Résoudre l'énigme de la capsule : un défi de criminalistique nucléaire

« Les connaissances acquises ont permis à CNL (1) d'enregistrer correctement le contenu des capsules dans l'inventaire des matières nucléaires, (2) de déterminer comment ouvrir les capsules en toute sécurité, et (3) de réduire de 75 % le nombre de trous de tuiles nécessaires pour stocker les matières fissiles »

L'imagerie neutronique fonctionne comme la lumière dans un appareil photo, sauf que les neutrons traversent facilement les matériaux denses et solides que même les rayons X ne peuvent pas pénétrer.

Les Laboratoires nucléaires canadiens ont récemment reçu un conteneur non identifié datant d'avant les normes modernes de stockage des matières radioactives. Le récipient a été surnommé « la fiole mystérieuse » ou « la fiole de l'héritage ». Lorsqu'il a été ouvert dans une cellule chaude, la fiole de l’héritage s'est avérée contenir quatre capsules radioactives d'origine inconnue, sans qu'aucun document ne permette de les identifier ou d'en connaître le contenu. Les radiations émises par les capsules indiquaient la présence de césium, ce qui suggère qu'elles contenaient des matières fissiles irradiées.

Pour éliminer correctement ces matériaux, CNL devait savoir de quoi il s'agissait et quelle quantité ils contenaient. Mais sans en savoir plus sur le contenu des capsules, il était difficile de savoir si et comment elles pouvaient être ouvertes en toute sécurité.

Une équipe de recherche du CNL a été constituée pour résoudre cette énigme. Pour déterminer les structures internes et le contenu des quatre capsules sans les ouvrir, les chercheurs ont utilisé la spectroscopie de fluorescence de rayons X combinée à trois techniques utilisant les lignes de faisceaux de neutrons du Centre canadien de faisceaux de neutrons : la diffraction des neutrons, l'imagerie des neutrons et l'analyse de l'activation différée des neutrons.

L'imagerie neutronique a révélé que chaque capsule contenait un noyau cylindrique entouré d'une boîte en aluminium. Cet assemblage canister-noyau était contenu dans les capsules en aluminium et retenu de manière lâche par les bouchons d'extrémité.

En combinant les résultats des quatre techniques, l'équipe du CNL a déterminé que les noyaux des canisters contenaient du thorium et de l'uranium irradiés, et en quelle quantité. L'équipe a alors pu déterminer que les conteneurs ont probablement été irradiés à la fin des années 1950 dans le cadre d'un programme de production d'isotopes.

La valeur de ces connaissances pour le programme de responsabilité de l'héritage nucléaire du gouvernement du Canada était importante. Premièrement, il a permis d'enregistrer correctement le contenu des capsules dans l'inventaire des matières nucléaires. En outre, elle a déterminé comment ouvrir les capsules en toute sécurité et a également réduit de 75 % le nombre de trous de tuiles nécessaires pour stocker les matières fissiles.

Ce projet a également permis de démontrer les capacités du CNBC en matière d'imagerie neutronique et d'analyse de l'activation neutronique. Par conséquent, ces capacités sont maintenant développées davantage afin de pouvoir servir plus de clients. En fait, Recherche et développement pour la défense Canada (RDDC) a financé l'achat d'équipements destinés à améliorer la capacité d'imagerie neutronique du CNBC, car l'imagerie neutronique sera utile pour relever d'autres défis en matière de criminalistique nucléaire, tels que l'identification de matières nucléaires dans des conteneurs trouvés par la police ou le personnel militaire.

Des stylos et une montre-bracelet : Les premières images neutroniques prises à l'aide de la nouvelle caméra d'imagerie neutronique financée par RDDC.

Cet article de recherche a été republié avec l’autorisation de l’Institut canadien de diffusion des neutrons.