Durant la semaine du 10 octobre, une équipe des LNC a mené une campagne importante de mise à l’essai d’un véhicule aérien sans pilote (« unmanned aerial vehicle » [UAV], aussi appelé un drone) auprès du réacteur BR-1 de Belgique dans le cadre d’une collaboration avec SCK-CEN, l’organisme de recherche nucléaire de Belgique. En plus de suivre et de mesurer les panaches depuis les airs, ce projet explore l’utilisation d’UAV pour identifier et mesurer la radiation émise de la source du panache. Bien que les LNC aient une certaine expérience en construction de détecteurs personnalisés aux fins d’utilisation à bord d’UAV, cet exercice particulier était unique pour les LNC, leur permettant de mettre de l’avant la valeur d’une équipe science et technologie intégrée.
Cette campagne avait pour objectif particulier de voir comment un spectromètre gamma orienté vers le haut blindé peut servir à surveiller combien de radioactivité est émise durant un incident, y compris les isotopes individuels, en pilotant des transects (routes prédéterminées) qui croisent le panache d’en dessous. Le réacteur BR-1 de Belgique a été utilisé parce qu’il émet un panache d’argon-41 de sa cheminée en cours d’exploitation normale. Ces panaches peuvent être repérés par des détecteurs de rayonnement, fournissant des renseignements qui pourraient être importants pour les équipes d’intervention d’urgence durant un accident et pour l’équipe de rétablissement après l’urgence initiale.
La trousse de capteur, y compris un spectromètre gamma Kromek Sigma50 et un collimateur de tungstène conçu par les LNC, a été transportée en avion par l’agence de sécurité civile belge sur la plate-forme de leur UAV. Bien que les LNC aient effectué des vols semblables sur le site des LCR, le réacteur NRU est en état d’arrêt sûr et le réacteur belge était une solution de rechange formidable.
La contribution des LNC à cette collaboration consiste vraiment en l’équipement de détection personnalisé, le développement d’un plan de vol et l’interprétation des résultats. On a souvent mesuré les panaches avec des UAV par le passé, mais c’était l’occasion d’améliorer les pratiques, les technologies et les résultats collectés.
« Nous voulions utiliser les mesures de dose que nous collections pour estimer directement le taux de rejets de radionucléides de la source », explique Luke Lebel, un chercheur scientifique en réponse et analyse nucléaires. « Pour ce faire, il nous fallait préciser les données (la dose) que recevait le spectromètre gamma et identifier d’où elles provenaient. C’est là où le collimateur s’impose. Je pourrais vous envoyer une photo de mon tableau blanc avec tous les calculs mathématiques, mais ce serait plus abrutissant qu’une image d’un modèle DAO du collimateur lui-même. » (Voir l’image.)
Un collimateur est un appareil qui filtre le flux de rayons de sorte que seulement ceux qui se propagent en parallèle dans une certaine direction puissent passer. En optique, les collimateurs utilisent souvent des lentilles pour collecter et faire converger un rayon lumineux. Cependant, dans le domaine nucléaire – et dans ce cas particulier – nous utilisons un collimateur spécialement conçu qui permet seulement aux rayons gamma qui se propagent dans une direction donnée (parallèlement à l’axe du collimateur) de passer. Tous les autres rayons seraient absorbés par le collimateur de tungstène. Ce collimateur, jumelé à une trajectoire de vol précise, permet à l’équipe d’obtenir une meilleure compréhension de la source du panache.
James Carr, un chercheur scientifique avec la division Développement d’équipement mécanique, explique de plus : « Collimater le capteur blindé signifie essentiellement que nous contrôlons ce que le cristal du capteur “voit”, et comment il le fait, en limitant son exposition. (Imaginez regarder à travers le trou d’un rouleau d’essuie-tout.) En l’occurrence, nous l’avons adapté en fonction de notre spectromètre gamma existant monté sur UAV. L’appareil compte aussi une fiche de collimateur permutable nous permettant d’expérimenter avec les paramètres de l’angle de vue. Nous avons fait beaucoup de prototypage itératif et avons profité au maximum de l’impression 3D et des services d’outillage de Développement d’équipement mécanique (DEM). »
« Au-delà du capteur blindé/collimaté, MED a aussi conçu et mis en œuvre l’électronique et les logiciels appuyant l’interfaçage avec le système. Le service Techniques informatiques a aidé avec l’algorithme logiciel produisant des trajectoires de vol préprogrammées et les services de fabrication B750 des LNC ont aidé à fabriquer les composants de tungstène. »
La raison pour laquelle le capteur est orienté vers le haut? Du point de vue technique, bien que nous puissions collecter les données collimatées de n’importe quelle direction à l’extérieur du panache, un capteur orienté vers le haut, piloté sous le panache, permet à l’équipe de simplifier les variables utilisées pour calculer le terme source du rejet.
L’exécution de ces essais pratiques par le personnel de la division DEM était une réalisation majeure du programme de recherche en santé et sécurité Science et technologie nucléaires fédérales et le début d’une relation d’échange scientifique canado-belge des plus positives.
Les intervenants fédéraux de ce projet sont Santé Canada, Environnement et changement climatique Canada et Ressources naturelles Canada.
