EP3052965A1 - Systeme de mesure de la radioactivite dans un bruit de fond gamma - Google Patents

Systeme de mesure de la radioactivite dans un bruit de fond gamma

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Publication number
EP3052965A1
EP3052965A1 EP14777048.1A EP14777048A EP3052965A1 EP 3052965 A1 EP3052965 A1 EP 3052965A1 EP 14777048 A EP14777048 A EP 14777048A EP 3052965 A1 EP3052965 A1 EP 3052965A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gamma
compensation
measurement
radioactivity
alpha
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP14777048.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Romain Coulon
Thierry Montagu
Stéphane NORMAND
Vincent SCHOEPF
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Publication of EP3052965A1 publication Critical patent/EP3052965A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/17—Circuit arrangements not adapted to a particular type of detector
    • G01T1/178—Circuit arrangements not adapted to a particular type of detector for measuring specific activity in the presence of other radioactive substances, e.g. natural, in the air or in liquids such as rain water
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/185—Measuring radiation intensity with ionisation chamber arrangements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/2008—Measuring radiation intensity with scintillation detectors using a combination of different types of scintillation detectors, e.g. phoswich
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/24—Measuring radiation intensity with semiconductor detectors

Definitions

  • the invention relates to the measurement of radioactivity and more particularly the measurement of charged alpha (a) and beta ( ⁇ ) particles in a gamma background noise ( ⁇ ).
  • Uncompensated measures are the simplest and least expensive. They use large area detectors (plastic or gas) with a very fine input surface (Mica or Mylar for example) and a sensitive volume optimized for the detection of particles of interest with respect to gamma radiation. The detector's own movement depends on the ambient noise of the gamma environment. This signal is ultimately very subjective and must be interpreted according to its location, requiring the operator's know-how and a longer exposure.
  • Measurements using compensation methods are known. These methods implement a guard detector (shielded against charged particles) to compensate for the measurement path. These systems aim to be independent of changes in background noise intensity gamma. The net signal theoretically represents the signal of interest of the charged alpha and / or beta particles. These systems in practice, however, have many false positives because of the dependence of these systems on changes in the spatial distribution of gamma background noise. The operator changing the position of the sensors in the space sometimes very significantly changes the measured values.
  • discrimination measures correspond to another type of technology aimed at responding to this problem posed by the anisotropy of the gamma background noise.
  • a discriminating measurement system is generally composed of two detectors (or a "phoswich”, that is to say a “sandwich” of detectors or sensors, or “telescope” in French) discriminating the particles charged by their mode of continuous interaction in comparison with gamma radiation and their probabilistic mode of interaction. It is then necessary to implement a processing electronics coincidence or PSD pulse shape discrimination (Puise Discrimination). The net signal corresponds to the signal of the particles of interest. Stability can be guaranteed regardless of the changes in intensity and spatial distribution of the gamma background noise. This technology is more expensive than the examples of implementation of the invention.
  • the patent application FR2758396 discloses a device for measuring the radioactivity of aerosols contained in the air, compensated for the natural contribution and ambient gamma irradiation. The document notes the existence of a rejection error due to the geometry of the sensors but does not propose a correction.
  • the invention aims to remedy the aforementioned drawbacks.
  • a system for measuring alpha and / or beta radioactivity in a gamma background noise comprising a base unit comprising a first sensor for measuring alpha and / or beta and gamma radioactivity ( a, b, g) and a second sensor that does not allow the measurement of alpha and / or beta radioactivity but allows the measurement of gamma radioactivity (g); characterized in that the sensors are arranged to be exposed substantially to the same gamma background noise; measurement biases being associated with the geometric arrangement of the sensors due to the anisotropy of the gamma radiation; and the measuring system determines the alpha and / or beta (a, b) radioactivity by compensation, said compensation comprising a subtraction between the measurement of alpha and / or beta and gamma radioactivity (a, b, g) and the gamma measurement ( g) multiplied by a compensation parameter k, said compensation minimizing the measurement bias associated with the geometric arrangement of the sensors.
  • the compensation parameter k as well as its associated properties such as its uncertainty sigma (k) are calculated from the distribution of this compensation parameter k.
  • the distribution comes from a predefined experimental database or a simulated database or by data accumulation by the measurement system.
  • a first confidence threshold is associated with calculating the compensation parameter k from the distribution of the compensation parameter k.
  • a second statistical confidence threshold is associated with the discrete nature of the counting values derived from the pulses detected by the sensors. This threshold is independent of the compensation parameter k.
  • the first confidence threshold and the second confidence threshold are of the same level. In other words, the wrong detection rate (or alpha risk in the statistical sense) is the same.
  • the compensation parameter k is an average compensation parameter fi or a single and predefined compensation parameter. This implementation is the most direct but not necessarily the one that gives the best results.
  • the measurement system comprises several n base units and the compensation takes into account the distribution of the compensation parameter as a function of the ratio of the signals of the plurality n of the basic units and the functional regression of the measurements associated in dimension.
  • n 2 (or the matrix resolution of n-dimensional linear system if n> 2).
  • the plurality of sensors allows measurements that can be faster, more reliable sometimes.
  • a plurality of basic units is carried by vehicles, aquatic, terrestrial or air, with automatic or remote control. This optional implementation allows mapping applications of contaminated areas, when the base units are mobile between them.
  • the senor is a gas and / or scintillation and / or semiconductor sensor.
  • Each type of sensor has advantages and disadvantages.
  • a gas sensor generally has an economic advantage
  • a scintillation sensor generally has an advantage in reproducibility of measurements
  • a semiconductor sensor has different sensitivity ranges.
  • Several different type of sensors can be advantageously combined (used together).
  • a correction parameter of the sensitivity of a sensor is taken into account in the signal processing chain. This optional implementation improves the reliability and accuracy of measurements.
  • the measurement system further comprises an interface for displaying the alpha and / or beta activity, which is displayed if only if it is judged significant with respect to thresholds for statistical fluctuations of the signal from the sensors. and / or anisotropic bias of gamma background radiation.
  • the compensation parameter is calculated by an automatic learning approach ("machine learning” in English), ie one or more learning techniques used in artificial intelligence (neural networks etc.).
  • the radioactivity measurements and the compensation operations associated with these radioactivity measurements are decoupled in time and / or space. Compensation operations can be done in the laboratory afterwards for example, or the data being transmitted by wireless means, the computer equipment allocated to the compensation steps can be in non-irradiated areas.
