Les Défis du CEA n°167 février 2012
Les Défis du CEA n°167 février 2012
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°167 de février 2012

  • Périodicité : mensuel

  • Editeur : CEA

  • Format : (200 x 297) mm

  • Nombre de pages : 20

  • Taille du fichier PDF : 4,2 Mo

  • Dans ce numéro : nucléaire... simuler pour mieux concevoir.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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14 À la pointe les défis du cea février 2012 LES PORTIQUES SCINTILLENT TEXTE : P.P. DÉTECTION travail concerne des moniteurs d’alerte pour « Notre les menaces nucléaires, radiologiques, biologiques ou chimiques (NRBC) et s’inscrit dans un programme plus général lancé par le pôle de compétitivité Systematic Paris-Région. Nous nous sommes occupés de la partie nucléaire/radiologique », explique Stéphane Normand, du CEA-List. Ce « nous » désigne également la société Saphymo, spécialisée dans les appareils de détection et mesure de la radioactivité, associée à l’opération. Les sites nucléaires (hôpitaux, centres de recherches, de production ou de retraitement, etc.), et plus récemment les frontières, sont aujourd’hui équipés de portiques de détection basés sur des scintillateurs plastiques qui mesurent les émissions gamma. Scintillateurs auxquels sont parfois associés de coûteux détecteurs de neutrons basés sur des tubes à hélium 3. Problème : outre le coût de ces détecteurs, l’hélium 3 connaît aujour d’hui une pénurie mondiale. Il fallait donc trouver Système de balise scintillante pour la détection de matière nucléaire dans les camions de marchandise. TEXTE : Vahé Ter Minassian ASTROPHYSIQUE C’est une première spectaculaire : une équipe internationale, à laquelle participe le CEA- Irfu, démontre qu’il est possible de sonder le cœur de certaines étoiles 1 et vérifie ainsi une théorie 2. Ce consortium, spécialisé dans la « sismologie stellaire », a employé les données du satellite Kepler de la Nasa pour analyser, sur trois astres de type solaire en fin de vie appelés « géantes rouges », des oscillations porteuses d’informations sur leurs structures et leurs mouvements internes. Sa conclusion : conformément aux prédictions, le noyau de ces objets célestes Saphymo un nouveau moyen de détecter les neutrons avec les scintillateurs LES GÉANTES ROUGES EN MODES MIXTES tourne sur lui-même bien plus vite que son enveloppe ! Une étoile n’est rien d’autre qu’une énorme cloche qui résonne. Générées par ses mouvements internes, des vibrations la parcourent en tous sens. Si certaines de ces ondes (dites acoustiques) restent à sa périphérie, d’autres (les ondes de gravité) sont plutôt cantonnées en son centre et sont, à la manière des ondes sismiques sur Terre, porteuses d’informations sur leurs structures internes. Mais déduire ces signaux des fluctuations de luminosité qu’ils induisent à la surface des astres est quasi impossible. Sauf peut-être plastiques « classiques ». Ces appareils émettent des photons dans le spectre visible lorsqu’ils sont frappés par un rayon gamma ou une particule. « Physiquement, ils réagissent aussi aux neutrons, mais le signal n’était jusqu’alors pas exploitable », explique le chercheur. L’équipe du CEA-List a donc développé un dispositif électronique de numérisation à haute fréquence du signal lumineux, et surtout un algorithme d’analyse qui permet à l’appareil de distinguer en quasi-temps réel les neutrons des rayons gamma. Deux brevets ont été déposés, et les licences accordées à Saphymo. « La phase d’industrialisation est lancée, nous voulons produire la tête de série en juin, et Saphymo commercialisera les premiers portiques dès septembre », annonce Stéphane Normand. L’algorithme est en cours d’amélioration pour réduire son temps d’apprentissage, de 1 à 3 secondes aujourd’hui. Spectre visible//Partie du spectre électromagnétique, appelée également lumière visible ou spectre optique, visible pour l’œil humain et couvrant les longueurs d’ondes de 380 nm à 780 nm. Temps d’apprentissage//Temps pour que le système distingue la nature du signal, rayonnement gamma ou proton. Le noyau chaud, au centre, tourne 10 fois plus vite que la surface. Saphymo dans le cas des géantes rouges : à la surface de ces étoiles très particulières, des modes mixtes (mélanges d’ondes acoustiques et d’ondes de gravité) sont parfois visibles. Il serait ainsi, en théorie, possible de les analyser pour en déduire des informations sur la structure interne de ces objets. C’est ce qu’ont réussi à faire, pour la première fois, les astrophysiciens du consortium en vérifiant par ce moyen que le noyau des géantes rouges tourne dix fois plus vite que leurs enveloppes, conformément à ce que prédisaient leurs calculs. notes : 1. Nature, 7 décembre 2011. 2. Théorie de la conservation du moment cinétique pendant l’évolution stellaire. Paul G. Beck/KU Leuven
Sergey Zimov numéro 167 les d éfis du cea LE FROID CONSERVE LE CARBONE TEXTE : P.P. CLIMATOLOGIE Àla fin de chaque ère glaciaire, l’atmosphère terrestre s’enrichit rapidement en dioxyde de carbone (CO 2). C’est ce que montrent les bulles d’air « fossile » emprisonnées dans les carottes de glace. D’où vient ce carbone ? « Le dégazage des océans lors du réchauffement est un facteur essentiel, mais le mécanisme global reste une énigme pour les climatologues », souligne Laurent Bopp, du LSCE, unité mixte CEA/CNRS/Université de Saint-Quentin-en-Yvelines. Son équipe a coordonné une étude internationale portant sur les réservoirs de carbone et leur circulation générale entre océans, sol, biomasse et atmosphère durant les périodes glaciaires. Elle a notamment confronté des données comme les concentrations isotopiques de carbone (le rare 13 C) et d’oxygène (18 C) dans les bulles d’air, ou la répartition géographique des pollens fossiles, avec différents modèles de circulation du carbone. Résultat : durant ces périodes, malgré une faible photosynthèse, des écosystèmes comme la toundra ou les prairies froides, alors très répandus, stockaient beaucoup plus de carbone dans les sols gelés qu’on ne le pensait, et ce en raison de la décomposition ralentie des végétaux morts. Lors de la transition postglaciaire, cet important réservoir de carbone contenu dans les sols a ainsi pu libérer une partie de son carbone avec la reprise de la décomposition des végétaux. Une hypothèse qui allège la contribution supposée des océans à l’augmentation de la concentration de carbone atmosphérique. « Une pièce de plus dans le puzzle », conclut prudemment le climatologue. C’est la décomposition ralentie des végétaux morts qui explique le stockage de beaucoup plus de carbone qu’on ne le pensait. Pergélisols formés pendant la précédente période glaciaire, dont le contenu en carbone issu de végétaux est très important (en noir sur la photo). 15



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