Brevet FR3124305A1 — publié le 20221223

Dispositif d’irradiation neutronique, comportant : une source de neutrons; un collimateur (30), disposé face à la source neutrons, délimitant un angle solide d’émission s’étendant autour d’un axe d’émission ; le dispositif étant caractérisé en ce que le collimateur comporte des écrans (31, 33) mobiles et agencés pour se rapprocher ou s’éloigner de l’axe d’émission ; de façon que la position de chaque écran, par rapport à la source de neutrons, permet une modulation spatiale et/ou spectrale du rayonnement neutronique. Figure 1. Dispositif d’irradiation neutronique Le domaine technique de l’invention est l’irradiation neutronique d’un objet ART ANTERIEUR Dans les mesures nucléaires, il est usuel d’utiliser des générateurs de neutrons. De tels générateurs mettent en œuvre une accélération d’ions de deutérium sur une cible, la cible comportant du deutérium ou du tritium. On exploite des réactions de fusion de type (D-T) ou de type (D-D), où D et T désignent respectivement le Deutérium et le Tritium. Ce type de générateur permet de produire un rayonnement neutronique en étant piloté par une commande électrique. Il est ainsi possible de produire un faisceau de neutrons sous la forme d’impulsions brèves, dont la durée et la fréquence est maîtrisée. Cette particularité rend les générateurs de neutrons adaptés à des mesures de type activation neutronique, basées sur la détection de neutrons ou de photons émis suite à une fission induite par les neutrons. Le fait de pouvoir initier et interrompre, quasiment instantanément, une irradiation, convient particulièrement à des mesures de photons ou de neutrons « prompts ». Cette faculté constitue un avantage des générateurs de neutrons par rapport à des sources isotopiques, par exemple des sources de 252 Cf ou des sources basées sur des réactions (α,n), par exemple 241 Am/Be. Cependant, l’utilisation de générateurs de neutrons comporte certains inconvénients : il s’agit de dispositifs complexes, onéreux, et dont la durée de vie est limitée à quelques années. Leur utilisation suppose le recours à une installation électrique permettant de générer un courant d’intensité et de tension élevées. Certains générateurs, basés sur l’utilisation de tritium, font l’objet de contraintes règlementaires lors de leur transport ou de leur installation. Par ailleurs, l’intensité de l’émission neutronique est affectée d’une incertitude pouvant être importante, typiquement de 10% à 15%. D’autres dispositifs permettent d’obtenir une irradiation neutronique temporellement maîtrisée. Ils sont par exemple basés sur l’association entre un accélérateur linéaire et d’une première cible de conversion, produisant des photons, ces derniers permettant l’émission de neutrons lorsqu’ils atteignent une cible secondaire de deutérium ou de béryllium. Cependant, le recours à un accélérateur linéaire est coûteux. Il s’agit d’un équipement principalement destiné à des expérimentations en laboratoires où à des applications industrielles très particulières. Les inventeurs proposent un dispositif d’émission neutronique pouvant constituer une alternative à l’utilisation de générateurs neutroniques précédemment évoqués. L’objectif est de réduire les contraintes d’exploitation, et de proposer un dispositif nomade, compact, pouvant être aisément transporté et installé. Un autre objectif est d’améliorer la précision quant à l’intensité et aux énergies d’émission. Un premier objet de l’invention est un dispositif d’irradiation neutronique, comportant : une source de neutrons, comportant au moins un isotope, configurée pour émettre, de façon continue, un rayonnement neutronique ; un collimateur, disposé face à la source de neutrons, délimitant un angle solide d’émission du rayonnement neutronique, l’angle solide d’émission s’étendant autour d’un axe d’émission ; le dispositif étant caractérisé en ce que : le collimateur comporte des écrans mobiles et agencés pour se rapprocher ou s’éloigner de l’axe d’émission; les écrans forment des couples d’écrans, les écrans d’un même couple étant configurés pour se rapprocher ou s’éloigner l’un de l’autre, de part et d’autre de l’axe d’émission ; le collimateur comporte plusieurs couples d’écrans, s’étendant respectivement à différentes distances de la source de neutrons, les couples d’écrans formant un collimateur multicouche ; les écrans étant formés d’un matériau thermalisant et/ou d’un matériau absorbant les neutrons ; de façon que la position de chaque écran, par rapport à la source de neutrons, permet une modulation spatiale et/ou spectrale du rayonnement neutronique ; le dispositif comportant également une unité de commande, configurée pour commander une position de chaque écran mobile par rapport à l’axe d’émission. Selon une possibilité, les écrans d’un même couple sont configurés pour passer d’une position rapprochée, au contact l’un de l’autre, à une position éloignée, de part et d’autre de l’axe d’émission, les écrans étant également configurés pour occuper des positions intermédiaires entre la position rapprochée et la position éloignée. De préférence, les écrans d’un même couple sont configurés pour être agencés symétriquement l’un de l’autre par rapport à un plan de symétrie passant par l’axe d’émission. L’épaisseur de chaque écran, selon l’axe d’émission, peut être comprise entre 1 mm et 10 cm, et de préférence entre 5 mm et 10 mm. Les écrans peuvent être mobiles en translation selon un axe transversal, et de préférence perpendiculaire, à l’axe d’émission. Selon une possibilité, les écrans sont mobiles en rotation autour de la source de neutrons. Selon un mode de réalisation, la source de neutrons est entourée d’une couche multiplicatrice, formée d’un matériau propice à une réaction. Le matériau propice à la réaction (n, 2n) est par exemple le plomb. Selon un mode de réalisation, la source de neutrons est entourée d’une couche de protection comportant un matériau thermalisant et un matériau absorbant les neutrons, la couche de protection définissant une ouverture s’étendant de part et d’autre de l’axe d’émission. La source de neutrons peut comporter un isotope émettant spontanément des neutrons ; un isotope émetteur d’un rayonnement alpha associé à un élément permettant l’émission d’un neutron par réaction (α,n) un isotope émetteur d’un rayonnement gamma associé à un élément permettant l’émission d’un neutron par réaction (γ, n). Selon un mode de réalisation, le dispositif comporte : un détecteur rayonnement ionisant, configuré pour acquérir un spectre en énergie d’un rayonnement ; une unité de synchronisation, configurée pour effectuer une synchronisation temporelle entre le détecteur de rayonnement et le collimateur, de façon que le détecteur de rayonnement acquiert le spectre en énergie du rayonnement ionisant lorsque le collimateur se trouve dans une configuration d’acquisition, la configuration d’acquisition correspondant à une position prédéterminée de chaque écran par rapport à l’axe d’émission. Le détecteur peut comporter un détecteur de photons et/ou un détecteur de neutrons. Un deuxième objet de l’invention est un procédé d’irradiation d’un échantillon à l’aide d’un dispositif selon le premier objet de l’invention, le procédé comportant : disposition de l’échantillon face à l’axe d’émission ; positionnement des écrans thermalisants du collimateur de façon que le dispositif émette un rayonnement neutronique, se propageant autour de l’axe d’émission, selon des caractéristiques spatiale et spectrale prédéterminées. Le procédé peut comporter une phase préalable de calibration, au cours de laquelle on détermine les caractéristiques spatiale et spectrale du rayonnement neutronique émis par le dispositif. Le procédé peut être tel que l’étape b) comporte une alternance entre : une configuration fermée, selon laquelle les écrans de chaque couple sont disposés l’un contre l’autre ; une configuration ouverte ou semi-ouverte, dans laquelle les écrans d’au moins un couple sont écartés l’un de l’autre, la configuration ouverte correspondant à une configuration selon laquelle l’ensemble des écrans sont écartés de l’axe d’émission. L'invention sera mieux comprise à la lecture de l'exposé des exemples de réalisation présentés, dans la suite de la description, en lien avec les figures listées ci-dessous. FIGURES La illustre les principaux composants d’un dispositif selon l’invention. Les figures 2A à 2C montrent différentes configurations du dispositif, permettant d’ajuster les caractéristiques spatiales et spectrales du rayonnement neutronique émis par le dispositif. La montre une possibilité de modulation temporelle du rayonnement neutronique émis par le dispositif. La illustre un mode de réalisation