  • a method for measuring alpha and / or beta radioactivity in a gamma background noise comprising a base unit comprising a first sensor for measuring alpha and / or beta and gamma radioactivity (a, b, g) and a second sensor that does not allow the measurement of alpha and / or beta radioactivity but allows the measurement of gamma radioactivity (g); characterized in that the sensors are arranged to be exposed substantially to the same gamma background noise; measurement biases being associated with the geometric arrangement of the sensors due to the anisotropy of the gamma radiation; and the measuring system determines the alpha and / or beta (a, b) radioactivity by compensation, said compensation comprising a subtraction between the measurement of alpha and / or beta and gamma radioactivity (a, b, g) and the gamma measurement ( g) multiplied by a compensation parameter k, said compensation minimizing the measurement bias associated with the geometric arrangement of the sensors.
  • the compensation parameter k as well as its associated properties such as its uncertainty sigma (k) are calculated from the distribution of this compensation parameter k.
  • the distribution comes from a predefined experimental database or a simulated database or by accumulation of data by the measurement system.
  • a first confidence threshold is associated with calculating the compensation parameter k from the distribution of the compensation parameter k.
  • a second statistical confidence threshold is associated with the discrete nature of the counting values from the pulses detected by the sensors.
  • the first confidence threshold and the second confidence threshold are of the same level.
  • the compensation parameter k is an average compensation parameter k or a single and predefined compensation parameter.
  • the senor is a gas sensor and / or scintillation and / or semiconductor.
  • a correction parameter of the sensitivity of a sensor is taken into account in the signal processing chain.
  • the measurement system further comprises an interface for displaying the alpha and / or beta activity, which is displayed if only if it is judged significant with respect to thresholds for statistical fluctuations of the signal coming from sensors and / or bias of anisotropy of gamma background radiation.
  • a plurality of basic units is carried by vehicles, aquatic, land or air, with automatic or remote control.
  • the compensation parameter is calculated by an automatic learning approach.
  • the radioactivity measurements and the compensation operations associated with these radioactivity measurements are decoupled in time and / or space.
  • Anisotropy biases are minimized by design geometry and a conservative threshold of detection.
  • Anisotropy bias is minimized by the combination of a) a particular arrangement or arrangement between two sensors of the same type (a sensor that measures alpha / beta and a sensor that does not measure alpha / beta, the two sensors being suitable for measuring gamma radiation), this particular arrangement involving residual geometric uncertainty and secondly b ) compensation to minimize this residual geometric uncertainty.
  • sensor of the same type means sensors of the same technology. By definition, two sensors are necessarily very slightly different (can not be strictly identical). The sensors according to the invention correspond in practice to identical or similar catalog references.
  • the sensors can be arranged or arranged in different ways. They are arranged to be exposed to the same gamma flux (that is, substantially the same). Since they can not be confused, these two sensors are in a configuration associated with an uncertainty of residual geometrical arrangement that is to say that can not be directly known. The compensation operations will precisely minimize or reduce or even eliminate or annihilate this geometric arrangement bias between the sensors.
  • the invention comprises electronic signal processing means for counting the pulses detected by each sensor, these pulses being associated with the measurement of alpha and / or beta radioactivity.
  • the examples described make it possible to render metrologically more robust the compensation measures with respect to the anisotropy biases.
  • the examples described make it possible to improve the compensation of the channels when the spatial distribution of the gamma background noise evolves, and thus to really manage the anisotropy of the gamma background noise.
  • the examples described provide an ergonomic gain for the radiation protection instrument without increasing the material cost thereof. Still advantageously, the invention enables the operator to be more confident in his instrument for measuring alpha and / or beta radioactivity, an operator who no longer needs to reinterpret the measurement according to the location of the measurement. and who needs less experience to make reliable measurements.
  • the invention will advantageously be implemented in situations of detection and measurement of the contamination of a surface by alpha and / or beta emitters during radiation protection interventions.
  • the system and method will be used for radiation protection in fuel cycle plants, nuclear power plants, nuclear medicine units, post-accident intervention or decommissioning of nuclear sites. Reliable and low cost contamination maps are also made possible by the invention.
  • the computer program product includes code instructions to perform the compensation operations when the program is run on a computer.
  • the invention is implemented in an embedded system, reconfigurable or programmable, combining measurement and compensation measures, for example in the same portable tool.
  • measurements and compensation can be decoupled in time and / or space.
  • measurements according to the apparatus of the invention can be performed, collected and stored at first; then the analysis and compensation (s) according to the invention can be carried out later in a second time, or in another place.
  • This type of implementation will be useful in the case of zone mappings, for security applications. It is possible in some cases to place the sensors or base units on robots or drones or other types of self-driving or remote-controlled vehicles.
  • FIG. 1 is a block diagram of an example of realization of a detection system according to the invention
  • Figure 2 is a diagram of the measurement system
  • Figure 3 illustrates an example of distribution obtained by a contaminameter operating in compensation
  • Figure 4 shows a measurement system composed of several basic units
  • Figure 5 shows an example of fit obtained by functional regression of the experimental data.
  • Radioactivity produces different types of ionizing radiation, including alpha particles, beta particles, protons, neutrons and gamma rays.
  • Alpha radiation (consisting of helium nuclei) is simply stopped by a sheet of paper.
  • Beta radiation (consisting of electrons or positrons) is stopped by an aluminum plate.
  • Gamma radiation (consisting of highly energetic photons) is attenuated (and not stopped) when it penetrates dense matter, which makes it particularly dangerous for living organisms.
  • Gamma radiation is usually anisotropic. Anisotropy is the property of being dependent on direction. An anisotropic thing may have different characteristics depending on its orientation. This gamma radiation influences the measurement results of alpha and beta radioactivity. It is therefore necessary to know the gamma radiation in order to establish reliable alpha and / or beta radioactivity measurements.
  • FIG. 1 presents by a block diagram 100 an exemplary embodiment of a detection system according to the invention.
  • sensors guard detectors
  • charge guard detectors vis-a-vis charged particles
  • measure channel measurement channel
  • compensation probe is interchangeable.
  • a first sensor 101 measures alpha, beta and gamma radioactivity. It allows the counting of alpha and / or beta particles.
  • the input window of the sensors may advantageously be as thin as possible (Mylar, Mica, etc.)
  • a second sensor 102 is sensitive only to gamma radiation. It does not measure alpha or beta radioactivity.
  • the second sensor 102 is of the same type and approximately the same sensitive volume as the first sensor 101 but does not detect the alpha and / or beta particles. as indicated previously.
  • the two sensors are combined and arranged in a "base unit" 150.
  • the two sensors are arranged to be exposed substantially to the same background noise gamma.
  • the signals from the sensors are pulses corresponding to ionizing radiation.
  • Each sensor is associated with a pre-amplification system 103, 106 for amplifying the signals delivered at its output.
  • a sensor 101, 102 and its associated pre-amplifier 103, 106 form a measuring channel.
  • the channel comprising the second sensor measuring gamma radiation may be called the guard track.
