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WO 2010/001080
PCT/FR2009/051336
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Procédé et dispositif pour détecter la présence, dans une charge, d'objets
suspects renfermant au moins un matériau à poids atomique donné.
La présente invention est relative à la détection de la présence dans une
charge d'objets suspects renfermant un ou des matériaux à poids atomique
élevé,
tels que des matériaux susceptibles d'avoir une activité nucléaire.
Pour détecter la présence d'objets suspects tels que des objets de
contrebande, des armes, des engins explosifs, il est connu d'utiliser des
scanners
à rayons X pour élaborer une image par transparence du contenu de la charge.
De tels dispositifs sont utilisés par exemple dans les aéroports pour
contrôler les
bagages des passagers mais ils sont aussi utilisés dans différents points de
contrôle, en particulier dans les douanes pour contrôler le contenu de
containers
ou le contenu de remorques de camion ou de véhicules quelconques. En général,
ces scanners à rayons X fournissent une image en niveaux de gris du contenu
des
charges, et la reconnaissance des objets contenus dans la charge est effectuée
par un opérateur qui regarde les images fournies par le scanner.
Afin d'améliorer la détection des objets suspects, certains scanners,
notamment les scanners destinés à examiner les bagages de voyageurs, sont
capables d'effectuer une discrimination dite basse énergie qui repose sur
l'effet photoélectrique en utilisant des rayonnements ayant des énergies
inférieures à 150 KeV. Cette discrimination basse énergie permet de proposer
à l'observateur une classification des objets par catégories de numéro
atomique et
peut ainsi aider à détecter des matériaux très organiques, tels que ceux qui
sont
contenus dans les explosifs ou au contraire des matériaux à numéro atomique
élevé, tel que les produits nucléaires, notamment les SNM ( Special Nuclear
Materials ).
Certains scanners peuvent réaliser également une discrimination à haute
énergie , basée sur la création de paires électrons-positrons, en utilisant
des
rayonnements ayant des énergies supérieures à 1 MeV, avec le même but que
les scanners effectuant une discrimination à base d'énergie, mais adaptés pour
examiner des objets plus volumineux que dans le cas précédent.
La discrimination par le numéro atomique peut être utilisée pour présenter à
l'opérateur des images sur lesquelles on superpose d'une part la vue par
niveaux
de gris en transparence, et d'autre part des couleurs indiquant les numéros
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atomiques. Cette discrimination, qui permet de classer les matériaux, présente
cependant l'inconvénient de ne pas distinguer, parmi les matériaux à numéro
atomique élevé, ceux qui sont potentiellement suspects en raison du danger
qu'ils
représentent ou de tout autre critère et ceux qui sont anodins. Les matériaux
à
niveau atomique élevé anodins sont notamment le plomb tel qu'on peut le
retrouver
dans les soudures et dans les lests de plongée, le tungstène que l'on peut
retrouver
dans des pièces à haute résistance, l'étain que l'on peut trouver dans des
objets de
l'art de la table, le néodyme que l'on trouve dans les aimants, ou le cadmium
que l'on
trouve dans les batteries.
Afin de détecter plus spécifiquement les produits susceptibles d'avoir des
utilisations nucléaires, tels que l'uranium, le thorium ou le plutonium, on a
proposé
des scanners fournissant des dispositifs de mesure de rayonnement tels que le
rayonnement neutronique ou le rayonnement y. L'analyse de la charge est alors
faite
en combinant l'apparence des objets et la présence ou non de rayonnement.
Cette méthode présente cependant l'inconvénient de ne pas permettre de
bien faire la distinction entre les produits anodins qui émettent néanmoins
des
rayonnements y ou neutronique et des produits potentiellement dangereux. Les
produits anodins qui émettent des rayonnements sont par exemple des
céramiques,
les bananes, les engrais ou encore d'autres éléments.
Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en
proposant un moyen pour ausculter les charges susceptibles de contenir des
objets
suspects à numéro atomique élevé, tels que des matières nucléaires, en
limitant
autant que possible les fausses alertes. Ce moyen doit pouvoir être utilisé
pour
ausculter des charges telles que les contenus de containers ou de remorques de
camion, ou de véhicules en général, ou des charges disposées en vrac.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé pour détecter dans une charge
la présence d'objets suspects renfermant au moins un matériau à poids atomique
donné, selon lequel on soumet la charge à au moins un premier rayonnement X
ayant un premier spectre avec une énergie maximale supérieure à 1MeV et on
détermine une classe de numéro atomique à laquelle appartiennent les matériaux
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dont est constituée la charge traversée par les rayonnements X par
discrimination
haute énergie. En outre, on mesure au moins un rayonnement y ou neutronique
résultant de la radioactivité naturelle de la charge, on détermine une classe
d'émission de rayonnement y et/ou neutronique du matériau dont est constitué
la
charge à partir de la mesure du rayonnement y ou neutronique et on détermine
une
classe d'intérêt du matériau de la charge à partir de la classe de numéro
atomique et
de la classe d'émission de rayonnement déterminées.
En outre, on peut soumettre la charge à un rayonnement neutronique dont on
mesure le taux d'absorption, afin de contribuer à ladite détermination de la
classe de
numéro atomique.
De préférence, on détermine le taux d'absorption du rayonnement et la
classe de numéro atomique en une pluralité de zones de la charge de façon à
constituer une image en transparence de la répartition dans la charge des
classes
d'intérêt détectées.
De préférence, par un mouvement relatif de la charge et d'un dispositif de
détection de la présence d'objets suspects, on fait défiler la charge, d'une
part, entre
au moins un émetteur de rayons X, et éventuellement un émetteur de neutrons,
et
une pluralité de détecteurs de rayons X, et éventuellement une pluralité de
détecteur
de neutrons, disposés selon au moins une ligne s'étendant dans un plan
d'analyse
(P) traversé par la direction de déplacement de la charge, et, d'autre part,
en regard
d'un détecteur de rayons y et/ou de neutrons adapté pour effectuer une analyse
par
section, on effectue des mesures d'absorption de rayons X correspondant à deux
spectres et des mesures de rayonnement spontané y ou neutronique, pour une
pluralité de positions relatives successives de la charge et du dispositif de
détection
de la présence d'objets suspects, et on associe les mesures d'absorption de
rayonnement X et de rayonnement spontané y ou neutronique de façon à établir
une
cartographie de la classe d'intérêt des matériaux dont est constitué la
charge.
Au moins un rayonnement X peut avoir une énergie maximale suffisante pour
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provoquer de la photofission et, en outre, on effectue une mesure d'émission
de
neutrons résultant de la photofission et on utilise l'évaluation de la classe
de numéro
atomique, l'évaluation de l'émission de rayonnement spontané y ou neutronique
et
l'évaluation d'émission de neutrons résultant de la photofission pour
déterminer la
classe d'intérêt du matériau de la charge.
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On peut faire défiler la charge entre une pluralité d'émetteurs de
rayonnement et une pluralité de détecteurs, de façon à effectuer une pluralité
de
détections selon une pluralité de plans d'analyse et/ou de directions
d'analyse.
A partir des mesures effectuées par les détecteurs, on peut élaborer au
moins une image du contenu de la charge et de la répartition des classes
d'intérêt
que l'on met à la disposition d'un opérateur.
De préférence, lorsque l'on détecte la présence d'un matériau
correspondant à une classe d'intérêt devant être détectée, on émet un signal
d'alerte, par exemple sonore et/ou visuel.
