NISSR
Chronologie du traitement et de l’analyse des données.
Le temps qui s’écoule entre la survenance d’un événement, sa détection et son analyse est crucial lorsqu’il s’agit de clarifier un événement suspect. La dispersion des particules radioactives et des gaz rares générés par un événement peut prendre des jours, voire des semaines, avant d’atteindre une station de surveillance, bien après que les données de forme d’onde pour le même événement aient été analysées.
Collecte de données dans les stations de particules.
Principe de fonctionnement
Une station de surveillance des particules de radionucléides contient un échantillonneur d’air, un équipement de détection, des ordinateurs et un dispositif de communication. Au niveau de l’échantillonneur d’air, l’air est forcé à travers un filtre qui retient plus de 85% de toutes les particules qui l’atteignent. Les filtres sont remplacés tous les jours. Le filtre utilisé est d’abord refroidi pendant une période de 24 heures, puis mesuré pendant 24 heures supplémentaires dans le dispositif de détection de la station de surveillance. Le résultat est un spectre de rayons gamma qui est envoyé au CID pour une analyse plus approfondie.
Les données envoyées par les stations de radionucléides au CID n’incluent pas seulement les spectres de rayonnement gamma (γ), mais aussi les informations météorologiques et d’état de santé. Les données sur l’état de santé fournissent des informations sur l’état opérationnel de la station et la qualité des données de surveillance brutes qu’elle transmet.
Figure 21: Schéma du principe de fonctionnement d’une station de particules à filtrage manuel [11].
Une variété de configurations d’équipement d’échantillonnage et d’acquisition spectrale ainsi que des procédures opérationnelles spécifiques à la station sont utilisées. Le traitement des échantillons (échantillonnage, préparation du filtre, décroissance et acquisition) est effectué par des systèmes entièrement automatisés (RASA et Cinderella) ou à commande manuelle.
Le système RASA utilise des filtres de bande permettant une autonomie de plusieurs mois pour l’échantillonnage et la mesure. A l’étape de la mesure, la bande de filtre est enroulée autour du détecteur.
Le système Cinderella utilise des filtres à fibres de verre à plat chargés dans des cassettes. Après la collecte, l’échantillon est découpé et empilé par un mécanisme de robot, puis placé sur le système de détection.
Le système de filtrage manuel utilise un média filtrant à plat changé chaque jour par un opérateur. Après la collecte, le filtre est compressé pour former une géométrie de disque adaptée à la mesure sur le système de détection.
Données sur les radionucléides Elles comprennent :
Les données spectrales quotidiennes
Spectre QC : Compte de 15 minutes d’une source de rayons gamma appropriée
Spectres préliminaires: Un spectre toutes les 2 heures: 2,4,6,8,10,12,14,16,18,20,22h
Spectre d’échantillonnage complet : spectre avec une durée d’acquisition ≤ 24h
Spectre de fond de gaz : (Beta Gamma) par détecteur ≤ 12h
Les données spectrales non quotidiennes
Détecteur de fond : acquis initialement et chaque fois que nécessaire
Blanc : acquis pour chaque nouveau lot de filtres
Pointe / Calibrage : effectué si nécessaire
Les données non spectrales quotidiennes
Ce sont les données sur l’état de santé : paramètres mesurés toutes les 10 minutes, transmis toutes les 2 heures
Les données météorologiques : paramètres mesurés toutes les 10 minutes, transmis toutes les 2 heures
Les données non spectrales non quotidiennes : Les alertes [19].
Types de données spectrales de radionucléides
Chaque jour, les analystes du secrétariat technique provisoire reçoivent 13 spectres par station de particules (un spectre de contrôle de la qualité, 11 spectres d’échantillons PREL et un échantillon d’échantillons FULL), 16 spectres pour les stations SAUNA et ARIX (10 échantillons PREL, deux échantillons FULL, deux de fond de gaz et deux spectres de contrôle de la qualité) et 12 pour les stations SPALAX (11 spectres PREL et un échantillon FULL).Deux qualificateurs sont utilisés pour indiquer le statut de la mesure : PREL (pour les spectres intermédiaires envoyés toutes les deux heures) et FULL (pour le spectre final une fois l’acquisition terminée).Les données spectrales comprennent :
L’ étalonnage: effectué pour chaque géométrie d’échantillon prévue, à l’aide d’une source d’étalonnage certifiée, fournissant des données sur l’étalonnage énergétique, de résolution et d’efficacité lors d’une mesure initiale définitive.