  • An electronic module 104, 107 is connected at the output of each measurement channel. It performs amplification, filtering pulses from the measurement channel.
  • a programmable component 110 carries out the counting of the pulses of each channel and performs the compensation steps according to the invention. The expression "counting from the measurement channel” therefore refers to "measurement".
  • An on-board or remote display 105 renders the results, such as the desired alpha and beta radioactivity information, as well as alerts and possibly other types of intermediate information such as statistical fluctuations of the gamma radiation or indicators related to the anisotropy of the ambient gamma radiation or other types of information (video communication, GPS information, photo taking, warning system or other).
  • results such as the desired alpha and beta radioactivity information
  • alerts and possibly other types of intermediate information such as statistical fluctuations of the gamma radiation or indicators related to the anisotropy of the ambient gamma radiation or other types of information (video communication, GPS information, photo taking, warning system or other).
  • video communication GPS information
  • photo taking photo taking, warning system or other.
  • human-machine interface can be used (local screen, remote video on remote machine) and according to various cognitive modalities (augmented reality, interpretation via light and / or auditory signals, haptic feedback, etc.)
  • Figure 2 shows a diagram of the measuring principle at the sensors.
  • ⁇ * - ⁇ - ⁇ 240 be the measurement from the first sensor 101 measuring the alpha, beta, gamma 210 and ⁇ ⁇ radiation (230).
  • measurement from the second sensor 102 measuring only the background gamma 200.
  • the counts (or measurements) 230 and 240 are performed by the sensors 101, 102 joined within the base unit 150.
  • the background gamma 200 is not strictly isotropic. This is why the compensation measures have a metrological fragility, despite their independence vis-à-vis variations in the intensity of the background noise.
  • a compensation parameter ⁇ is added to the model in equation 2:
  • This constant k can no longer fulfill its role as soon as the measurement changes configuration (for example, when the orientation of the sensors changes in space, due to a movement of the operator).
  • a mean compensation parameter ⁇ is calculated by simulation - or empirically - from a contamination-free measurement database. With a series of N measures: ⁇ -
  • equation 4 gives on average a less kissed estimate of the signal of interest (alpha, beta) but the risk of false positives remains a residual problem.
  • the compensation takes into account the distribution of the compensation parameter k.
  • Figure 3 illustrates an example of distribution of this compensation parameter.
  • the abscissa shows the value of the parameter k and the ordinate shows the number of measurement data corresponding to each value of k.
  • the distribution is obtained by a contaminameter operating in compensation ("reference device”, “standard device”, “golden prototype”).
  • a law of distribution of the parameter ⁇ (Normal law, Student's law, etc.) is determined, then adjusted so as to be able to calculate the quantiles K M 320 and K m 310 corresponding to the desired level of confidence 300.
  • a third step lcule the detection terminals.
  • 3 ⁇ 4 ⁇ " ( ⁇ 3 ⁇ 4 ⁇ + + £ ⁇ ⁇ « ⁇ - «
  • ⁇ 4 shows a measurement system consists of several basic units 401 and 402. If the system consists of several basic units it is possible to improve the detection sensitivity by injecting a priori information on the distribution in the background.
  • Figure 5 shows an example of fit obtained by functional regression of the experimental data 530, this regression also providing a confidence interval on the estimated function.
  • the mean values 3 ⁇ 4 and 3 ⁇ 4 and the quantiles ⁇ ⁇ , K , ⁇ 3 ⁇ 4 5 "w" , 2 corresponding to the desired confidence level are extracted from this analysis and tabulated according to the ratio $ 510 7.1 / $ 7 * 2.
  • a beta signal with a minimized bias is calculated as follows:
  • a first step the counts of the two channels (alpha, beta, gamma) and channel (gamma) are read:
  • a sensitivity correction parameter is added in the compensation steps according to the invention.
  • the corrective term is calculated as follows for each detector:
  • the invention comprises a single basic unit.
  • the compensation is carried out using the knowledge of the database and without a priori on the anisotropy at the time of the measurement.
  • the invention comprises several basic units (n) each comprising a pair of sensors.
  • a plurality of base units can be deployed. Base units can be physically separated from each other. With the help of the knowledge of the geometry existing between these basic units (for example the position of robots carrying these basic units can be known, possibly over time), it is possible to proceed to the compensation steps such that described. Mapping of a given area is accelerated and measurement results more reliable.
  • the compensation is carried out using the knowledge of the database but with a priori on the anisotropy at the time of the measurement.
  • the case with two basic units is shown in FIGS. 4 and 5.
  • n base units n> 2
  • the invention follows a "reverse problem" approach.
  • a dynamic learning type approach makes it possible to determine the compensation parameter and its associated characteristics (geometric or systematic uncertainty, statistical uncertainty, as standard deviation / variance, confidence threshold, statistical laws). , etc.).

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Abstract

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de mesure par compensation de la radioactivité alpha et/ou beta dans un bruit de fond gamma comprenant une sonde de compensation comprenant un premier capteur permettant la mesure de la radioactivité alpha et/ou beta et gamma (a,b,g) et un second capteur ne permettant pas la mesure de la radioactivité alpha et/ou beta mais permettant la mesure de la radioactivité gamma (g); caractérisé en ce que les capteurs sont agencés de façon à être exposées sensiblement au même bruit de fond gamma; des biais de mesure étant associés à l'agencement géométrique des capteurs du fait de l'anisotropie du rayonnement gamma; le système de mesure détermine la radioactivité alpha et/ou beta (a,b) par compensation, ladite compensation comprenant une soustraction entre la mesure de radioactivité alpha et/ou beta et gamma (a,b,g) et la mesure gamma (g), ladite compensation minimisant les biais de mesure associés à l'agencement géométrique des capteurs. D'autres développements sont décrits pour améliorer la fiabilité des mesures de radioactivité.

Description

SYSTEME DE MESURE DE LA RADIOACTIVITE DANS UN BRUIT DE FOND GAMMA
Domaine de l'invention L'invention concerne la mesure de la radioactivité et plus particulièrement la mesure de particules chargées alpha (a) et beta (β) dans un bruit de fond gamma (γ).
Etat de la Technique
Il existe plusieurs catégories de technologies de mesure de la contamination. Ces systèmes de mesure sont communément mis en œuvre en tant qu'outillage de radioprotection pour la détection et la mesure de contamination radioactive (contaminamètre).
Les mesures non compensées sont les plus simples et les moins coûteuses. Elles mettent en œuvre des détecteurs de grande surface (plastique ou gazeux) avec une surface d'entrée très fine (en Mica ou Mylar par exemple) et un volume sensible optimisé pour la détection des particules d'intérêt par rapport au rayonnement gamma. Le mouvement propre du détecteur dépend du bruit de fond d'ambiance gamma. Ce signal est in fine très subjectif et doit être interprété en fonction de son emplacement, requérant un savoir-faire de l'opérateur et une exposition plus longue.
