Mirion et l’Université de Lancaster font progresser la surveillance de la météorologie spatiale au Royaume-Uni
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Le moniteur à neutron au sol fournit des prévisions futures
Mirion est fière d’annoncer la livraison du moniteur à neutron NM-2023, une innovation révolutionnaire dans le domaine de la météorologie spatiale. La première unité a récemment été installée dans un bureau du service météorologique national à Cornouailles, au Royaume-Uni. Ce projet de moniteur d’amélioration des événements au sol (GLEEM), financé par le STFC, développé en collaboration avec l’Université de Lancaster et la UK Atomic Energy Authority (UKAEA), fournira des données et des capacités de mesure cruciales pour améliorer les efforts du Royaume-Uni en matière de prévision et d’atténuation de la météorologie spatiale.
Équipe de Mirion, de l’Université de Lancaster et du Met Office lors de l’installation du système 4-NM-2023 sur le site du Met Office à Cornwall. Photo de gauche à droite : Darren Shaw (Mirion), John Hancock (Mirion), Cory Binnersley (Mirion), Craig Gray (Met Office), le Dr. Michael Aspinall (Lancaster U.) et le Prof. Stephen Croft (Lancaster U.).
Contexte et importance de la météorologie spatiale
La météorologie spatiale fait référence aux conditions proches de la Terre qui peuvent affecter les systèmes technologiques spatiaux et terrestres. Les éruptions solaires et d’autres phénomènes libérant de l’énergie produisent des rayons cosmiques très énergétiques qui peuvent pénétrer le champ magnétique terrestre et atteindre l’atmosphère sous la forme d’une série de particules. Ces événements, appelés événements d’amélioration du niveau du sol (GLE), peuvent causer des perturbations importantes, y compris des dommages à l’électronique du satellite, des interruptions des systèmes GPS et de communication, et une exposition accrue aux rayonnements pour les astronautes et les passagers des compagnies aériennes.
Bien que les GLE significatifs soient rares, les risques qu’ils posent pour les infrastructures et la vie quotidienne peuvent être graves. Les « conditions météorologiques extrêmes dans l’espace » sont l’une des catégories les plus élevées du registre national des risques du Royaume-Uni en raison de leur impact potentiel sur des milliards de personnes.
La surveillance de la météorologie spatiale est primordiale pour garantir la préparation, la réponse et la reprise. Le nouveau moniteur 4-NM-2023 (le 4 fait référence au nombre de bancs de détecteurs dans ce système de tailles) rejoint désormais un réseau mondial d’environ 50 capteurs terrestres similaires qui suivent l’intensité de la météo spatiale en mesurant les neutrons de spallation afin de prédire et d’atténuer leur impact grâce à une meilleure préparation.
Réinventer la mesure des neutrons météorologiques spatiaux
Depuis la standardisation du « super-moniteur » NM-64 par H. Carmichael en 1964 et sa large adoption, peu de choses ont changé dans la conception des moniteurs à neutrons au sol. Ces moniteurs traditionnels utilisent des compteurs proportionnels de grand diamètre remplis de trifluorure de bore (BF3), très toxiques. Ces moniteurs sont également complexes et coûteux, leur déploiement étant limité au-delà des quelque 50 stations en fonctionnement aujourd’hui dans le monde. Bien que certaines mises à jour aient été apportées à l’acquisition des données au fil des ans, la conception du détecteur elle-même est restée inchangée.
La dernière station de surveillance des neutrons au Royaume-Uni — un modèle de l’Année géophysique internationale (IGY) développé dans les années 50 — a cessé de fonctionner il y a plus de quarante ans. Reconnaissant les opportunités de modernisation, l’Université de Lancaster a travaillé avec l’UKAEA pour proposer un nouveau design. Ils ont collaboré avec une équipe de l’usine de Mirion à Warrington, au Royaume-Uni, pour développer une technologie personnalisée qui améliore considérablement la norme existante :
Design compact : le moniteur 4-NM-2023 est 64 % plus petit et 55 % plus léger qu’un 6-NM-64, ce qui le rend plus facile à gérer pour l’installation et la manipulation.
Rentabilité : le système 4-NM-2023 est estimé moins cher que le coût de construction actuel d’un 6-NM-64, principalement en raison de la réduction des coûts de fabrication et de matières premières.
