L’identification automatique de radionucléides à partir de mesures spectroscopiques joue un rôle clef dans différentes applications nucléaires telles que la prévention du trafic illicite de matières nucléaires, l’analyse de données expérimentales en situation de crise radiologique ou encore le démantèlement des installations nucléaires. La robustesse de la prise de décision est un élément important pour limiter les interventions d’un expert. Par ailleurs, les techniques classiques d’analyse ne sont pas adaptées à l’identification automatique pour des mesures de terrain par du personnel non-expert ou la détection d’anomalies à faible statistique. Ces applications requièrent donc des approches algorithmiques spécifiques.

Le laboratoire national Henri Becquerel (LNE-LNHB) situé au CEA/Saclay est le laboratoire national de métrologie pour le développement et le maintien des références françaises dans le domaine des rayonnements ionisants. Dans ce contexte, le laboratoire est impliqué dans le développement d’un outil d’analyse automatique des spectres gamma à faible statistique selon une approche métrologique pouvant être appliqué avec des détecteurs scintillateurs (NaI(Tl), plastiques) ayant une faible résolution en énergie. Cette approche est fondée sur la technique du démélange spectral en utilisant l’information provenant de l’ensemble du spectre mesuré. Cette technique nécessite la construction d’une bibliothèque de spectres caractéristiques (signatures spectrales) pour chaque radionucléide à identifier et dépendant du détecteur utilisé. Développé en collaboration avec le CEA/DRF/Lilas et l’IRSN/LMRE, le démélange spectral parcimonieux permet de répondre aux contraintes métrologiques telles que la robustesse de la prise de décision et l’estimation non biaisée des comptages associés aux radionucléides identifiés. Actuellement les études portent sur l’extension de cette approche à la prise en compte de la déformation des signatures spectrales due aux phénomènes d’atténuation et de diffusion Compton dans l’environnement d’une source radioactive. L’extension du démélange spectral porte également sur l’identification des neutrons thermiques avec un détecteur NaIL dopé au lithium.