dans lequel le dispositif comporte un détecteur de rayonnement gamma. Les figures 5A, 5B et 5C schématisent différentes configurations de modélisation. La montre des spectres d’énergie du rayonnement neutronique émis par le dispositif dans chaque configuration. La représente un autre exemple de dispositif selon l’invention. EXPOSE DE MODES DE REALISATION PARTICULIERS La représente un exemple de dispositif d’irradiation 1 selon l’invention. Le dispositif comporte une source de neutrons 10. Il peut s’agir d’une source isotopique, basée sur la fission spontanée d’un isotope, par exemple de type 252 Cf ou 244 Cm. Il peut également s’agir d’une source comportant un isotope émetteur alpha (par exemple 226 Ra ou 241 Am) associé à un élément propice à une émission de neutrons par réaction (α,n), par exemple le béryllium. Les sources produisant des neutrons par réaction (α,n) ont une durée de fonctionnement généralement plus importante que les sources isotopiques basées sur la fission spontanée d’un isotope, par exemple 252 Cf (période de 2.6 années). La source de neutrons peut également être une source mettant en œuvre une réaction photonucléaire de type (γ, n), au moyen de photons d’énergies élevées irradiant une cible de type béryllium ou deutérium ou eau lourde. Les photons peuvent être émis par une source isotopique émettrice gamma de type 24 Na, 72 Ga, 124 Sb, 88 Y, 76 As, 60 Co, 137 Cs ou 152 Eu. La source isotopique est considérée comme une source « primaire », la cible agissant en tant que convertisseur gamma – neutrons. Le recours à une source de neutrons comportant un isotope ou mettant en œuvre une réaction (α,n) ou (γ, n) permet d’obtenir un rayonnement neutronique dont le maximum d’émission est généralement de l’ordre du MeV ou de quelques MeV. Par exemple, lorsqu’on utilise une source de 252 Cf, le maximum d’émission se situe autour de 1 MeV et 70% de l’énergie d’émission est inférieure à 4.5 MeV. Ce type de rayonnement est plus facile à thermaliser que le rayonnement d’énergie 14 MeV provenant de générateurs de neutrons. Par conséquent, on peut obtenir une thermalisation adéquate du rayonnement émis en réduisant le volume des matériaux thermalisants. Cela permet d’améliorer la compacité. Le dispositif est destiné à émettre un rayonnement neutronique autour d’un axe d’émission Z. A des fins de radioprotection, la source de neutrons 10 est confinée dans une enceinte 20. L’enceinte 20 comporte une couche de protection 21, formée d’un matériau thermalisant et d’un matériau absorbant les neutrons. Le matériau thermalisant peut notamment être un polymère, par exemple du polyéthylène. Le matériau absorbant les neutrons peut être du bore et/ou du cadmium. La fonction de la couche de protection 21 est de protéger l’environnement du dispositif vis-à-vis du rayonnement neutronique émis par la source de neutrons 10. Cela permet notamment de transporter le dispositif d’irradiation 1 en respectant les contraintes règlementaires, et d’utiliser le dispositif d’irradiation en minimisant les contraintes de radioprotection. Par exemple, la couche de protection 21 peut être formée de polyéthylène dopé au bore, ou du graphite. L’épaisseur de la couche de protection 21 dépend de l’activité de la source de 252 Cf. Elle est par exemple comprise entre 1 cm et 10 cm. La couche de protection 21 comporte une ouverture 21’, de façon à permettre un passage des neutrons émis par la source. L’ouverture 21’ est de préférence centrée par rapport à l’axe d’émission Z. Afin d’augmenter le nombre de neutrons émis, le dispositif 1 peut comporter une couche multiplicatrice 22, permettant de multiplier le nombre de neutrons émis par réaction (n, 2n), ou, par réaction (n, 3n). La couche multiplicatrice 22 peut par exemple comporter du plomb. La couche multiplicatrice peut également avoir une fonction de radioprotection lorsque la source émettrice de neutrons émet des gamma, ce qui est par exemple le cas de la source 241 Am/Be, émettant des photons gamma d’une énergie de 4 MeV. La couche multiplicatrice 22 est interposée entre la couche de protection 21 et la source de neutrons 10. Le dispositif 1 comporte un collimateur 30, configuré pour moduler les caractéristiques spectrales et/ou spatiales du rayonnement neutronique émis. Le collimateur comporte des écrans thermalisants 31 formés d’un matériau thermalisant, par