Des mesures utilisant des méthodes de compensation sont connues. Ces méthodes mettent en œuvre un détecteur de garde (blindé vis-à-vis des particules chargées) afin de compenser la voie de mesure. Ces systèmes visent à être indépendants des changements d'intensité du bruit de fond gamma. Le signal net représente en théorie le signal d'intérêt des particules chargées alpha et/ou beta. Ces systèmes en pratique présentent toutefois de nombreux faux positifs en raison de la dépendance de ces systèmes aux changements de distribution spatiale du bruit de fond gamma. L'opérateur changeant la position des capteurs dans l'espace modifie parfois très sensiblement les valeurs mesurées.
Les mesures dites de discrimination correspondent à un autre type de technologie visant à répondre à cette problématique posée par l'anisotropie du bruit de fond gamma. Un système de mesure par discrimination est généralement composé de deux détecteurs (ou d'un "phoswich", c'est-à-dire un "sandwich" de détecteurs ou capteurs, ou "télescope" en français) discriminant les particules chargées par leur mode d'interaction continue en comparaison des rayonnements gamma et de leur mode probabiliste d'interaction. Il est alors nécessaire de mettre en œuvre une électronique de traitement en coïncidence ou de discrimination par forme d'impulsion PSD (Puise Shape Discrimination). Le signal net correspond au signal des particules d'intérêt. Une stabilité peut-être garantie quels que soient les changements d'intensité et de distribution spatiale du bruit de fond gamma. Cette technologie est plus coûteuse que les exemples de mise en œuvre de l'invention.
En définitif et à l'heure actuelle, les mesures de compensation restent attractives en raison de leur faible coût de mise en œuvre. Les solutions existantes de compensation sont préférées aux méthodes de discrimination pour des raisons de simplicité de mis en œuvre et d'optimisation des coûts de production.
Toutefois les approches actuelles de compensation présentent des limitations métrologiques posant des problèmes (détection de faux positifs) lors du déploiement sur le terrain industriel de ces technologies. La demande de brevet FR2758396 divulgue un dispositif de mesure de la radioactivité des aérosols contenus dans l'air, compensée de la contribution naturelle et de l'irradiation gamma ambiante. Le document constate l'existence d'une erreur de réjection due à la géométrie des capteurs mais ne propose pas de correctif.
L'invention vise à remédier aux inconvénients précités.
Résumé de l'invention
Dans un mode de réalisation est fournit un système de mesure par compensation de la radioactivité alpha et/ou beta dans un bruit de fond gamma comprenant une unité de base comprenant un premier capteur permettant la mesure de la radioactivité alpha et/ou beta et gamma (a,b,g) et un second capteur ne permettant pas la mesure de la radioactivité alpha et/ou beta mais permettant la mesure de la radioactivité gamma (g) ; caractérisé en ce que les capteurs sont agencés de façon à être exposées sensiblement au même bruit de fond gamma; des biais de mesure étant associés à l'agencement géométrique des capteurs du fait de l'anisotropie du rayonnement gamma; et le système de mesure détermine la radioactivité alpha et/ou beta (a,b) par compensation, ladite compensation comprenant une soustraction entre la mesure de radioactivité alpha et/ou beta et gamma (a,b,g) et la mesure gamma (g) multipliée par un paramètre de compensation k, ladite compensation minimisant les biais de mesure associés à l'agencement géométrique des capteurs. Cet agencement géométrique peut se faire de multiples façons (capteurs collés l'un derrière l'autre par exemple, mais d'autres agencements restent possibles, tels que capteurs juxtaposés, côte-à-côte, légèrement décalés, etc.) Selon un développement, le paramètre de compensation k ainsi que ses propriétés associées telles son incertitude sigma(k) sont calculés à partir de la distribution de ce paramètre de compensation k. Selon un développement, la distribution provient d'une base de données expérimentale prédéfinie ou d'une base de données simulées ou par accumulation de données par le système de mesure.
Selon un développement, un premier seuil de confiance est associé au calcul du paramètre de compensation k à partir de la distribution du paramètre de compensation k.
Selon un développement, un second seuil de confiance statistique est associé à la nature discrète des valeurs de comptage issues des impulsions détectées par les capteurs. Ce seuil est indépendant du paramètre de compensation k.
Selon un développement, le premier seuil de confiance et le second seuil de confiance sont de même niveau. En d'autres termes, le taux de détection à tort (ou risque alpha au sens statistique) est le même.
Selon un développement, le paramètre de compensation k est un paramètre de compensation moyenne fi ou un paramètre de compensation unique et prédéfini. Cette mise en œuvre est la plus directe mais pas nécessairement celle qui donne les meilleurs résultats.
Selon un développement, le système de mesure comprend plusieurs n unités de base et la compensation prend en compte la distribution du paramètre de compensation en fonction du rapport des signaux de la pluralité n des unités de base et de la régression fonctionnelle des mesures associées en dimension n=2 (ou de la résolution matricielle du système linéaire à n dimensions si n>2). La pluralité de capteurs permet des mesures qui peuvent être plus rapides, plus fiables parfois. Selon un développement, une pluralité d'unités de base est portée par des véhicules, aquatique, terrestre ou aérien, à conduite automatique ou téléguidée. Cette mise en œuvre optionnelle permet des applications de cartographies de zones contaminées, quand les unités de bases sont mobiles entre elles.
Selon un développement, le capteur est un capteur à gaz et/ou à scintillation et/ou à semi-conducteurs. Chaque type de capteur présente des avantages et des inconvénients. Par exemple, un capteur à gaz présente généralement un avantage économique, un capteur à scintillation présente généralement un avantage en matière de reproductibilité des mesures, un capteur à semi-conducteurs présente des plages de sensibilité différentes. Plusieurs capteurs de type différents peuvent être avantageusement combinés (utilisés conjointement).
Selon un développement, un paramètre de correction de la sensibilité d'un capteur est pris en compte dans la chaîne de traitement du signal. Cette mise en œuvre optionnelle améliore la fiabilité et la précision des mesures.
Selon un développement, le système de mesure comprend en outre une interface d'affichage de l'activité alpha et/ou beta, laquelle est affichée si seulement si elle est jugée significative au regard de seuils en matière de fluctuations statistiques du signal issu des capteurs et/ou des biais d'anisotropie du rayonnement de fond gamma.
Selon un développement, le paramètre de compensation est calculé par une approche d'apprentissage automatique ("machine learning" en anglais), c'est-à-dire une ou plusieurs techniques d'apprentissage employée en intelligence artificielle (réseaux de neurones etc.).
