1101.3881 : Performances simulées d'un système de détection de rayonnement sensible à la position (COCAE)

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