exemple du polyéthylène ou du graphite. Les écrans thermalisants sont mobiles, selon un axe transversal, et de préférence perpendiculaire, à l’axe d’émission Z. Dans l’exemple de la , les écrans thermalisants sont mobiles en translation, selon une direction perpendiculaire à l’axe d’émission Z. Les écrans thermalisants sont agencés deux à deux, pour former des couples d’écrans 32. Chaque couple d’écrans 32 comporte deux écrans thermalisants 31 s’étendant respectivement de part et d’autre de l’axe d’émission Z. Les écrans thermalisants 31 d’un même couple sont configurés pour pouvoir s’éloigner ou se rapprocher l’un de l’autre. Ainsi, les écrans thermalisants d’un même couple peuvent passer d’une position rapprochée, au contact l’une de l’autre, à une position éloignée, la distance entre les deux écrans étant alors ajustable. Les écrans thermalisants peuvent par exemple être constitués de polyéthylène, et leur épaisseur, parallèlement à l’axe d’émission Z, est comprise entre 1 mm et 10 cm, et de préférence entre 5 mm et 10 cm, par exemple 1 cm. Une épaisseur d’écran inférieure à 5 cm, et de préférence de l’ordre de 1 cm, est adaptée pour disposer d’écrans facilement déplaçables en translation. Le collimateur 30 comporte plusieurs couples d’écrans 32, s’étendant respectivement le long de l’axe d’émission, à différentes distances de la source de neutrons 10. La largeur des écrans, parallèlement à la direction selon laquelle les écrans se déplacent, peut être comprise entre 10 cm et 50 cm. La distance entre chaque écran et la source de neutrons peut être comprise entre 10 cm et 50 cm. Le collimateur 30 peut comporter deux écrans absorbants 33, formant un couple d’écrans absorbants, mobiles transversalement à l’axe d’émission. De même que les écrans thermalisants, les écrans absorbants d’un même couple peuvent se rapprocher et s’éloigner l’un de l’autre, de part et d’autre de l’axe d’émission Z. Les écrans absorbants peuvent occuper une position rapprochée, au contact l’un de l’autre, ou être disposés à différentes distances l’un de l’autre. Chaque écran absorbant est formé d’un matériau absorbant les neutrons, en particulier par capture neutronique. Il peut s’agir d’un matériau comportant du bore ou du cadmium. Dans l’exemple représenté sur la , chaque écran absorbant 33 est solidaire d’un écran thermalisant 31. Dans l’exemple de la , les écrans absorbants sont mobiles en translation, selon une direction perpendiculaire à l’axe d’émission Z. Le dispositif d’irradiation 1 comporte une unité de commande 40, configurée pour piloter le déplacement des différents écrans thermalisants et/ou absorbants. Le déplacement des écrans est de préférence commandé de façon que les écrans d’un même couple sont positionnés de façon symétrique l’un de l’autre, par rapport à un plan médian. Le plan médian est un plan perpendiculaire à la direction de déplacement des écrans, et passant par l’axe d’émission Z. Le collimateur 30 forme ainsi un obturateur multicouche : il comporte des couches thermalisantes, formées par chaque écran 31, et de préférence au moins une couche absorbante, formée par un écran 33. De préférence, le collimateur 30 est solidaire de l’enceinte 20 comportant la source de neutrons 10. Le collimateur comporte un système mécanique de déplacement, non représenté, configuré pour permettre le déplacement des écrans par rapport à l’axe d’émission Z. Chaque écran peut par exemple être guidé par des rails, et relié à un système d’entraînement électrique. Le dispositif d’irradiation 1 est destiné à irradier un objet 60, disposé transversalement à l’axe d’émission Z, face à l’ouverture 21’ pratiquée dans la couche de protection 21. Le collimateur 30 permet de définir un angle solide d’émission Ω du rayonnement neutronique, s’étendant autour de l’axe d’émission Z. L’angle solide d’émission Ω est modulable en fonction de la position des écrans du collimateur. Sur les figures 2A à 2C, on a représenté différentes configurations du collimateur 30. Sur la , le collimateur 30 se trouve dans une configuration fermée, les écrans de chaque couple étant au contact l’une de l’autre, bloquant le rayonnement neutronique émis par la source. Sur la , le collimateur se trouve dans une configuration ouverte. Les écrans thermalisants 31 sont écartés de l’axe d’émission et permettent de délimiter spatialement l’étendue de