Selon un développement, les mesures de radioactivité et les opérations de compensation associées à ces mesures de radioactivité sont découplées dans le temps et/ou l'espace. Les opérations de compensation peuvent se faire en laboratoire après-coup par exemple, ou les données étant transmises par des moyens sans fil, les équipements informatiques alloués aux étapes de compensation peuvent se trouver dans des zones non-irradiées.
Est également divulgué un procédé de mesure par compensation de la radioactivité alpha et/ou beta dans un bruit de fond gamma comprenant une unité de base comprenant un premier capteur permettant la mesure de la radioactivité alpha et/ou beta et gamma (a,b,g) et un second capteur ne permettant pas la mesure de la radioactivité alpha et/ou beta mais permettant la mesure de la radioactivité gamma (g); caractérisé en ce que les capteurs sont agencés de façon à être exposées sensiblement au même bruit de fond gamma; des biais de mesure étant associés à l'agencement géométrique des capteurs du fait de l'anisotropie du rayonnement gamma; et le système de mesure détermine la radioactivité alpha et/ou beta (a,b) par compensation, ladite compensation comprenant une soustraction entre la mesure de radioactivité alpha et/ou beta et gamma (a,b,g) et la mesure gamma (g) multipliée par un paramètre de compensation k, ladite compensation minimisant les biais de mesure associés à l'agencement géométrique des capteurs.
Selon un développement du procédé, le paramètre de compensation k ainsi que ses propriétés associées telles son incertitude sigma(k) sont calculés à partir de la distribution de ce paramètre de compensation k. Selon un développement du procédé, la distribution provient d'une base de données expérimentale prédéfinie ou d'une base de données simulées ou par accumulation de données par le système de mesure. Selon un développement du procédé, un premier seuil de confiance est associé au calcul du paramètre de compensation k à partir de la distribution du paramètre de compensation k.
Selon un développement du procédé, un second seuil de confiance statistique est associé à la nature discrète des valeurs de comptage issues des impulsions détectées par les capteurs.
Selon un développement du procédé, le premier seuil de confiance et le second seuil de confiance sont de même niveau.
Selon un développement du procédé, le paramètre de compensation k est un paramètre de compensation moyenne k ou un paramètre de compensation unique et prédéfini. Selon un développement du procédé, en présence de plusieurs n unités de base, la compensation prend en compte la distribution du paramètre de compensation en fonction du rapport des signaux de la pluralité n des unités de base et de la régression fonctionnelle des mesures associées en dimension n=2 (ou de la résolution matricielle du système linéaire à n dimensions si n>2)
Selon un développement du procédé, le capteur est un capteur à gaz et/ou à scintillation et/ou à semi-conducteurs. Selon un développement du procédé, un paramètre de correction de la sensibilité d'un capteur est pris en compte dans la chaîne de traitement du signal. Selon un développement du procédé, le système de mesure comprend en outre une interface d'affichage de l'activité alpha et/ou beta, laquelle est affichée si seulement si elle est jugée significative au regard de seuils en matière de fluctuations statistiques du signal issu des capteurs et/ou des biais d'anisotropie du rayonnement de fond gamma.
Selon un développement du procédé, une pluralité d'unités de base est portée par des véhicules, aquatique, terrestre ou aérien, à conduite automatique ou téléguidée. Selon un développement du procédé, le paramètre de compensation est calculé par une approche d'apprentissage automatique.
Selon un développement du procédé, les mesures de radioactivité et les opérations de compensation associées à ces mesures de radioactivité sont découplées dans le temps et/ou l'espace.
Est également décrit un produit programme d'ordinateur, ledit programme d'ordinateur comprenant des instructions de code permettant d'effectuer les étapes du procédé lorsque le programme est exécuté sur un ordinateur.
Les biais d'anisotropie sont minimisés par une géométrie de conception et par un seuil de détection conservatif. Les biais d'anisotropie sont minimisés du fait de la combinaison entre d'autre part a) un agencement ou arrangement particulier entre deux capteurs de même type (un capteur qui mesure alpha/beta et un capteur qui ne mesure pas alpha/beta, les deux capteurs étant adaptés à la mesure du rayonnement gamma), cet agencement particulier impliquant une incertitude géométrique résiduelle et d'autre part b) une compensation visant à minimiser cette incertitude géométrique résiduelle.
Par l'expression "capteur de même type", on entend des capteurs de même technologie. Par définition, deux capteurs sont nécessairement très légèrement différents (ne peuvent pas être strictement identiques). Les capteurs selon l'invention correspondent en pratique à des références de catalogue identiques ou similaires.
Les capteurs peuvent être agencés ou arrangés de différentes façons. Ils sont disposés de manière à être exposé à un même flux gamma (c'est-à- dire sensiblement le même). Ne pouvant être confondus, ces deux capteurs sont dans une configuration associée à une incertitude d'arrangement géométrique résiduelle c'est-à-dire ne pouvant être directement connue. Les opérations de compensation vont précisément minimiser ou amoindrir voire éliminer ou annihiler ce biais géométrique d'arrangement entre les capteurs.
L'invention comprend des moyens électroniques de traitement du signal permettant le comptage des impulsions détectées par chaque capteur, ces impulsions étant associées à la mesure de la radioactivité alpha et/ou beta.
Avantageusement, les exemples décrits permettent de rendre métrologiquement plus robuste les mesures de compensation vis-à-vis des biais d'anisotropie. Avantageusement, les exemples décrits permettent d'améliorer la compensation des voies lorsque la distribution spatiale du bruit de fond gamma évolue, et donc de réellement gérer l'anisotropie du bruit de fond gamma.
Avantageusement, les exemples décrits apportent un gain d'ergonomie pour l'instrument de radioprotection sans augmenter le coût matériel de celui-ci. Toujours avantageusement, l'invention permet à l'opérateur d'être plus confiant dans son instrument de mesure de la radioactivité alpha et/ou beta, opérateur qui n'a plus besoin de réinterpréter la mesure en fonction de l'emplacement de la mesure et qui a besoin de moins d'expérience pour effectuer des mesures fiables.
L'invention s'implémentera avantageusement dans les situations de détection et de mesure de la contamination d'une surface par des émetteurs alpha et/ou beta lors d'interventions de radioprotection. Par exemple, le système et la méthode sera utilisée dans le cadre de la radioprotection dans les usines du cycle de combustible, les centrales nucléaires, les unités de médecine nucléaire, d'une intervention postaccidentelle ou de démantèlement de sites nucléaires. Des cartographies de contamination fiables et à bas coût sont également rendues possibles par l'invention.