L'invention concerne également un dispositif pour la mise en uvre dudit
procédé qui comprend au moins un émetteur de rayons X adapté pour émettre
des rayons X avec une énergie maximale supérieure à 1MeV, pour permettre
d'effectuer une discrimination haute énergie, au moins un détecteur de rayons
X,
et un module de commande et de traitement relié à l'émetteur de rayons X et à
chaque détecteur de rayons X. Le dispositif comprend, en outre, au moins un
détecteur de rayonnement y ou neutronique relié au module de commande et de
traitement.
De préférence, le module de commande et de traitement est adapté pour
que les émissions de rayons X soient réalisées par impulsions séparées par des
intervalles de temps suffisants pour effectuer des mesures d'émission de
rayonnement y et neutraliser le détecteur de rayonnement y pendant les
émissions de rayons X et l'activer pendant les intervalles entre émissions de
rayons X.
De préférence, les détecteurs de rayons X sont disposés selon une
colonne, en regard de l'émetteur de rayons X, et le dispositif comprend un
moyen
pour assurer un déplacement relatif d'une charge à analyser et des moyens
d'émission de rayons X et de détection de rayonnements X, y ou neutronique, et
des moyens pour associer le déplacement de la charge et les mesures de
rayonnement de façon à associer la détection de rayonnement y ou neutronique
et
la détection d'un numéro atomique donné pour générer, le cas échéant, une
alarme et, éventuellement, réaliser au moins une image de la répartition dans
la
charge des classes d'intérêt des matériaux de la charge.
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Le dispositif peut être adapté notamment pour inspecter un container ou
une remorque de camion, ou un véhicule.
L'invention va maintenant être décrite de façon plus précise mais non
limitative en regard des figures annexées dans lesquelles :
5 - la figure 1 représente de façon schématique en coupe une
installation
destinée à scanériser le contenu de la remorque d'un camion afin de détecter
dans la charge du camion la présence éventuelle d'objets suspects ;
- la figure 2 représente un cadencement dans le temps d'émission de
rayons X et de mesure de rayonnement y à l'aide d'un scanner représenté à la
figure 1 ;
- la figure 3 présente, vu de dessus, un premier mode de réalisation d'un
scanner pour camion tel que représenté à la figure 1 ;
- la figure 4 représente, vu de dessus, un deuxième mode de réalisation
d'un scanner tel que représenté à la figure 1.
L'invention consiste en la combinaison d'un examen en transparence par
des rayonnements permettant d'évaluer le numéro atomique des matériaux
traversés, d'une part, et d'une détection de rayonnements spontanés ou
naturels
émis par des matériaux, d'autre part.
L'examen en transparence comprend toujours l'utilisation de rayons X à
haute énergie permettant d'effectuer une discrimination haute énergie du
numéro
atomique. Cette méthode de discrimination haute énergie est connue de l'homme
du métier.
L'examen peut comprendre, en outre, un examen en transparence par un
rayonnement X à plus haute énergie, ou par un rayonnement neutronique.
Le rayonnement spontané détecté peut être soit un rayonnement y, soit un
rayonnement neutronique spontané. La présence de ces rayonnements, dont le
spectre d'énergie peut, le cas échéant, être déterminé, combinée avec une
information sur une classe de numéro atomique, permet de déterminer si il est
probable ou non que la charge examinée contient, par exemple, un matériau
nucléaire potentiellement dangereux, ou tout autre matériau digne d'intérêt.
Il doit être entendu que par rayonnement spontané , dans le contexte de
l'invention, on entend aussi bien un rayonnement résultant de la radioactivité
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naturelle de la charge qu'un rayonnement qui serait induit par l'irradiation X
ou
neutronique de la charge.
On va tout d'abord décrire en détail, un mode de réalisation dans lequel on
examine la charge en transparence par rayons X et on détecte l'éventuelle
présence de rayonnement y.