l’angle solide d’irradiation Ω. Dans la configuration ouverte, l’énergie moyenne des neutrons du rayonnement émis par le dispositif est élevée, du fait de l’absence de matériau thermalisant dans l’angle solide. Le rayonnement neutronique est essentiellement constitué de neutrons rapides. Outre une délimitation spatiale du rayonnement neutronique autour de l’axe d’émission Z, le collimateur 30 permet une modulation spectrale du rayonnement neutronique. La modulation de l’énergie du rayonnement est obtenue en disposant un ou plusieurs écrans thermalisants transversalement à l’axe d’émission, dans l’angle solide Ω, selon une configuration « semi-ouverte ». Un exemple de configuration semi-ouverte est représenté sur la . Dans cet exemple, deux couples d’écrans thermalisants 32 sont en position fermée : ils permettent de moduler les caractéristiques spectrales du rayonnement neutronique en atténuant le rayonnement neutronique. Comparativement à la configuration ouverte, la configuration semi-ouverte permet de moduler le spectre du rayonnement neutronique en renforçant la contribution des énergies épithermiques ou thermiques. Plus le nombre de couples d’écrans thermalisant en position fermée est élevé, plus le spectre du rayonnement neutronique est décalé vers les faibles énergies. L’unité de commande 40 peut être configurée pour commuter le collimateur entre la configuration ouverte ( ), ou semi-ouverte ( ), et la configuration fermée, ( ), et réciproquement, pour que le rayonnement neutronique soit temporellement modulé. Lorsque la durée de commutation est suffisamment brève, le dispositif d’irradiation se comporte comme une source neutronique impulsionnelle. La schématise une évolution de l’intensité (axe des ordonnées) du rayonnement neutronique dans l’angle solide d’émission, en fonction du temps (axe des abscisses), dans le cas d’une modulation impulsionnelle du collimateur 30. La commutation entre la configuration fermée et la configuration ouverte peut être effectuée en quelques millisecondes ou quelques dizaines ou centaines de millisecondes. Un tel fonctionnement permet de former des impulsions brèves, par exemple de quelques millisecondes, de la même façon qu’un générateur de neutrons, sans nécessiter une alimentation de haute tension. Le dispositif permet alors la mise en œuvre de mesures par interrogation neutronique active. La représente un mode de réalisation, dans lequel le dispositif 1 comporte au moins un détecteur de rayonnement 50. Le détecteur de rayonnement peut comporter un détecteur de photons 51, de préférence spectrométrique, configuré pour détecter des photons gamma et établir un spectre en énergie des photons gamma détectés. Il peut par exemple s’agir d’un détecteur compact, basé sur un scintillateur de type NaI (iodure de sodium) ou LaBr3 (bromure de lanthane) ou BGO (Germanate de Bismuth). Dans des applications nécessitant une résolution en énergie plus élevée, le détecteur peut être un semi-conducteur de type Ge (germanium) refroidi. Le détecteur de rayonnement 50 peut être solidaire du collimateur 30, mais cela n’est pas nécessaire. Le recours à un tel détecteur est envisagé en combinaison avec une utilisation du dispositif selon le mode impulsionnel d’irradiation, pour la détection de photons gamma durant ou suite à l’irradiation neutronique. Le dispositif 1 comporte alors une unité de synchronisation 42, configurée pour synchroniser le détecteur de rayonnement 50 par rapport à l’ouverture ou à la fermeture du collimateur 30. Une configuration d’acquisition est préalablement définie, qu’il s’agisse de la configuration ouverte, ou fermée, ou d’une configuration semi-ouverte. L’unité de synchronisation est configurée de telle sorte que le détecteur de rayonnement acquiert un spectre du rayonnement lorsque, et de préférence uniquement lorsque, le collimateur est disposé selon la configuration d’acquisition. L’unité de synchronisation 42 peut être programmée pour commander l’acquisition d’un spectre par le détecteur de photon 51 lorsque le collimateur 30 est ouvert. Cela permet par exemple l’acquisition d’un spectre de photons résultant de la diffusion inélastique de neutrons par l’objet analysé 60. Un exemple d’application est la détection de photons résultant d’une réaction de type (n, n’, γ), où n, n’ et γ désignent respectivement un neutron incident, ainsi qu’un