Pour obtenir les résultats recherchés, un procédé, un dispositif et un produit programme d'ordinateur sont proposés. Le produit programme d'ordinateur comprend des instructions de code permet d'effectuer les opérations de compensation lorsque le programme est exécuté sur un ordinateur. Avantageusement, l'invention s'implémente dans un système embarqué, reconfigurable ou programmable, réunissant mesures et compensation des mesures, par exemple dans un même outillage portatif. Alternativement, mesures et compensation peuvent être découplées dans le temps et/ou l'espace. Par exemple, les mesures selon l'appareillage de l'invention peuvent être effectuées, collectées et stockés dans un premier temps; puis l'analyse et la ou les compensations selon l'invention peuvent s'effectuer plus tard dans un second temps, voir dans un autre lieu. Ce type d'implémentation sera utile dans le cas de cartographies de zones, pour des applications de sécurité. Il est possible dans certains cas de placer les capteurs ou les unités de base sur des robots ou des drones ou d'autres types de véhicule à conduite automatique ou téléguidés.
Description des figures
Différents aspects et avantages de l'invention vont apparaître en appui de la description d'un mode préféré d'implémentation de l'invention mais non limitatif, avec référence aux figures ci-dessous : La figure 1 est un synoptique d'un exemple de réalisation d'un système de détection selon l'invention;
La figure 2 est un schéma du système de mesure; La figure 3 illustre un exemple de distribution obtenue par un contaminamètre fonctionnant en compensation;
La figure 4 montre un système de mesure composé de plusieurs unités de base;
La figure 5 présente un exemple d'ajustement obtenu par régression fonctionnelle des données expérimentales. Description détaillée de l'invention
La radioactivité produit différents types de rayonnements ionisants, notamment les particules alpha, les particules beta, les protons, les neutrons et les rayons gamma. Le rayonnement alpha (constitué de noyaux d'hélium) est simplement arrêté par une feuille de papier. Le rayonnement bêta (constitué d'électrons ou de positrons) est arrêté par une plaque d'aluminium. Le rayonnement gamma (constitué de photons très énergétiques) est atténué (et non stoppé) quand il pénètre de la matière dense, ce qui le rend particulièrement dangereux pour les organismes vivants. Le rayonnement gamma est généralement anisotropique. L'anisotropie est la propriété d'être dépendant de la direction. Une chose anisotrope pourra présenter différentes caractéristiques selon son orientation. Ce rayonnement gamma influence les résultats de mesure de la radioactivité alpha et beta. Il convient donc de connaître le rayonnement gamma afin d'établir des mesures de radioactivité alpha et/ou beta fiables.
La figure 1 présente par un synoptique 100 un exemple de réalisation d'un système de détection selon l'invention. Dans la description, les termes et expressions "capteurs", "détecteurs de garde", "détecteurs de garde blindé vis-à-vis des particules chargées", "voie de mesure" et "sonde de compensation" sont interchangeables.
Un premier capteur 101 mesure la radioactivité alpha, beta et gamma. Il permet donc le comptage des particules alpha et/ou beta. La fenêtre d'entrée des capteurs peut avantageusement être la plus fine possible (Mylar, Mica, etc.)
Un deuxième capteur 102 n'est sensible qu'au seul rayonnement gamma. Il ne mesure pas la radioactivité alpha ou beta. Le deuxième capteur 102 est de même type et approximativement de même volume sensible que le premier capteur 101 mais ne détecte pas les particules alpha et/ou beta comme indiqué précédemment.
Les deux capteurs sont réunis et agencés au sein d'une "unité de base" 150. Les deux capteurs sont agencés de façon à être exposés sensiblement au même bruit de fond gamma.
Les signaux issus des capteurs sont des impulsions correspondant aux rayonnements ionisants. Chaque capteur est associé à un système de pré-amplification 103,106 destinés à amplifier les signaux délivrés à sa sortie. Un capteur 101 , 102 et son préamplificateur associé 103, 106 forment une voie de mesure. La voie comportant le deuxième capteur mesurant les rayonnements gamma pourra être appelée par la suite voie de garde. Un module électronique 104,107 est connecté en sortie de chaque voie de mesure. Il effectue l'amplification, le filtrage des impulsions issues de la voie de mesure. Un composant programmable 110 réalise le comptage des impulsions de chaque voie et effectue les étapes de compensation selon l'invention. L'expression " comptage issu de la voie de mesure" se réfère donc à "mesure".
Un affichage 105, embarqué ou déporté, restitue les résultats, tels les informations de radioactivité alpha et beta recherchées, mais aussi des alertes et éventuellement d'autres types d'informations intermédiaires telles les fluctuations statistiques du rayonnement gamma ou des indicateurs liés à l'anisotropie du rayonnement gamma ambiant ou bien encore d'autre types d'informations (communication vidéo, informations GPS, prise de photo, système d'alerte ou autre). Différents types d'interface homme-machine peuvent être utilisés (écran local, déport vidéo sur machine distante) et selon diverses modalités cognitives (réalité augmentée, interprétation via des signaux lumineux et/ou auditifs, retour haptique, etc.)
La figure 2 présente par un schéma le principe de mesure au niveau des capteurs. Soit <*-β-Ί 240 la mesure issue du premier capteur 101 mesurant les rayonnements alpha, beta, gamma 210 et λΪ (230) la mesure issue du deuxième capteur 102 ne mesurant que le bruit de fond gamma 200. Les comptages (ou mesures) 230 et 240 sont effectués par les capteurs 101 , 102 réunis au sein de l'unité de base 150.
Si le bruit de fond gamma est parfaitement isotropique alors le signal d'intérêt^ donnant la mesure de la radioactivité a et/ou β est calculé suivant l'équation 1 :
— α .ητ— (Equation 1 )
Dans la pratique, le bruit de fond gamma 200 n'est pas strictement isotropique. C'est pourquoi les mesures de compensation présentent une fragilité métrologique, malgré leur indépendance vis-à-vis des variations de l'intensité du bruit de fond.
Pour améliorer les mesures, selon une première mise en œuvre de l'invention, un paramètre de compensation κ est ajouté au modèle dans l'équation 2 :
8α,β— — (Equation 2)
Cette constante compense l'effet d'anisotropie pour une configuration de mesure particulière, ce qui présente d'emblée des avantages. Cette soustraction pondérée des signaux offre une première solution aux problèmes liés à l'anisotropie du rayonnement gamma.
Cette constante k peut ne peut plus remplir son rôle dès que la mesure change de configuration (par exemple, lorsque l'orientation des capteurs change dans l'espace, du fait d'un mouvement de l'opérateur).
