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Des scientifiques de 40 pays bénéficient de la formation en ligne de l’AIEA sur l’activation neutronique

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Analyse de répliques de céramiques anciennes mochica par activation neutronique. (Photo : Institut péruvien de l’énergie nucléaire, Pérou)

Que ce soit pour résoudre des affaires criminelles qui ont marqué l’histoire, pour trouver ce qu’il y a derrière l’effacement progressif d’une plage en Jamaïque ou pour déterminer la qualité de l’air dans votre salle de sport, l’activation neutronique est une méthode reconnue qui permet de révéler la composition et l’origine des matériaux. Grâce à un outil d’apprentissage en ligne élaboré par l’AIEA, les chercheurs de 40 pays sont en train de s’y former.

L’activation neutronique est un type d’analyse couramment employé dans près de la moitié des 238 réacteurs de recherche en exploitation dans le monde ainsi que dans certains générateurs de neutrons alimentés par accélérateur. Cette technique très sensible peut détecter la concentration d’un seul atome sur un million, sans que cela conduise à l’altération ni à la destruction du matériau examiné. Du fait de sa précision, elle offre plusieurs avantages par rapport à d’autres méthodes d’analyse et elle est particulièrement utile pour les analyses globales et l’étude de matériaux singuliers dont on doit préserver l’intégrité.

La technique consiste à irradier des atomes stables par un flux de neutrons, puis à mesurer la décroissance, ou le rayonnement, des éléments de l’échantillon. Les scientifiques s’en servent pour trouver la signature chimique de divers matériaux : plastiques, métaux, verre ou particules du sol et de l’air, pour n’en citer que quelques-uns.

« Aujourd’hui, les principaux champs d’application de cette méthode sont les sciences environnementales, l’archéologie, le patrimoine culturel et même la criminalistique », précise Nuno Pessoa Barradas, spécialiste des réacteurs de recherche à l’AIEA. « Les chercheurs qui travaillent dans ces domaines n’ont cependant pas toujours des connaissances en physique nucléaire ; ils ne sont donc pas forcément en mesure d’exploiter tout le potentiel de cette technique. »

Renforcer les connaissances

Afin de combler le manque actuel de connaissances et de répondre à une demande croissante dans ce domaine, l’AIEA, par l’intermédiaire du projet de coopération technique « Constitution de réseaux pour des programmes de formation théorique et pratique et de sensibilisation à la science et à la technologie nucléaires », a conçu une formation en ligne sur l’analyse par activation neutronique. Lancée à la fin de 2017, celle-ci s’adresse à la fois aux novices et aux spécialistes.

En octobre 2018, un objectif décisif a été atteint : en moins d’un an, on a enregistré des inscriptions à la formation dans 40 des 52 pays possédant des réacteurs de recherche en service. Plusieurs établissements se servent de cet outil pour former du personnel et des étudiants, y compris au niveau universitaire.

« Nous sommes confrontés à une forte rotation du personnel et la formation des nouveaux venus exige beaucoup de temps, en particulier dans un domaine aussi spécialisé », explique Katalin Gméling du Centre hongrois de recherche sur l’énergie. « La formation en ligne donne accès à une foule d’informations qui permettent aux nouveaux employés de se familiariser avec le sujet et au personnel chevronné de rafraichir ses connaissances. »

Découverte en 1935 par le chimiste d’origine hongroise George de Hevesy et la physicienne germano-danoise Hilde Levi, l’activation neutronique s’est imposée à l’origine comme un outil utile pour mesurer la masse d’éléments de terres rares.

Au cours des dernières décennies, on a découvert que cette méthode pouvait avoir d’autres applications, par exemple pour apporter de nouveaux éléments de preuve dans des affaires criminelles historiques. En 2013, on s’en est servi pour analyser des poils de moustache afin de réfuter la théorie selon laquelle Tycho Brahe avait été empoisonné au mercure. Au décès de ce membre de la noblesse danoise, c’est son assistant et principal suspect, le mathématicien et astronome Johannes Kepler – célèbre pour avoir découvert les lois du mouvement des planètes – qui avait hérité de ses précieuses notes.

Récemment, à la suite du vol d’une quantité de sable équivalant à 500 chargements de camions sur la plage de Coral Springs en Jamaïque, les autorités locales ont collaboré avec le Centre international de sciences environnementales et nucléaires pour appliquer la méthode de l’activation neutronique. Il a ainsi été possible d’analyser l’origine du sable de plusieurs plages susceptibles d’avoir récupéré une partie du sable dérobé, ce qui a permis de fournir de nouveaux éléments de preuve.

Aujourd’hui, l’activation neutronique sert également à effectuer des recherches et des tests sur la qualité de l’air intérieur (dans les écoles ou les centres de mise en forme, par exemple), l’objectif étant de déterminer la quantité et l’origine des polluants présents dans l’air.

À l’occasion d’un atelier organisé en septembre 2018 au Siège de l’AIEA à Vienne, on a procédé à une révision de la formation en ligne sur l’analyse par activation neutronique.

« Cette formation est pensée comme un outil évolutif qui peut être constamment mis à jour et enrichi au fur et à mesure des avancées réalisées dans le domaine, avec l’ajout de différents protocoles de laboratoire et domaines de recherche », souligne Nuno Pessoa Barradas. La première version remodelée devrait être mise en ligne au début de 2019.

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