A la figure 1, on a représenté de face une installation de contrôle par
scanner du contenu d'un camion. L'installation, repérée généralement par 1,
destinée à contrôler le contenu du chargement du camion 2, est constituée d'un
dispositif comprenant d'une part un émetteur de rayons X 3 et d'autre part un
portique de mesure 4 constitué d'une pluralité de détecteurs de rayons X 5
disposés en colonne en regard des l'émetteur de rayons X 3 et d'un ou
plusieurs
détecteurs 6 de rayonnement y constitués chacun d'un scintillateur et d'un
photomultiplicateur. L'émetteur de rayons X 3 et le portique de mesure 4 sont
séparés par une zone 9 de circulation du camion 2. L'émetteur de rayons X est
constitué d'une cible, par exemple en tungstène, et d'un émetteur d'électrons
constitué, par exemple, d'un accélérateur d'électrons ou de tout autre type de
générateur de faisceaux d'électrons, et comprend un moyen pour collimater les
faisceaux de rayons X afin qu'ils soient contenus dans un plan d'analyse P. Le
générateur de faisceaux d'électrons est adapté pour pouvoir générer, des
faisceaux d'électrons accélérés sous une tension de 2 mégavolts (MV), et des
faisceaux d'électrons accélérés sous des tensions de 6 MV de façon à pouvoir
générer, d'une part, des faisceaux de rayons X dont l'énergie maximale est de
6
MeV et, d'autre part, des faisceaux de rayons X dont l'énergie maximale est de
2
MeV. L'émetteur de rayons X 3 est relié à un module de commande 7 qui lui-
même est également relié d'une part à l'ensemble des détecteurs de rayons X 5,
et d'autre part au détecteur de rayons y 6. Le module de commande est
également relié à un poste de visualisation 8 du contenu du camion. Dans un
mode de réalisation représenté à la figure 3, la colonne 4 de détecteurs de
rayons
X 5 et le détecteur 6 de rayonnement y sont disposés côte à côte, si bien que
seule la colonne de détecteurs de rayons X est située en regard de l'émetteur
3 de
rayons X. Dans le deuxième mode de réalisation, représenté à la figure 4,
seule la
colonne de détecteurs de rayons X 5 est située en regard du générateur de
rayons
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X, et le détecteur 6' de rayons y est situé à l'écart et, par exemple, déporté
à
l'extrémité de l'installation de contrôle.
Dans les deux cas, le camion peut se déplacer devant les générateurs de
rayons X en traversant le plan d'analyse P. Pour assurer les déplacements du
camion devant le générateur de rayons X, on peut utiliser un dispositif qui
n'a pas
été représenté sur la figure mais que l'homme du métier connaît.
Dans un premier mode de réalisation, le dispositif comprend un plateau sur
lequel on pose un camion, le plateau étant motorisé de façon à pouvoir se
déplacer devant le générateur de rayons X, et dont, de préférence, on
enregistre
en temps réel les déplacements, cet enregistrement des déplacements étant
communiqué au module de commande 7.
Dans un deuxième mode de réalisation, qui est également connu de
l'homme du métier, le camion est immobile et le dispositif de scanérisation
constitué de l'émetteur de rayons X 3 et des détecteurs de rayons X 5 et de
rayonnement y 6 est rassemblé sur un portique qui peut se déplacer le long du
camion. Dans ce deuxième mode de réalisation, les mouvements du portique
sont, de préférence, enregistrés en temps réel et communiqués au module de
commande 7.
D'autres architectures sont encore possibles et l'homme du métier pourra
les imaginer facilement. Il suffit, en effet, de prévoir des moyens permettant
de
faire défiler le camion d'une part devant des moyens d'examen par transparence
par rayons X et d'autre part des moyens de détection des rayonnements y, ces
moyens étant adaptés pour pouvoir associer les positions auxquelles sont
effectuées les mesures et les mesures elles-mêmes.