Par suite, selon une autre mise en œuvre de l'invention, un paramètre de compensation moyenne κ est calculé par simulation - ou empiriquement - à partir d'une base de données de mesure sans contamination. Avec une série de N mesures: κ —
(Equation 3)
Ainsi l'équation 4 donne en moyenne une estimation moins baisée du signal d'intérêt (alpha, beta) mais le risque de faux positifs reste un problème résiduel.
S, (Equation 4)
Pour corriger ce risque de faux positifs, la compensation prend en compte la distribution du paramètre de compensation k.
La figure 3 illustre un exemple de distribution de ce paramètre de compensation. En abscisse figure la valeur constatée du paramètre k et en ordonnée figure le nombre de données de mesure correspondant à chaque valeur de k. La distribution est obtenue par un contaminamètre fonctionnant en compensation ("dispositif de référence", "dispositif étalon", "golden prototype"). Une loi de distribution du paramètre κ (loi Normale, loi de Student, etc.) est déterminée, puis ajustée de manière à pouvoir calculer les quantiles KM 320 et Km 310 correspondant au niveau de confiance 300 souhaité.
Dans l'exemple de la figure 3, la distribution a été ajustée par une loi de Student afin de décrire au mieux la réalité pouvant être rencontrée sur le terrain.
L'incertitude des quantiles minimaux et maximaux de la distribution permet de calculer deux incertitudes associées au paramètre de compensation.
2 /— \ / - 2 2 / - \ t— %2
II. \ J — t Κ·Μ — H J "îi. K_. J ■— \ K— fi,nl j D'autres part, et 11 sont les incertitudes statistiques associées aux deux voies de mesure. En considérant une distribution de Poisson des comptages ainsi qu'un facteur d'élargissement k (même niveau de confiance que précédemment), les incertitudes de comptages deviennent : fc2SÎE.0, et ti2 {5.T) — k2S7 Deux bornes de détection sont alors calculées par le cumul des incertitudes stochastiques et systématiques considérées comme indépendantes l'une de l'autre :
- (fe )2"2(S-^ (! )2^)+ (¾r)2"2(
2 / c , (®$» Υ 2 ,
^i a.fi ) = k2 (Sa^ + «2St) + Sf { « - KM )2
Les étapes de compensation selon l'invention deviennent donc celles définies ci-après.
Les paramètres utilisés sont les suivants :
· Facteur de compensation moyen «
• Facteur de compensation maximal k
• Facteur de compensation minimal Km
• Facteur d'élargissement k Dans une première étape, on effectue la lecture des comptages de la voie alpha, beta, gamma et de la voie gamma:
*¾ Α?
Dans une deuxième étape, on calcule le signal ύα-
Dans une troisième étape lcule les bornes de détection.
¾ = κ" (·¾Αγ + + £· {«· - «
Dans une étape suivante, on effectue un test de détection de la façon suivante :
Si = '¾iyS
Sinon = ^ La figure 4 montre un système de mesure composé de plusieurs unités de base 401 et 402. Dans le cas où le système est composé de plusieurs unités de base il est possible d'améliorer la sensibilité de détection en injectant une information a priori sur la distribution en bruit de fond.
Soit °".β-ιΛ et ¾i<î-2 les comptages issus des voies de mesure alpha, beta, gamma et ~ τ·1 et ' 2 les comptages issus des voies de garde gamma. Deux paramètres de compensation moyenne Ki et % sont calculés par simulation ou empiriquement à partir d'une base de données de mesure sans contamination. Dans un premier temps les rapports ·¾Α7*ι ¾ι et <5ίΐ. ΐϊ,7,2/ ' S%2 sont distribués en fonction du rapport des voies de gardes porteuses de l'information de distribution spatiale du flux gamma1-"/. Une fonction est ensuite ajustée de manière à passer au mieux par l'ensemble de ces points et en prenant une hypothèse de loi en accord avec les données obtenues (typiquement loi Normale ou loi Student).
La figure 5 présente un exemple d'ajustement obtenu par régression fonctionnelle des données expérimentales 530, cette régression fournissant également un intervalle de confiance sur la fonction estimée.
Les valeurs moyennes ¾ et ¾ et les quantiles ΚΜΛ, K , <¾ 5 «w»,2 correspondant au taux de confiance souhaité sont extraits de cette analyse et tabulées en fonction du rapport 510 $7,1/ $7*2.
Un signal béta avec un biais minimisé est donc calculé de la manière suivante :
Deux bornes de détection sont alors obtenues par le cumul des incertitudes stochastiques et systématiques jugées indépendantes l'une de l'autre :
'u^, { Sa.fi ) = fe2 (8α#γΛ + 3α.β_Ύ,2 + «ι 'Ϊγ.ΐ + «| S 2) + Sy.i ( ΚΜΛ— «1 ( «M.2— ¾
'^ , ΐβα.β ) = k" Sa.0 ,i + Sa . <2 + + ¾ 67j2) + ¾1 { K'm.l ~ ¾ Les étapes de compensation selon l'invention deviennent donc celles définies ci-après: Les paramètres utilisés sont les suivants :
• Table des facteurs de compensation moyens ¾ et■%
• Table des facteurs de compensations maximaux ίίΜΛ et K'M-2
• Table des facteurs de compensation minimaux ^"H 1 et K™>2
• Facteur d'élargissement k
Dans une première étape, on effectue la lecture des comptages des deux voies (alpha, beta, gamma) et voie (gamma):
- Lecture ^,β.-ι et &** ,73
Q Q
- Lecture et ^
Dans une deuxième étape, on calcule :
- le signal
- rapport
Dans une troisième étape, on procède à la lecture des tables:
Ki fin KM.l K .l K ..2 K'm3
Puis on calcule les bornes de détections.
On procède ensuite à la lecture des tables k'AÎ , I , KT«,.IJ « .2S K-m.2
Dans l'étape suivante, on effectue un test de détection :
Si '¾i4s > «î{5„j ) et 5„j3 > « ( >'.►.. ) a|0rs ¾,ϋ = Sinon = 0
Selon un développement de l'invention, dans le cas où le fabricant ne peut garantir la reproductibilité de la sensibilité des capteurs produits, un paramètre de correction de sensibilité est ajouté dans les étapes de compensation selon l'invention. La sensibilité du capteur de série ¾ et comparée à la sensibilité du capteur utilisé pour construire la base de donnée -P.
Le terme correctif est calculé de la manière suivante pour chaque détecteur:
Les étapes de compensation selon l'invention deviennent donc celles définies ci-après.
