La radioactivité et les rayons contre traffics et banditisme
Certains postes des Douanes disposent d’installations lourdes capables de radiographier un camion entier. Ces radiographies utilisent des rayons gamma qui sont plus pénétrants que les rayons X des radiographies classiques. Des douaniers ont ainsi détecté de la drogue dissimulée dans un pseudo compartiment de moteur et arrêté le chauffeur du camion. Il faut des reconstructions sophistiquées pour visualiser le contenu du camion dans l’espace et effectuer des coupes des parties suspectes.
Détection d’explosifs
À gauche, trois radiographies gamma d’une valise (A) : en haut, sur une radiographie classique les zones foncées sont les plus denses ; au milieu, la radiographie résonante, ou les zones plus foncées correspondent à une densité plus élevée en azote ; en bas le résultat d’un traitement des deux images fait apparaître un pain d’explosif Semtex. (B) Radiographies à droite d’une seconde valise. Cette fois l’explosif est dissimulé dans le couvercle (double-fond).
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Les techniques nucléaires permettent d’améliorer les recherches d’explosifs dans les aéroports. Les bagages sont soumis à une radiographie par des rayons gamma dont l’énergie – 9,17 MeV – correspond exactement à l’énergie d’excitation des noyaux d’azote, un élément présent en forte concentration dans les explosifs. Ces noyaux se désexcitent en réémettant des rayons gamma. On procède à une double radiographie : une radiographie standard et une radiographie « résonante » dans laquelle on mesure combien des photons ont été absorbés, et ré-émis, par l’azote contenu dans l’objet inspecté. La radiographie standard est sensible aux matériaux denses, la radiographie résonante aux produits azotés. La confrontation des deux images permet de localiser avec précision les substances suspectes.
Une autre application est celle de détecteurs d’explosifs portables. Employés dans des pays ravagés par la guerre, ces détecteurs permettraient de nettoyer des champs de mines. Ces appareils utilisent des neutrons en raison de leur pouvoir de pénétration. En pénétrant dans le sol, les neutrons interagissent avec les noyaux des composés d’azote, de carbone et d’hydrogène constituant les explosifs usuels. Les noyaux qui ont capturé ces neutrons se désexcitent en émettant des gamma d’énergie caractéristique. En détectant et mesurant l’énergie de ces gamma, on peut remonter à la nature chimique des atomes présents dans le sol et en déduire la présence de substances explosives. Il est nécessaire de disposer de sources portables de neutrons, par exemple de Californium-252. Ce noyau artificiel situé bien au-delà de l’uranium subit 3% de fissions spontanées productrices de neutrons.
Détection d’arme dans une valise
La radiographie classique de cette mallette donne peu d’indication sur la nature des objets qu’elle contient. Par contre la même mallette, radiographiée par la technique de rétrodiffusion à bas Z fait apparaître le contour d’un pistolet dans son étui.
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Les polices et les douanes utilisent les techniques des physiciens nucléaires pour lutter contre les trafics de drogues, d’armes et le terrorisme. ils ont recours à d’autres rayonnements que ceux des sources radioactives, notamment des rayons gamma produits grâce à de petits accélérateurs, aux détecteurs ultra sensibles et aux techniques de reconstruction d’images.mis au point dans leurs expériences.
Les matières organiques de faible densité apparaissent pratiquement transparentes dans les radiographies X ou gamma classiques. C’est le cas de matières organiques entrant dans la composition des explosifs riches en atomes de carbone, oxygène, azote et hydrogène, atomes légers dont le numéro atomique Z est faible.
Des ingénieurs américains travaillant dans le cadre de l’antiterrorisme, ont réussi à produire des images mettant en évidence ces matières organiques, au moyen d’un faisceau de rayons X ou gamma balayant l’objet examiné. L’intensité des rayons diffusés est mesurée et enregistrée pour l’image en fonction de la position du faisceau. La rétrodiffusion (rebondissement vers l’arrière) est particulièrement intense quand les ratons interagissent avec des explosifs, du plastiques ou d’autres matières organiques riches en atomes de faible Z. Même les objets inorganiques, à base de métaux, apparaissent sur ces images avec leur forme et leur contour permettant de les identifier