Le travail de l’équipe propose une méthode novatrice combinant l’interrogation photonique active (IPA) à la spectrométrie photo-neutronique analysée par l’IA pour détecter des éléments légers (azote, oxygène, carbone) présents dans des substances illicites. Cette méthode utilise des photons produits par rayonnement de freinage par un accélérateur linéaire d’électrons pour induire des réactions photo-nucléaires, générant ainsi des neutrons dont les spectres, signés par les éléments, permettent de les identifier.
Les chercheurs du CEA-List ont surmonté les difficultés liées à l’utilisation d’une source de photons produite par accélérateur en développant un algorithme d’apprentissage profond pour extraire les signatures des composés à partir des spectres neutroniques initiaux très complexes. L’algorithme ainsi proposé, DeepNSI, repose sur l’utilisation de réseaux neuronaux convolutionnels (CNN) et des simulations Monte-Carlo pour identifier les éléments dans des composés à partir de leurs spectres neutroniques. DeepNSI a montré une sensibilité élevée dans l’identification d’éléments tels que l’azote, (Figure 1), même à de faibles concentrations (< 4%), ouvrant la voie à une identification chimique précise des composés. L’équipe a également testé d’autres algorithmes (réseau élastique non négatif) pour évaluer les abondances relatives des éléments en présence prédits par DeepNSI, toujours à partir du spectre des photoneutrons (Figure 2).
Cette méthode est une avancée significative dans la détection des éléments présents dans les composés par la méthode d’interrogation photonique active, offrant des perspectives prometteuses pour une identification chimique avancée des composés.
Le LNHB-MD à l’initiative d’un projet innovant pour lutter contre le trafic de matière illicite.
Cette structure de modèle universel et portable permet d’envisager de nombreuses autres applications pour DeepNSI, telles que la détection d’éléments légers pour des applications autres que la détection de matériaux illicites ou pour l’identification de sources de neutrons dans le contexte de la radioprotection et du démantèlement avec des spectres neutroniques mixtes.