Pour ausculter le contenu du camion afin de détecter dans la charge de
celui-ci, la présence éventuelle d'objets suspects susceptibles par exemple
d'être
utilisés à des fins nucléaires, on réalise un mouvement relatif du camion et
du
dispositif de scanérisation de façon à faire défiler l'ensemble de la charge
entre
l'émetteur de rayons X et les détecteurs de rayonnements X et y et on soumet
successivement le camion à un bombardement par un rayonnement X ayant un
niveau d'énergie maximal de 2 MeV, et un rayonnement X ayant une énergie
maximale de 6 MeV, et à l'aide des capteurs de rayons X 5, on mesure la
quantité
de rayons X transmis, d'une part, pour les faisceaux à énergie maximale de 2
MeV
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et, d'autre part, pour les faisceaux à énergie maximale de 6 MeV. Cela permet
de
déterminer le taux d'absorption des rayonnements à énergie maximale de 2 MeV,
d'une part, et à énergie maximale de 6 MeV, d'autre part, par des matériaux
qui
sont situés sur des lignes allant depuis l'émetteur de rayons X 3 jusqu'à un
des
capteurs de rayons X 5. L'enregistrement de ces valeurs et leur transmission
au
module de commande 7, couplé éventuellement avec la transmission de la
position du dispositif de scanérisation par rapport au véhicule au moment de
la
mesure, permet de réaliser une cartographie du taux d'absorption des
rayonnements X par les objets contenus dans la charge du camion. Cette
méthode d'élaboration d'une cartographie du taux d'absorption des rayons X par
les objets contenus dans la charge est connue en elle-même de l'homme du
métier. Elle peut être utilisée pour réaliser l'image de transparence du
contenu de
la charge du camion et l'afficher, par exemple, sur l'écran de visualisation
8. Bien
évidemment, pour réaliser cette scanérisation avec deux faisceaux de rayons X
d'énergies différentes, on génère successivement des rayons X à forte énergie
et
des rayons X à plus faible énergie, de façon à créer des impulsions
successives.
Par ailleurs, à partir des données d'absorption des rayonnements à énergie
maximale de 2 MeV et rayonnements à énergie maximale de 6 MeV, on peut
déterminer le numéro atomique des matières qui ont été traversées par un
rayonnement. En effet, en comparant le rapport du taux d'absorption du
rayonnement à énergie maximale de 2 MeV au taux d'absorption du rayonnement
à énergie maximale de 6 MeV, et en comparant ce rapport au rapport qu'on
obtient à l'aide d'un étalonnage réalisé à partir d'un échantillon, par
exemple en
étain, on peut déterminer une classe de numéros atomiques des matériaux qui
ont
été traversés par les rayonnements X. Le rayonnement d'énergie maximale 2 MeV
interagit avec la matière par effet Compton alors que le rayonnement à énergie
maximale de 6 MeV interagit avec la matière en formant des paires électrons-
positrons. Les taux d'absorption dépendent de la densité de matière mais le
taux
d'absorption des rayonnements par formation de paires électrons-positrons
dépend également des numéros atomiques des éléments dont sont constitués les
matériaux traversés. De ce fait, en comparant le rapport des taux d'absorption
des
rayonnements à énergie maximale de 2 MeV à des rayonnements au taux
d'absorption de rayonnements à énergie maximale de 6 MeV pour un même point,
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il est possible de déterminer une classe de numéros atomiques et ainsi de
discriminer les matériaux à numéros atomiques élevés des matériaux qui sont à
numéros atomiques plus faibles. Cette méthode d'évaluation du numéro atomique
par absorption de rayonnement X, constitue ce que l'homme du métier appelle la
discrimination haute énergie .
Avec de tels dispositifs et moyennant un algorithme d'utilisation connu de
l'homme du métier, on détermine par exemple quatre catégories de matériaux
traversés, en fonction du numéro atomique. Ces quatre catégories sont, d'une
part, les matériaux de nature organique, d'autre part, les matériaux dits
intermédiaires, puis les matériaux métalliques mais non nucléaires et, enfin,
les
matériaux à numéros atomiques élevés qui peuvent être des matériaux nucléaires
tels que l'uranium, le thorium ou le plutonium, mais également des éléments
anodins tels que le plomb, le tungstène, l'étain, le néodyme et le cadmium.
