La sécurité des sources de rayonnements, en particulier, et la sécurité de l'énergie nucléaire, en général, sont actuellement les principales préoccupations de la communauté internationale1. Ces dernières années, les technologies nucléaires et radiologiques ont été déployées rapidement et largement dans divers secteurs industriels et économiques et dans la société, ce qui a apporté divers avantages pratiques. Cependant, la gestion, le transport, le stockage et l'utilisation des sources de rayonnement sont compliqués par de nombreux défis. En fait, de nombreuses sources de rayonnement ont été perdues, ce qui a eu des répercussions importantes sur la stabilité économique et sociale2. Une source radioactive qui n'est pas sous contrôle réglementaire, soit parce qu'elle n'a jamais été sous contrôle réglementaire, soit parce qu'elle a été abandonnée, perdue, égarée, volée ou autrement transférée sans autorisation appropriée, est appelée source orpheline3. >. Les sources orphelines ont entraîné des accidents aux conséquences graves, voire mortelles, du fait de l'exposition d'individus aux rayonnements4.
La fusion d'une source orpheline avec de la ferraille ou sa rupture, lorsqu'elle est mélangée à de la ferraille, a également entraîné la contamination du métal et des déchets recyclés4. Si cela se produit, des opérations de nettoyage coûteuses peuvent être nécessaires. Si le matériau contaminé n'est pas détecté à l'installation de recyclage et de production de métaux, les travailleurs peuvent être exposés à des rayonnements et des radionucléides peuvent être incorporés dans divers produits finis et déchets, ce qui, à son tour, peut entraîner une exposition des utilisateurs de ces produits. Les inquiétudes concernant les accidents impliquant des sources orphelines, y compris ceux qui se sont produits dans les industries de recyclage et de production de métaux, ont conduit à l'établissement d'un engagement international Code de conduite sur la sûreté et la sécurité des sources radioactives (Code de conduite)5. Dans la section des principes généraux du Code, il est également indiqué que chaque pays doit disposer de systèmes techniques pour réagir rapidement dans le but de contrôler les sources radioactives volées et abandonnées et d'éliminer ou de minimiser leurs conséquences. Néanmoins, la possibilité que des sources orphelines soient présentes dans la ferraille demeure6. Les sources radioactives perdues sont généralement des sources scellées, constituées de tiges et de pastilles métalliques, et leurs conteneurs sont également en métal. Par conséquent, lorsque la source radioactive est perdue, elle sera généralement vendue à un collecteur de ferraille d'acier pour recyclage2,6,7,8. C'est la raison pour laquelle tous les pays sont très intéressés par le contrôle des sources radioactives dans les installations de recyclage de la ferraille. L'AIEA a des directives techniques pour traiter ce problème dans son document1 "Control of Orphan Sources and Other Radioactive Material in the Metal Recycling and Production Industries" (Specific Safety Guide, No. SSG-17, Vienna, 2012). Les matières radioactives et nucléaires peuvent constituer une menace pour la santé publique et la sécurité intérieure sous la forme de menaces de terrorisme, de sources orphelines, d'accidents nucléaires ou de contamination radioactive9. Étant donné que les détecteurs de rayonnement installés aux principaux points d'entrée sont un élément clé de la stratégie globale de protection des pays contre le terrorisme nucléaire10. Au Viêt Nam, il existe également des réglementations chargées de détecter les sources radioactives hors contrôle réglementaire pour les installations de recyclage et de production de ferraille7.
Avec les progrès de la science et de la technologie, en particulier dans le domaine des technologies de détection nucléaire, de nombreuses technologies et équipements spécialisés ont été développés pour assurer la sûreté et la sécurité des sources radioactives telles que les moniteurs portiques de rayonnement (RPM), les détecteurs de rayonnement personnels ( PRD), dispositifs portatifs d'identification des radio-isotopes (RIID), détecteurs mobiles et transportables, les systèmes d'imagerie radiographique utilisent des rayons X ou des rayons gamma11. Ces appareils fonctionnent individuellement, ont des coûts d'exploitation et de maintenance élevés et ne conviennent pas aux petites et moyennes installations de recyclage de la ferraille. Un autre défi est que lorsque les sources orphelines sont cachées dans de la ferraille qui protège leur activité des détecteurs traditionnels dans les portails qui scannent les camions entrants12.
La détection de matières radioactives dans les déchets est d'une importance primordiale pour la protection de l'environnement12. Dans ce rapport, nous présentons la proposition et le développement d'un système Internet de capteurs de rayonnement (IoRSS) pour améliorer l'utilisation des systèmes de détection nucléaire pour détecter les matières nucléaires et autres matières radioactives hors du contrôle réglementaire aux points d'entrée / sortie et d'autres lieux commerciaux de installations de recyclage et de production de ferraille. Pour optimiser la capacité de détecter, d'identifier, de localiser et de répondre aux incidents de rayonnement nucléaire, nous proposons et appliquons des avancées en matière d'informatique, de communication, de développement d'algorithmes, d'outils logiciels et de matériel dans un réseau intégré de capteurs distribués13,14, Communications sans fil 15,16 et LoRa17,18 qui contribuent à améliorer les capacités de détection radiologique et nucléaire et les activités d'intervention. La mise en œuvre de l'IoRSS a facilité une meilleure connaissance de la situation et de meilleures capacités de détection, d'identification, de localisation et de réponse aux incidents en intégrant les données de plusieurs dispositifs de détection de rayonnement fixes et mobiles sur des détecteurs distribués et en appliquant des algorithmes avancés de traitement des données.
Les principales contributions et la nouveauté de l'article sont indiquées ci-dessous.
Le reste de cet article est organisé comme suit. La section "revue de la littérature" met en évidence la revue de la littérature de pointe sur les aspects de l'approche IoT pour la détection et la surveillance des rayonnements, la recherche et la localisation des sources radioactives perdues et les détecteurs de matières radioactives et nucléaires. La proposition détaillée d'un système de capteur de rayonnement basé sur l'IoT (IoRSS), y compris l'architecture du système et la conception matérielle, est décrite dans la section "Architecture du système et conception matérielle d'un système de capteur de rayonnement basé sur l'IoT (IoRSS)". Les processus de détection, d'identification, d'avertissement et de réponse aux rayonnements sont décrits dans la section « Protocoles de fonctionnement IoRSS ». Dans la section "Résultats des tests et analyse", nous présentons les résultats de tests approfondis sur le terrain dans des installations de recyclage et de production de ferraille pour évaluer les performances de la proposition. La configuration expérimentale et les résultats sont également largement analysés et discutés dans cette section. Enfin, nos conclusions et travaux futurs sont décrits dans la section « conclusions et travaux futurs ».
