22/01/2014 - Détecter les émissions de gaz radon pour améliorer la sécurité des mines

Menéame

Alerter sur la possible occurrence d’un mouvement sismique ou de l’explosion de roches l’intérieur des mines, est le principal objectif du dispositif spécialisé dans la détection du gaz radon développé par le Centre scientifique et technologique de Valparaíso (Chili), CCTVal, utilisant la technologie utilisée dans les détecteurs pour la physique à haute énergie.   

Bien que le Radon est un gaz radioactive naturellement présent dans l’air en petites quantités, ses origines se trouvent à l’intérieur de l’écorce terrestre. La théorie utilisée jusqu'à présent suggère que ce composé, avant un événement sismique, augmente votre présence dans l’air, par conséquent, en étant surveillé et détecté, il permettrait d’avertir sur mouvements téluriques éventuels. En outre, il s’agit d’un sujet d’importance nationale et mondiale, car il est considéré comme la deuxième cause de cancer du poumon, après la cigarette.

La activité tectonique produit des tensions dans l’écorce terrestre qui changent les conditions dans le sous-sol, ce qui augmente la concentration de radon présent dans l’air. Ce gaz est lourd et a tendance à s’accumuler dans des environnements fermés (sous-terrains, mines, grottes) et des zones à faible ventilation (pays méditerranéens); selon certaines études, le rapport entre l’activité tectonique et la libération de ce gaz pourrait servir de précurseur de tremblements de terre.

Ce premier prototype mesure l’émission de particules alpha, produit de la chute du gaz, par l’utilisation d’un calorimètre Shashlik, utilisant de petites plaques en plastique scintillateur espacés avec de l’air entre elles et produisant des lumières infimes lors de leur impact par le rayonnement alpha. Ces flashs, à partir de quelques photons, sont ensuite collectés par des fibres WLS (wave-lenght shifting fiber), celles qui envoient cette lumière vers des photodétecteurs (tubes photomultiplicateurs).

Ensuite, les impulsions de courant produites par les photomultiplicateurs sont enregistrées par un système d’acquisition de données, qui génère des spectres d’énergie et tient un registre temporaire de l’arrivée d’événements, ce qui permet une analyse plus complexe des informations collectées.

Il importe également de souligner qu’il existe actuellement une exigence pour ce type de matériel, car la plupart des pays développés intègrent dans leur législation et dans les termes permettant l ’, en matière de construction et d’utilisation de travaux civils, le contrôle des niveaux de radon présents dans des environnements fermés, en particulier dans les souterrains.

Par ailleurs, comme il est reconnu comme un facteur pouvant engendrer le cancer, son suivi intéresse des entités telles que l’Organisation mondiale de la santé, tandis que l’exposition dans des environnements de travail où les niveaux de radon sont élevés est contrôlée (mine souterraine d’uranium).

Un prototype fonctionnel de ce matériel a déjà été fabriqué, qui a recueilli des données pendant une grande partie de l’année 2013, qui seront analysées dans les mois à venir. Bien qu’il existe des équipements et des techniques de détection des niveaux de radon, leur valeur est excessive ou de faible précision et leur utilisation non continue, tandis que l’équipement que nous proposons est moins cher que d’autres alternatives de même nature et permet des mesures en temps réel.

La construction et l’armement de l’équipement ont été réalisés par le technicien Pavlo Bazalyeyev, tandis que le système de contrôle et d’acquisition de données a été développé par le Docteur en physique, Valeri Sytnik, et l’électronique des photodétecteurs a été développée par le mémorisant du génie civil électronique, René Rios. 

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Par Dr. Sergey Kuleshov

Chercheur au Département de physique et au Centre scientifique et technologique de Valparaiso, CCTVal
Universidad Técnica Federico Santa Maria
sergey.kuleshov@usm.cl

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