Ces
informations sur la classe de numéros atomiques permettent de faire des
représentations en couleurs sur l'image qui est projetée sur l'écran de
visualisation 8. En effet, à chaque classe de numéros atomiques, on peut
attribuer
une couleur, ce qui permet d'obtenir des images dont on voit en transparence,
d'une part la forme des objets traversés et, d'autre part une couleur qui
indique la
classe de numéros atomiques des matériaux dont sont constitués ces objets.
Dans le mode de réalisation qui vient d'être décrit, on a choisi des faisceaux
ayant
des énergies maximales de 2 MeV et 6 MeV. L'homme du métier comprendra que
d'autres niveaux d'énergies sont possibles. Ce qui importe, c'est de pouvoir
effectuer des mesures d'absorption résultant d'une part d'un effet Compton et
d'autre part de la formation de paires électrons-positrons. Pour cela, le
niveau
d'énergie maximale du premier faisceau est avantageusement compris entre 1 et
5 MeV et le niveau d'énergie du deuxième faisceau est supérieur à 4 MeV et
peut
parfois dépasser 15 MeV.
Dans le mode de réalisation de l'examen en transparence qui vient d'être
décrit, on fait alterner les faisceaux de rayons X haute et basse énergie.
Mais,
d'autres modes de réalisation sont possibles. On peut, par exemple, prévoir
deux
sources de rayons X distinctes, l'une à haute énergie, l'autre à basse
énergie. On
peut, aussi, utiliser une méthode de filtration, connue de l'homme du métier,
dans
laquelle on utilise un seul faisceau à énergie maximale élevée et on utilise
deux
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séries de détecteurs successifs séparés par un filtre, de sorte que la
première
série de détecteurs reçoit tout le faisceau transmis, alors que la deuxième
série de
détecteurs ne reçoit que la partie la plus énergétique de ce faisceau.
Par ailleurs, à l'aide du détecteur à rayons y 6, 6', qui est constitué, dans
5 l'exemple représenté, d'un scintillateur de grande dimension et d'un
photomultiplicateur, on enregistre le rayonnement y qui est émis par la charge
du
camion. On enregistre ce rayonnement y selon des tranches qui défilent devant
le
détecteur et on associe l'intensité du rayonnement y émis à la position
relative du
camion et du dispositif de scanérisation au moment où la mesure est effectuée.
10 Ainsi, on peut compléter l'image représentant les objets contenus dans
la charge
du camion, comprenant l'indication de la classe de numéro atomique, par une
indication d'émission de rayonnements y. De tels dispositifs de mesure
d'émission
de rayonnements y sont connus en eux-mêmes de l'homme du métier. Le
détecteur de rayonnement y 6, 6' peut être, comme cela est représenté à la
figure
3, disposé à côté de la colonne de détecteur de rayons X ou, comme représenté
à
la figure 4, être éloigné de la zone d'émission de rayons X. Dans le premier
cas, le
scintillateur reçoit des flux de rayons X Importants. Dans le deuxième cas, le
flux
de rayons X reçu par le scintillateur est beaucoup plus faible.
Dans tous les cas, pour pouvoir effectuer des mesures dans de bonnes
conditions, il est nécessaire de neutraliser le photomultiplicateur du
détecteur de
rayonnements y lorsque le dispositif émet des rayonnements X afin de ne pas
saturer le photomultiplicateur. Cette neutralisation peut être effectuée par
des
moyens logiciels ou matériels connus en eux-mêmes de l'homme du métier.