neutron et un photon γ résultant de la diffusion inélastique. Une application peut être une détermination d’une quantité d’un isotope dans l’objet 60. Il peut par exemple s’agir de déterminer une quantité de 56 Fe, dont l’irradiation par des neutrons peut conduire à l’émission de photons gamma de haute énergie, entre 6 MeV et 7 MeV. L’unité de synchronisation 42 peut être programmée pour commander l’acquisition d’un spectre par le détecteur de photons 51 après la fermeture du collimateur 30. Cela permet par exemple l’acquisition d’un spectre de photons γ émis suite à l’activation d’un matériau formant l’objet analysé. Une application peut être une détermination d’une quantité d’un isotope dans l’objet 60. Il peut par exemple s’agir de déterminer une quantité de 55 Mn, dont l’irradiation par des neutrons peut conduire à la formation, par activation, de 56 Mn. 56 Mn subit ensuite une désintégration β - pour former 56 Fe dans un état excité, ce dernier émettant des photons gamma de désexcitation, essentiellement à 846 keV, 1810 keV et 2113 keV. Une autre application est la détection de photons de fission retardés émis par l’objet analysé 60 sous l’effet de l’irradiation neutronique. Selon cette possibilité, le détecteur gamma permet d’acquérir un spectre des photons suite à l’irradiation de l’objet caractérisé. Les photons gamma sont détectés lorsque le collimateur est en configuration fermée. En fonction des fissions induites par l’irradiation neutronique de l’objet, ce dernier émet des photons gamma, comprenant des photons gamma retardés. Les photons gamma retardés sont émis généralement quelques millisecondes à quelques secondes après l’irradiation neutronique, voire davantage, par exemple quelques minutes ou heures. Leur énergie est généralement comprise entre 0.5 MeV et quelques MeV. Le détecteur de rayonnement 50 peut comporter au moins un détecteur de neutrons 52. Le recours à un détecteur de neutrons peut également être envisagé lorsque le dispositif est utilisé selon le mode impulsionnel d’irradiation, pour la détection de neutrons de fission retardés émis par l’objet analysé 60 sous l’effet de l’irradiation neutronique. En fonction des fissions induites par l’irradiation neutronique de l’objet, ce dernier émet des neutrons, comportant des neutrons retardés. Le détecteur de neutrons 52 permet d’effectuer un comptage des neutrons retardés après l’occultation de la source d’irradiation par le collimateur 30. Les neutrons retardés ont généralement une énergie moyenne comprise entre 300 et 600 keV. Le détecteur de neutrons peut par exemple être un compteur à 3 He entouré d’un matériau modérateur (par exemple graphite ou polyéthylène), de façon à ralentir les neutrons émis par l’objet et favoriser leur absorption par les noyaux de 3 He. Les détecteurs gamma ou neutrons peuvent être utilisés séparément ou en combinaison. Les applications visées peuvent être : le contrôle de minerais, afin d’estimer par exemple une quantité d’un métal, tel du cuivre, dans les minerais inspectés ; la caractérisation de colis de déchets radioactifs ; le contrôle d’objets considérés comme suspects. Le dispositif représenté sur la permet une intégration, au sein d’un même équipement, d’une source de neutrons et de détecteurs permettant de mesurer l’effet de l’irradiation neutronique sur un objet. Modélisations Les inventeurs ont modélisé le flux neutronique (neutrons par cm 2 ) d’un rayonnement émis par un dispositif tel que représenté sur la . La modélisation a été effectuée avec le code de calcul MCNP6 (Monte Carlo N-Particle), connu de l’homme du métier. Les paramètres de modélisation sont : source de neutrons : source ponctuelle d’énergie 1 MeV placée à 2 cm du collimateur 30. L’énergie d’émission de 1 MeV correspond à l’énergie d’émission la plus probable d’une source isotopique de 252 Cf. écrans thermalisants: épaisseur 5 cm – largeur 30 cm – Polyéthylène – densité 0. 