La caractérisation des déchets radioactifs issus de l’industrie nucléaire est essentielle pour garantir leur gestion durable, dans le respect de la réglementation française. Le CEA développe des méthodes utilisant la mesure de rayonnements ionisants pour vérifier le contenu des colis de déchets.
L’interrogation photonique active (IPA) est une technique non destructive bien adaptée aux déchets compactés de gros volume, pour lesquels les autres techniques sont mises en défaut. On utilise un faisceau interrogateur de photons de haute énergie capables de faire fissionner la matière nucléaire afin d’en estimer la quantité. L’enjeu actuel est de progresser sur la localisation rapide de la matière au sein du colis, pour pouvoir ensuite appliquer des techniques de spectrométrie focalisées pour identifier les produits de fission. Il s’agit d’un problème inverse consistant à déterminer les caractéristiques d’une source de rayonnement (créée par photofission) à partir d’un ensemble limité de mesures.
L’objectif est de développer un formalisme bayésien pour traiter ce problème de localisation dans des cas réalistes en prenant en compte les incertitudes liées aux données nucléaires, au flux interrogateur, aux mesures elles-mêmes et aux caractéristiques du déchet (densité, composition). On étudiera des cas de complexité croissante : milieu homogène, puis hétérogène, introduction de la carte des densités du milieu en 3D obtenue par tomodensimétrie X et enfin présence de plusieurs sources. La validation expérimentale reposera sur les moyens expérimentaux du Laboratoire de Mesures Nucléaires (LMN) du CEA Cadarache où se déroulera la thèse, notamment la cellule d’irradiation CINPHONIE pourvue d’un LINAC à électrons de 15 MeV, des échantillons de matière nucléaire et des colis de déchets maquettes.