Les paramètres utilisés sont les suivants :
• Paramètre correctif d'étalonnage^' «J-T , ^ '«J-Ï ^ i.2
· Table des facteurs de compensation moyens «i et ½
• Table des facteurs de compensations maximales Kmj et K'M-2
• Table des facteurs de compensation minimales Km l et Km-2 • Facteur d'élargissement k
Dans une première étape, on effectue la lecture des comptages de la voie 1 alpha, beta, gamma et de la voie 2 gamma:
- Lectu re $<*β - 1 et $<*β -τ^
- Lecture '^1 et 2
Dans une seconde étape, le terme correctif est appliqué:
Dans une troisième étape sont calculés:
- le signal ^«Jî
- le rapport
Puis, la lecture des tables est effectuée: «1, ¾ , K' .lj ,lj « ,2 fifA.2
Dans l'étape suivante, les bornes de détections sont calculées. II est ensuite procédé à la lecture des tables:
K .l K-m.l K'M.2 2
5γ_2 { Κ .2— «2 f — 2
Enfin il est procédé au test de détection:
Si &α >
Sinon = ®
Selon un mode de réalisation, l'invention comprend une seule unité de base. La compensation s'effectue à l'aide de la connaissance de la base de données et sans a priori sur l'anisotropie au moment de la mesure. Selon un autre mode de réalisation, l'invention comprend plusieurs unités de base (n) comprenant chacune une paire de capteurs. Selon cette mise en œuvre optionnelle, une pluralité d'unités de base (réunissant les capteurs) peut être déployée. Les unités de base peuvent être séparées physiquement les unes des autres. A l'aide de la connaissance de la géométrie existant entre ces unités de base (par exemple la position de robots portant ces unités de base peut être connue, éventuellement au cours du temps), il est possible de procéder aux étapes de compensation telles que décrites. La cartographie d'une zone donnée s'en trouve accélérée et les résultats de mesure plus fiables. La compensation s'effectue à l'aide de la connaissance de la base de données mais avec a priori sur l'anisotropie au moment de la mesure. Le cas avec deux unités de base est présenté aux figures 4 et 5. Avec n unités de base (n>2), l'invention suit une approche de type "problème inverse". Quand ces n unités de base sont mobiles entre elles, une approche de type apprentissage dynamique permet de déterminer le paramètre de compensation et ses caractéristiques associées (incertitude géométrique ou systématique, incertitude statistique, comme écart-type/variance, seuil de confiance, lois statistique, etc.).

Claims

Revendications
1 . Système de mesure par compensation de la radioactivité alpha et/ou beta dans un bruit de fond gamma comprenant : une unité de base comprenant un premier capteur permettant la mesure de la radioactivité alpha et/ou beta et gamma (a,b,g) et un second capteur ne permettant pas la mesure de la radioactivité alpha et/ou beta mais permettant la mesure de la radioactivité gamma (g); caractérisé en ce que:
- les capteurs sont agencés de façon à être exposées sensiblement au même bruit de fond gamma; des biais de mesure étant associés à l'agencement géométrique des capteurs du fait de l'anisotropie du rayonnement gamma;
- le système de mesure détermine la radioactivité alpha et/ou beta (a,b) par compensation, ladite compensation comprenant une soustraction entre la mesure de radioactivité alpha et/ou beta et gamma (a,b,g) et la mesure gamma (g) multipliée par un paramètre de compensation k, ladite compensation minimisant les biais de mesure associés à l'agencement géométrique des capteurs.
2. Système selon la revendication 1 , le paramètre de compensation k ainsi que ses propriétés associées telles son incertitude sigma(k) étant calculés à partir de la distribution de ce paramètre de compensation k.
3. Système selon la revendication 2, ladite distribution provenant d'une base de données expérimentale prédéfinie ou d'une base de données simulées ou par accumulation de données par ledit système de mesure.
4. Système selon les revendications 1 à 3, un premier seuil de confiance étant associé au calcul du paramètre de compensation k à partir de la distribution dudit paramètre de compensation k.
5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, un second seuil de confiance statistique étant associé à la nature discrète des valeurs de comptage issues des impulsions détectées par les capteurs.
6. Système selon les revendications 4 et 5 dans lequel le premier seuil de confiance et le second seuil de confiance sont de même niveau.
7. Système selon la revendication 1 pour lequel le paramètre de compensation k est un paramètre de compensation moyenne « ou un paramètre de compensation unique et prédéfini.
8. Système selon la revendication 1 comprenant plusieurs n unités de base et pour lequel la compensation prend en compte la distribution du paramètre de compensation en fonction du rapport des signaux de la pluralité n des unités de base et de la régression fonctionnelle des mesures associées en dimension n=2 ou de la résolution matricielle du système linéaire à n dimensions (si n>2)
9. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes pour lequel le capteur est un capteur à gaz et/ou à scintillation et/ou à semiconducteurs.
10. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant la prise en compte d'un paramètre de correction de la sensibilité d'un capteur.
11 . Système selon la revendication 1 comprenant en outre une interface d'affichage de l'activité alpha et/ou beta et dans lequel une activité alpha et/ou beta est affichée si seulement si elle est jugée significative au regard de seuils en matière de fluctuations statistiques du signal issu des capteurs et/ou des biais d'anisotropie du rayonnement de fond gamma.
12. Système selon l'une quelconque des revendications 8 à 11 , comprenant une pluralité des unités de base portée par des véhicules, aquatique, terrestre ou aérien, à conduite automatique ou téléguidée.
13. Système selon la revendication précédente pour lequel le paramètre de compensation est calculé par une approche d'apprentissage automatique.
14. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel les mesures de radioactivité et les opérations de compensation associées à ces mesures de radioactivité sont découplées dans le temps et/ou l'espace.
15. Procédé de mesure par compensation de la radioactivité alpha et/ou beta dans un bruit de fond gamma comprenant : une unité de base comprenant un premier capteur permettant la mesure de la radioactivité alpha et/ou beta et gamma (a,b,g) et un second capteur ne permettant pas la mesure de la radioactivité alpha et/ou beta mais permettant la mesure de la radioactivité gamma (g); caractérisé en ce que:
- les capteurs sont agencés de façon à être exposées sensiblement au même bruit de fond gamma; des biais de mesure étant associés à l'agencement géométrique des capteurs du fait de l'anisotropie du rayonnement gamma; - le système de mesure détermine la radioactivité alpha et/ou beta (a,b) par compensation, ladite compensation comprenant une soustraction entre la mesure de radioactivité alpha et/ou beta et gamma (a,b,g) et la mesure gamma (g) multipliée par un paramètre de compensation k, ladite compensation minimisant les biais de mesure associés à l'agencement géométrique des capteurs.
1 6. Procédé de mesure selon la revendication 1 5, le paramètre de compensation k ainsi que ses propriétés associées telles son incertitude sigma(k) étant calculés à partir de la distribution du paramètre de compensation k.
1 7. Produit programme d'ordinateur, ledit programme d'ordinateur comprenant des instructions de code permettant d'effectuer les étapes du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 5 ou 1 6, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur.
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