965 g.cm -3 écrans absorbants : épaisseur 5 cm – largeur 30 cm – Cadmium point de mesure : sphère de rayon 2 cm positionnée dans l’axe d’émission, à une distance de 2 cm du collimateur. Les figures 5A, 5B et 5C représentent les trois configurations modélisées, respectivement fermée, ouverte et semi-ouverte. La largeur de l’ouverture, perpendiculairement à l’axe Z, est, dans cet exemple d’environ 20 cm. La représente un spectre du flux incident au point de mesure pour les différentes configurations testées. Les courbes A, B et C correspondent respectivement aux configurations modélisées sur les figures 5A, 5B et 5C. La courbe D montre le spectre du flux émis par la source (spectre d’émission), ce dernier étant déterminé en prenant en compte une sphère de rayon 2 cm centrée sur la source. La comparaison de la courbe D avec les courbes A, B et C montre que les trois configurations permettent une modulation du spectre d’émission produit par la source. La courbe A, qui correspond à la configuration fermée, permet de bloquer le rayonnement neutronique. Cela confirme la faisabilité d’utilisation du dispositif d’irradiation pour produire des impulsions en « tout ou rien », comme schématisé sur la . La courbe B, correspondant à la configuration ouverte, montre que le flux de neutrons est essentiellement rapide. Dans cette configuration, certains neutrons subissent une diffusion, ce qui explique la différence entre le spectre B par rapport au spectre D. La courbe C, correspondant à la configuration semi-ouverte, montre un spectre thermalisé, avec une forte composante de neutrons thermiques, correspondant au premier canal d’énergie entre 0 et 20 keV. La composante correspondant à l’énergie d’émission de la source (dernier canal d’énergie – 980 keV – 1 MeV) est fortement atténuée, bien qu’un seul écran soit interposé entre la source et le point de mesure. En fermant les autres couples d’écrans, le spectre peut davantage être thermalisé, de façon à accroître la contribution thermique dans le spectre du rayonnement neutronique émis par le dispositif. Par ailleurs, en multipliant le nombre de couples d’écrans, et en réduisant leur épaisseur, par exemple une épaisseur de quelques millimètres, le dispositif permet d’augmenter le nombre de configurations possibles, ce qui permet de d’augmenter le nombre de spectres différents de rayonnement neutronique émis par le dispositif. A chaque configuration correspond un spectre du rayonnement neutronique, ce dernier pouvant être préalablement déterminé par calibration, par exemple sous la forme d’essais en laboratoire ou de modélisations. La représente une variante, selon laquelle les écrans thermalisants et absorbants sont circulaires. Cela permet de produire un rayonnement neutronique plus isotrope. Selon cette variante, le mouvement des écrans, qu’il soient thermalisants ou absorbants, est une rotation autour de la source 10. De même que dans le mode de réalisation décrit en lien avec la , les écrans situés à une même distance de la source d’irradiation forment des couples d’écrans. Les écrans d’un même couple sont configurés pour pouvoir se rapprocher ou s’éloigner l’un de l’autre, de préférence de façon symétrique par rapport à l’axe d’émission. L’invention permet, à l’aide d’un dispositif compact, et de conception simple, d’obtenir un rayonnement neutronique dont le spectre en énergie peut être modulé, et/ou dont l’étendue spatiale peut être ajustée. De plus, la commande mécanique des écrans peut permettre de former des impulsions, par une alternance rapide entre des configurations fermées et semi-ouvertes. La fréquence des impulsions peut être choisie par l’utilisateur. Bien que comportant une source de neutrons émettant continument des neutrons, la couche de protection 21 ainsi que les écrans 31, 33, en configuration fermée, permettent de satisfaire aux exigences règlementaires en matière de transport. Le dispositif est donc compatible avec une mise en œuvre nomade. Dispositif d’irradiation neutronique (1), comportant : une source de neutrons (10), comportant au moins un isotope, configurée pour émettre, de façon continue, un rayonnement neutronique ; un collimateur (30), disposé face à la source de neutrons, délimitant un angle solide d’émission du rayonnement neutronique, l’angle solide d’émission s’étendant autour d’un axe d’émission (Z) ; le dispositif étant caractérisé en ce que : le collimateur comporte des écrans (31, 33) mobiles et agencés pour se rapprocher ou s’éloigner de l’axe d’émission (Z) ; les écrans forment des couples d’écrans (32), les écrans d’un même couple étant configurés pour se rapprocher ou s’éloigner l’un de l’autre, de part et d’autre de l’axe d’émission ; le collimateur comporte plusieurs couples d’écrans, s’étendant respectivement à différentes distances de la source de neutrons, les couples d’écrans formant un collimateur multicouche ; les écrans étant formés d’un matériau thermalisant (31) et/ou d’un matériau absorbant les neutrons (33) ; de façon que la position de chaque écran, par rapport à la source de neutrons, permet une modulation spatiale et/ou spectrale du rayonnement neutronique ; le dispositif comportant également une unité de commande (40), configurée pour commander une position de chaque écran mobile par rapport à l’axe d’émission. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les écrans (31) d’un même couple sont configurés pour passer d’une position rapprochée, au contact l’un de l’autre, à une position éloignée, de part et d’autre de l’axe d’émission, les écrans étant également configurés pour occuper des positions intermédiaires entre la position rapprochée et la position éloignée. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel les écrans d’un même couple (32) sont configurés pour être agencés symétriquement l’un de l’autre par rapport à un plan de symétrie passant par l’axe d’émission. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’épaisseur de chaque écran (31), selon l’axe d’émission, est comprise entre 1 mm et 10 cm, et de préférence entre 5 mm et 10 mm. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les écrans sont mobiles en translation selon un axe transversal, et de préférence perpendiculaire, à l’axe d’émission. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel les écrans sont mobiles en rotation autour de la source de neutrons. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la source de neutrons (10) est entourée d’une couche multiplicatrice (22), formée d’un matériau propice à une réaction (n, 2n). Dispositif selon la revendication 7, dans lequel le matériau propice à la réaction (n, 2n) est le plomb. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la source de neutrons est entourée d’une couche de protection (21), comportant un matériau thermalisant et un matériau absorbant les neutrons, la couche de protection définissant une ouverture (21’) s’étendant de part et d’autre de l’axe d’émission. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la source de neutrons (10) comporte : un isotope émettant spontanément des neutrons ; ou un isotope émetteur d’un rayonnement alpha associé à un élément permettant l’émission d’un neutron par réaction (α,n) ou un isotope émetteur d’un rayonnement gamma associé à un élément permettant l’émission d’un neutron par réaction (γ, n). Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant : un détecteur rayonnement (50), configuré pour acquérir un spectre en énergie d’un rayonnement ionisant; une unité de synchronisation (42), configurée pour effectuer une synchronisation temporelle entre le détecteur de rayonnement et le collimateur, de façon que le détecteur de rayonnement acquiert le spectre en énergie du rayonnement ionisant lorsque le collimateur se trouve dans une configuration d’acquisition, la configuration d’acquisition correspondant à une position prédéterminée de chaque écran par rapport à l’axe d’émission. Dispositif selon la revendication 11, dans lequel le détecteur (50) comporte un détecteur de photons (51) et/ou un détecteur de neutrons (52) Procédé d’irradiation d’un échantillon (60) à l’aide d’un dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, le procédé comportant : disposition de l’échantillon face à l’axe d’émission ; positionnement des écrans thermalisants et/ou absorbants du collimateur de façon que le dispositif émette un rayonnement neutronique, se propageant autour de l’axe d’émission, selon des caractéristiques spatiale et spectrale prédéterminées. Procédé selon la revendication 13, comportant une phase préalable de calibration, au cours de laquelle on détermine les caractéristiques spatiale et spectrale du rayonnement neutronique émis par le dispositif. Procédé selon l’une quelconque des revendications 13 à 14, dans lequel l’étape b) comporte une alternance entre : une configuration fermée, selon laquelle les écrans de chaque couple sont disposés l’un contre l’autre ; une configuration ouverte ou semi-ouverte, dans laquelle les écrans d’au moins un couple sont écartés l’un de l’autre, la configuration ouverte correspondant à une configuration selon laquelle l’ensemble des écrans sont écartés de l’axe d’émission.