Imagerie NEutronique Transportable – iNET

A l’heure actuelle, la diffusion des imageurs neutron reste limitée pour plusieurs raisons : la sensibilité de détection qui est insuffisante pour répondre aux besoins de détection rencontrés dans le domaine de la Sécurité Intérieure ; l’encombrement et la masse, rendant les systèmes difficilement transportables et complexes à utiliser ; le coût associé (plusieurs centaines de milliers d’euros) qui est rédhibitoire pour des applications dans le domaine de la Sécurité Intérieure.
Pour lever ces verrous technologiques, le projet iNET propose une solution basée sur l’encodage spatial du flux de neutrons et de photons gamma à travers un masque codé. Les particules seront détectées par une surface pixellisée de scintillateurs plastiques capables de les différencier. Le flux encodé de particules est alors mesuré à l’aide d’une matrice, très compacte, de détecteurs de lumière de scintillation puis analysé pour identifier la position de la source radioactive. L’emploi d’un scintillateur plastique permettra d’augmenter la sensibilité de détection, par le biais d’une augmentation de l’efficacité intrinsèque et du volume de détection.

A la date d’écriture (01/02/2022) du présent résumé, les deux avancées majeures du projet concernent :
- la définition des spécifications techniques attendues du futur imageur ;
- la conception d’un démonstrateur d’imageur neutronique permettant de vérifier et confirmer les approches et méthodes proposées.
De plus, une synergie de recherche a été mise en place par le biais du financement en interne du CEA d’une thèse sur un système de mesure similaire pour une application différente : l’assainissement et le démantèlement des installations nucléaires.

Les perspectives envisagées dans le cadre du projet iNET sont :
- La poursuite de la caractérisation du démonstrateur d'imageur neutronique ;
- Le dimensionnement d'un deuxième prototype prenant en compte le retour d'expériences sur le démonstrateur et la continuation des simulations ;
- La diffusion de cette technologie dans le but de participer à la sécurité intérieure et à la protection de la population ;
- La possibilité d’un transfert technologique de ce type de système vers un industriel de l’instrumentation nucléaire ;
- L’ouverture vers d’autres domaines d’applications : démantèlement des installations nucléaires, gestion des déchets, mitigation des situations accidentelles ou post-accidentelles.

Un article scientifique concernant le démonstrateur d’imageur neutronique a été publié dans le journal « IEEE Transactions on Nuclear Science ». Cet article s’intitule « On the use of pixelated plastic scintillator and silicon photomultipliers array for coded aperture gamma-neutron imaging » et son DOI : 10.1109/TNS.2022.3140601.

La détection de la menace nucléaire ou radiologique en situation de prévention (inspection d’un objet ou d’un lieu pouvant contenir des matériaux radioactifs et irradiants) constitue un enjeu fort du point de vue de la Sécurité Intérieure. Les techniques d’imagerie constituent une solution d’intérêt, afin de répondre à cette problématique. Ces dernières permettent de visualiser les zones irradiantes, en superposant une image basée sur le rayonnement à détecter à une image visible. Le projet iNET s’inscrit dans la thématique de l’imagerie pour la Sécurité Intérieure et vise à développer un imageur neutron transportable, rapidement déployable sur le terrain et utilisable par des personnes non expertes. Un tel système présenterait un intérêt fort pour la détection de matière nucléaire comme le plutonium dont la signature gamma peut être facilement masquée par la présence d’un blindage.