Sécurité et conformité réglementaire : le NM-2023 évite l’utilisation de gaz BF3 hautement toxique en utilisant des détecteurs 3He de plus petit diamètre, simplifiant ainsi la sécurité et l’alignement sur les normes réglementaires modernes.
Efficacité améliorée : la conception en plaque augmente la densité de compactage des détecteurs à neutrons et réduit l’appauvrissement des neutrons, en atteignant des efficacités de comptage comparables à celles du 6-NM-64.
Ces améliorations ont fait du NM-2023 une solution pratique pour réintroduire la surveillance des neutrons au Royaume-Uni et étendre le réseau mondial de moniteurs à neutrons
Le moniteur à neutron 4-NM-2023 installé au bureau du Met à Cornouailles, au Royaume-Uni, est plus petit, plus léger, plus sûr et plus efficace que les modèles traditionnels.
« Mirion est fière de faire partie d’une équipe d’experts de l’Université de Lancaster et de l’UKAEA, qui conçoit et fournit un système de nouvelle génération pour soutenir la recherche cruciale sur la météorologie spatiale », a déclaré Patrick Chard, directeur du support applicatif pour Global Systems Group chez Mirion et consultant principal pour le Royaume-Uni. « Cela combine des compétences avancées en radiométrie et en ingénierie, pour déployer le premier système en son genre au Royaume-Uni. »
Il poursuit : « À mesure que la population mondiale augmente et que nous dépendons de plus en plus des communications mondiales, cette recherche aura un rôle vital à jouer pour garantir notre capacité à sécuriser les infrastructures essentielles. »
Renforcement des compétences essentielles pour l’industrie nucléaire
Au-delà de marquer une avancée significative dans le domaine de la surveillance de la météorologie spatiale et de la caractérisation radiologique, le projet NM-2023 joue un rôle crucial dans le développement des compétences dans le domaine de la surveillance de la météorologie spatiale. En fournissant un ensemble d’équipements de mesure pratiques et modernes, il permettra aux chercheurs d’accéder à des données de mesure de haute qualité. Il contribue également à combler le déficit de compétences dans le domaine nucléaire et la mesure des rayonnements dans l’industrie nucléaire dans son ensemble. Le matériel et le logiciel novateurs ainsi que la modélisation physique développés au cours de ce projet représentent un corpus substantiel de recherche qui contribuera à faire progresser les techniques et les données nucléaires sous-jacentes, grâce à l’amélioration progressive de la technologie.
En outre, les grands réseaux de détection de neutrons utilisés dans le système NM-2023 devraient permettre aux chercheurs d’accéder à des données de mesure qui contribueront à faire progresser d’autres domaines de la recherche, tels que la protection des matériaux nucléaires et la mesure des déchets. Cela ouvrira les portes à des opportunités de formation et de développement pour les étudiants de premier cycle, les doctorants et les chercheurs postdoctoraux, contribuant ainsi à former une main-d’œuvre qualifiée dans ce domaine critique, de plus en plus important avec le début de la génération de petits réacteurs modulaires et avancés, ainsi que les nouvelles installations associées au cycle du combustible nucléaire qui seront nécessaires pour les soutenir.
« Nous sommes extrêmement fiers du déploiement réussi du moniteur NM-2023, une avancée majeure pour la capacité du Royaume-Uni en matière de météorologie spatiale », a déclaré le Dr Michael Aspinall, chef de projet, de la School of Engineering de l’Université de Lancaster. « Cette réalisation reflète l’approche dévouée, ouverte et hautement professionnelle de nos partenaires de Mirion Technologies. Leur expertise a été vitale pour la réussite du projet. L’impact positif de cette initiative sur la surveillance de la météorologie spatiale au Royaume-Uni et dans le monde est significatif : elle améliorera notre préparation aux futurs événements solaires et contribuera à la communauté internationale de la recherche en données précieuses. »
Vivre la mission de Mirion
Le projet témoigne de l’importance de l’innovation et de la collaboration dans l’avancement des capacités scientifiques et technologiques. Au-delà de l’avancement de la technologie pour le service météorologique et climatique du Royaume-Uni, ce projet soutient également la communauté scientifique en général et la croissance économique du Royaume-Uni en favorisant le développement des compétences et l’emploi local. Mirion est fière d’avoir contribué à une initiative si proche de notre mission, et de ses avantages considérables pour le Royaume-Uni, l’industrie nucléaire et le progrès de la science et de la technologie en général.
En savoir plus sur les capacités de Mirion en matière de soutien de la science et de la recherche.