La détermination du fond : effectué tôt dans la vie de la station / laboratoire pour vérifier la propreté de l’environnement. Pas répété sauf si la situation change.
La mesure à blanc : analyse des différents types de filtres attendus, afin de fournir un blanc pour la soustraction si nécessaire. Effectué une fois pour chaque type de filtre et pour les lots suivants si des modifications sont attendues.
Le contrôle de qualité : décompte relativement rapide d’une source de contrôle d’énergie / résolution pour fournir des paires de données d’énergie et de résolution mises à jour ; effectuée immédiatement avant chaque analyse d’échantillon.
L’analyse de fond de gaz : contient les données de hauteur d’impulsion d’une cellule à gaz à scintillation en plastique vide provenant de stations observant un effet de mémoire (comptage de coïncidence bêta-gamma).
L’analyse d’échantillons : avec spectre envoyé au CID, y compris les paires de données d’étalonnage issues des analyses d’étalonnage (efficacité) et de QC (énergie / résolution) [19].
Traitement automatique et l’analyse interactive des données.
Traitement automatique des données :
Le traitement des radionucléides a pour objectif d’analyser les données relatives aux radionucléides du système de surveillance international (SSI) et de produire des produits à base de radionucléides conformes au Manuel d’exploitation du CID (CTBT, 2000, CTBT / WGB / TL-2/45). Le traitement automatique sert également à aider à surveiller l’état de santé (SOH) d’une station et de son détecteur associé.
Les produits développés à partir des données collectées par le SSI, sont utilisés par le CID pour détecter, localiser et analyser les événements. Il existe plusieurs types de données SSI sur les radionucléides : les données de hauteur d’impulsion (PHD), les données météorologiques (MET), les données SOH, les données d’alerte et les données provenant de laboratoires de radionucléides certifiés. Seuls les types de PHD (par exemple, BLANKPHD, CALIBPHD, DETBKPHD, GASBKPHD, QCPHD et SAMPLEPHD) sont automatiquement analysés. La version actuelle du paquet NDC-in-BOX fournit des logiciels de traitement automatique :
Autosaint pour les particules et SPALAX Noble Gaz ;
Bg_analyze pour les systèmes SAUNA et ARIX Noble Gaz.
Le traitement automatique du spectre des rayons gamma suit cette séquence de base :
✓ Vérification / sélection de l’étalonnage pour l’énergie, la résolution et l’efficacité ;
✓ Recherche et analyse des pics, y compris la soustraction de fond ;
✓ Identification et quantification des nucléides.
L’analyse des spectres d’échantillons de particules et de gaz rares est légèrement différente. Pour les spectres de particules, le traitement implique la recherche du pic complet et l’identification des nucléides, tandis que pour les spectres de gaz rares, une routine d’analyse du xénon calcule les surfaces des pics des quatre isotopes du xénon sur la base de la déconvolution par rayons X. Les étapes de traitement finales incluent le calcul de la concentration d’activité et des incertitudes associées aux radio-isotopes de radionucléides / xénon d’intérêt, la concentration minimale détectable (MDC) de certains radionucléides, ainsi que la vérification des indicateurs de qualité et la catégorisation du spectre.
Où T est la demi-vie du nucléide. Pour les échantillons de particules, le traitement consiste en un échantillon. Parfois, des nucléides à vie relativement courte sont observés dans les spectres en raison de la présence de nucléides précurseurs à vie longue (parent ou grands-parents). Les nucléides de fille initialement présents dans l’air échantillonné peuvent déjà être désintégrés. Cependant, un pic photographique résulte de la présence continue et de la dégradation du précurseur dans l’échantillon en raison de la présence du parent. Dans une situation où la demi-vie de la fille est nettement inférieure à celle de son parent, on observe que la fille se décompose au même rythme que le parent.
Ceci est appelé équilibre séculaire et se caractérise par le fait que le nucléide fille et le nucléide parent ont des activités égales, c’est-à-dire :
λpNp(t) = λdNd(t) (12)
Où N est le nombre d’atomes, p désigne le nucléide parent et d désigne la fille. Dans un système où Nd (0) = 0, l’équilibre séculaire est atteint après le temps t exprimé dans l’équation suivante.
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