Comme cela est représenté à la figure 2, on éclaire la cible par une
succession de pics 10 de rayonnements X à haute énergie et par une succession
de pics de rayonnement X d'énergie maximale plus faible 11. Les émissions de
pics de rayonnements X à haute et plus faible énergies sont effectuées pendant
des périodes 12 au cours desquelles, par exemple, on coupe l'alimentation des
photomultiplicateurs du détecteur de rayonnement y pour le rendre inactif et
effectuer ainsi la neutralisation précédemment citée. Entre deux périodes
successives d'émission de rayonnement X, pendant un intervalle de temps 13, on
réactive l'alimentation électrique du photomultiplicateur du détecteur de
rayonnement y de façon à pouvoir effectuer des mesures de rayonnement y.
Ainsi,
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pendant les périodes 12, on effectue les mesures d'absorption des rayons X et
pendant les périodes intermédiaires 13, on effectue des mesures de rayonnement
y qui ne sont pas perturbées par les émissions de rayonnement X.
Comme on l'a indiqué précédemment, en associant les mesures
d'absorption de rayonnement X et d'émission de rayonnement y d'une part, et
les
mesures des déplacements relatifs de la charge et du dispositif de scanner
d'autre
part, on obtient une image qui permet, point par point, de donner des
caractéristiques des objets contenus dans la charge du véhicule qui sont d'une
part leur transparence aux rayons X, d'autre part une classe de numéro
atomique
et enfin un taux d'émission de rayonnement y. Pour assurer cette
synchronisation,
on peut enregistrer le déplacement relatif du dispositif de scanérisation et
de la
charge à l'aide de tous capteurs connus et, par exemple, à l'aide d'un
télémètre.
L'homme du métier connaît des dispositifs qui sont capables de suivre en temps
réel le déplacement relatif des dispositifs de scanérisation et de la charge
en
cours de scanérisation, afin de fournir au moyen de commande 7, des
informations permettant de reconstituer des images du contenu de la charge du
camion.
A l'aide des informations relatives d'une part à la transparence aux rayons
X, d'autre part à la classe de numéro atomique des matériaux et, enfin, au
taux
d'émission de rayonnement y, il est possible de déterminer si la charge
contient ou
non des objets suspects, par exemple susceptibles d'être dangereux car
constitués de/ ou renfermant des matières de type nucléaire, telles que du
l'uranium, du thorium ou de plutonium. En effet, ces matériaux sont
caractérisés,
d'une part, par des numéros atomiques élevés et d'autre part, par des
émissions y
significatives. Cette combinaison de plusieurs caractéristiques permet
d'assurer
une bonne discrimination de la nature des matériaux et en particulier de
distinguer
ces matériaux de type nucléaire de matériaux également émetteurs de rayons y,
tels que les céramiques ou les bananes qui sont caractérisés par des numéros
atomiques beaucoup faibles que les matériaux, du type uranium, plutonium ou
thorium. Pour déterminer si les matériaux sont suspects ou non, on peut
utiliser
soit des algorithmes simples qui comparent des seuils prédéterminés de numéros
atomiques et des seuils prédéterminés d'émission de rayonnement y, que l'on
peut d'ailleurs comparer également à des taux d'absorption de rayonnement X,
ou
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bien en utilisant des algorithmes plus complexes du type réseaux de neurones
comprenant des phases d'apprentissage préalable. L'homme du métier connaît ce
type d'algorithme d'utilisation de mesure pour détecter le caractère plus ou
moins
suspect d'un objet contenu dans la charge à l'aide des informations ainsi
obtenues. Il est alors possible de générer des alertes pour les opérateurs,
qui
peuvent être des alertes visuelles, et/ou des alertes sonores.
De cette façon, on peut déterminer si un objet détecté appartient ou non à
une classe d'intérêt , c'est-à-dire s'il est susceptible d'être constitué
de ou de
contenir des matières dangereuses ou pouvant faire suspecter qu'il est d'une
nature rendant sa présence indésirable dans la charge pour une raison
quelconque, selon des critères prédéfinis par l'opérateur.
