L'Université de Jyväskylä (Finlande), en collaboration avec la Finnish Radiation and Nuclear Safety Authority (Stuk), a développé un nouveau type de détecteur de radiations à usage multiples portable qui détecte de manière approfondie tous les types de rayonnement ionisant. L'appareil peut être utilisé par les utilisateurs des radiations industrielles et médicales, les autorités réglementaires, l'industrie de l'énergie nucléaire, les premiers intervenants et les utilisateurs militaires. La technologie a été brevetée et est actuellement explorée pour la commercialisation.
Le détecteur de rayonnement polyvalent développé peut être comparé au couteau de l'armée suisse, qui contient une large gamme d'outils pour de nombreuses utilisations différentes dans un petit paquet. Le document est publié dans la revue Instruments et méthodes nucléaires dans la recherche en physique Section A: accélérateurs, spectromètres, détecteurs et équipement associé.
« Le détecteur a des capacités de mesure polyvalentes », explique le conseiller principal Kari Peräjärvi de la Finnish Radiation and Nuclear Safety Authority (Stuk), qui est également professeur de pratique dans le domaine de la recherche sur la sécurité des radiations à l'Université de Jyväskylä.
« Il permet à la génération d'une conscience de situation complète dans une situation inconnue, ce qui améliore la sécurité. La petite taille et la possibilité de diverses mesures de rayonnement facilitent le travail sur le terrain, en particulier lorsqu'il n'est pas nécessaire de transporter plusieurs détecteurs différents. »
Le détecteur mesure tous les types de rayonnement ionisant
Le rayonnement ionisant est un rayonnement énergétique plus élevé qui a suffisamment d'énergie pour casser directement ou indirectement un électron d'un atome. Il existe quatre types de rayonnement ionisant: le rayonnement alpha est constitué de noyaux d'hélium, de rayonnement bêta composé d'électrons ou de positrons, de rayons X électromagnétiques et de rayons gamma et de rayonnement neutronique. Le nouveau détecteur détecte tous ces types de rayonnement.
« La capacité de détermination de l'alpha et du rayonnement bêta permet la mesure de la contamination radioactive sur une variété de surfaces », explique le doctorant Ville Bogdanoff de l'Université de Jyväskylä. « Il peut être utilisé pour détecter les sources de rayonnement qui fuisent ou des substances radioactives liquides éclaboussées sur des surfaces. Par exemple, il est possible de vérifier les échantillons d'essuyage dans des conditions de champ. »
Dans le cas de rayons gamma hautement pénétrants, l'appareil est capable de détecter et de détecter directionment le matériau émettant des rayons gamma. La capacité de détection directionnelle est une caractéristique complètement nouvelle pour les détecteurs de cette taille. La sensibilité directionnelle est particulièrement utile dans des situations inconnues, lors des inspections d'autorité ou pour détecter des tentatives de contrebande de sources radioactives. De plus, le détecteur peut détecter la présence de neutrons non chargés directement et indirectement.
« La possibilité de mesurer le rayonnement des neutrons est nécessaire pour détecter les matières nucléaires contenant du plutonium », explique Bogdanoff. « Cela permettra également une caractérisation plus précise des sources de neutrons. »
Cinq détecteurs dans un seul petit et léger ensemble
Le détecteur polyvalent utilise la technologie Phoswich multicouches et l'électronique numérique intégrée. Phoswich Technology combine plusieurs types de matériaux de scintillation optiquement ensemble. Chaque couche de scintillation agit comme un détecteur de rayonnement indépendant.
« Le détecteur se compose de cinq types et épaisseurs différents de couches de scintillation dans un ordre défini avec précision », explique Bogdanoff. « Cela signifie que le détecteur polyvalent a cinq détecteurs de rayonnement dans un seul package. »
La technologie Phoswich permet également l'utilisation d'électronique plus simple. Cela permet au détecteur d'être de taille très compacte.
« La version prototype du détecteur pèse moins de deux kilogrammes », explique Peräjärvi. « Il pourrait même être encore allégé et réduit en taille par, par exemple, en changeant un photomultiplier en silicium. »
Nouvelles technologies à breveter et commercialiser
La technologie Phoswich permet également une large gamme de solutions évolutives et modulaires pour différentes applications. À l'avenir, la technologie de Phoswich sera utilisée pour d'autres types de détecteurs de rayonnement, comme dans les systèmes de surveillance de radiation multipurpose, fixe ou relocable de type sac à dos et les véhicules aériens ou sols non pilés ou sans pilote.
« L'Université de Jyväskylä et l'autorité finlandaise des radiations et de la sécurité nucléaire ont déjà demandé un brevet pour cette technologie », explique Peräjärvi. « La prochaine étape consiste à trouver des partenaires commerciaux pour commercialiser la technologie. Notre objectif plus large est de développer une famille plus polyvalente d'instruments de détection de rayonnement. La recherche et le développement se poursuivront. »