Dans le mode de réalisation qui vient d'être décrit, l'analyse en
transparence est effectuée par rayons X. Mais, on peut associer une analyse en
transparence par rayons X avec un seul faisceau de rayons X et une analyse en
transparence par neutrons. Dans ce cas, on soumet la charge à un rayonnement
neutronique, qui s'ajoute au rayonnement X précité. De cette façon, la
détermination de la classe de numéro atomique est effectuée en exploitant les
absorptions des deux types de rayonnement par la charge. L'homme du métier
sait choisir les moyens d'analyse en transparence les mieux adaptés à chaque
cas.
En outre, au lieu de mesurer le rayonnement y spontané, ou en
complément de cette mesure, on peut mesurer un éventuel rayonnement
neutronique spontané qui est très caractéristique de la présence de certains
matériaux tel que le plutonium radioactif. Pour cela, on utilise des
détecteurs de
neutrons connus en eux-mêmes.
Afin de compléter cette détection d'une part par le numéro atomique,
d'autre part par le rayonnement y naturel, ou le rayonnement neutronique
spontané, il est possible de prévoir un moyen de mesure de rayonnement
neutronique pour mesurer le rayonnement neutronique résultant d'une excitation
photonique. Pour cela, on prévoit un émetteur de rayons X capable d'émettre
des
rayonnements dont l'énergie maximale est d'au moins 9 MeV et on dispose, à
côté
des détecteurs de rayons X, un détecteur de neutrons. Ce procédé
complémentaire est basé sur le phénomène physique de photofission qui
CA 02729861 2011-01-04
WO 2010/001080
PCT/FR2009/051336
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correspond à la fission de certains matériaux résultant du bombardement par
des
rayonnements X à haute énergie, qui engendre une émission de neutrons.
L'homme du métier connaît les conditions dans lesquelles un rayonnement
neutronique peut être généré de cette façon.
Le dispositif qui vient d'être décrit comprend un détecteur de rayons y
s'étendant sur un côté de la zone de passage des camions à contrôler. Ce
détecteur à rayons y a une surface importante de façon à pouvoir détecter des
rayonnements relativement faibles. Afin d'améliorer la sensibilité de ce
dispositif,
on peut prévoir un détecteur de rayonnement y qui constitue un portique
entourant
la zone de passage des camions dont on veut ausculter le contenu.
Le dispositif qui vient d'être décrit est un dispositif qui permet d'ausculter
le
contenu d'un camion, mais on peut également prévoir des dispositifs pour
ausculter le contenu de remorques ou de containers tels que ceux qui sont
embarqués sur des navires, ou toute autre charge disposée dans un récipient ou
en vrac. Dans ce cas, le dispositif comprend des moyens de déplacement relatif
de la charge à contrôler et de l'émetteur de rayons X.
Enfin, on vient de décrire un dispositif qui permet de réaliser une image par
transparence du contenu d'une charge, mais il est possible de prévoir des
dispositifs qui se contentent de faire une inspection globale du contenu d'une
charge et d'émettre une alerte simplement lorsque l'on a détecté les
conditions
d'une présence possible de matières suspectes à l'intérieur de la charge, sans
fourniture d'une image de la charge qui permettrait d'y localiser lesdites
matières
suspectes.
On peut également prévoir d'effectuer une pluralité d'examens, sous
différents angles, ou dans différentes directions. Par exemple, on peut
prévoir un
examen par le côté et un examen par le dessus de la charge. Pour cela, il
suffit de
prévoir des dispositions adaptées des émetteurs de rayonnement et des
détecteurs, ou si possible, des moyens permettant de modifier l'orientation de
la
charge de manière à pouvoir la faire inspecter selon plusieurs angles à l'aide
d'un
seul ensemble d'émetteurs et de récepteurs.
Il va de soi que l'invention et adaptable à l'auscultation du contenu de la
charge de tout récipient (container...) et de tout véhicule routier,
ferroviaire, aérien
ou marin, ou d'une charge disposée en vrac, non contenue dans un récipient.
