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Des ingénieurs ont réussi à transférer sans fil des informations codées numériquement en utilisant le rayonnement neutronique
En lieu et place du rayonnement électromagnétique

Le , par Bill Fassinou

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Des chercheurs de l'université britannique de Lancaster et de l'Institut Jožef Stefan, en Slovénie, ont transmis sans fil et reçu des données en utilisant des radiations nucléaires. Plusieurs exemples d'informations, notamment un mot, l'alphabet et un nombre aléatoire choisi en aveugle, ont été codés en série dans la modulation du champ de neutrons et la sortie décodée sur un ordinateur portable qui a récupéré les informations codées sur l'écran. Tous les tests de transmission tentés se sont avérés 100 % réussis. Il reste à savoir si ce procédé est viable et sans danger pour l'homme.

Aujourd'hui, les technologies sans fil exploitées dans les réseaux téléphoniques, le Wi-Fi, le Bluetooth, les transmissions télévisées et autres utilisent des rayonnements électromagnétiques, qui sont plutôt plus sûrs et moins controversés que les rayonnements neutroniques (nucléaires). Mais dans une étude intitulée "Wireless information transfer with fast neutrons" (transfert d'informations sans fil avec des neutrons rapides), des scientifiques et des ingénieurs ont exploité le rayonnement neutronique émis par l'isotope radioactif Californium-252, un émetteur très fort de neutron produit dans les réacteurs nucléaires, pour transmettre des informations.



Dans le résumé de l'étude, le groupe de recherche (composé de scientifiques de l'université de Lancaster et de l'Institut slovène Jožef Stefan) a expliqué que les neutrons rapides se propagent de manière significative dans l'espace libre des propriétés d'interaction qui contrastent nettement avec celles du rayonnement électromagnétique, ce dernier étant fondamental pour la plupart des communications sans fil. Ainsi, dans le cadre de l'étude, ils ont présenté la configuration et le fonctionnement d'une installation d'instrumentation nucléaire conçue pour transmettre des informations codées numériquement à l'aide de neutrons rapides.

Le professeur Malcolm Joyce de l'université de Lancaster a déclaré : « Nous démontrons dans l'étude le potentiel du rayonnement de neutrons rapides comme moyen de communication sans fil pour des applications où la transmission électromagnétique conventionnelle n'est pas réalisable ou est intrinsèquement limitée ». Plusieurs exemples d'informations pertinentes, à savoir un mot, l'alphabet et un nombre aléatoire sélectionné en aveugle, ont été codés en série dans la modulation du champ de neutrons. Selon Malcolm, les neutrons rapides présentent un avantage par rapport aux ondes électromagnétiques classiques.

Il estime que ces dernières sont considérablement affaiblies par la transmission à travers les matériaux, notamment les métaux. Selon l'équipe de recherche, dans certains scénarios critiques pour la sécurité, concernant par exemple l'intégrité des enceintes de confinement des réacteurs, les voûtes et les cloisons métalliques des structures maritimes, il peut être important de minimiser le nombre de pénétrations dans ces structures métalliques pour le câblage des communications. Elle estime que l'utilisation de neutrons pour la transmission d'informations à travers de telles structures pourrait supprimer la nécessité de telles pénétrations.

Les neutrons rapides pourraient également être incorporés dans des systèmes électroniques à signaux mixtes afin de réaliser un mélange de signaux entre électrons et neutrons. Cela pourrait contribuer à l'exigence d'assurer l'intégrité du transfert d'informations. Cependant, la considération des neutrons rapides comme moyen potentiel de communication sans fil a été limitée jusqu'à présent, malgré la complémentarité avec le support électromagnétique de choix pour les systèmes de communication en champ proche et en champ lointain. Pour certains experts, les neutrons rapides ont été abandonnés à leur sort.

En effet, les sources de neutrons rapides sont "hautement réglementées pour des raisons de sécurité et de risque d'exposition". Ce risque vient du fait qu'ils peuvent pénétrer la plupart des matières et faire des choses très désagréables au corps humain. Mais le groupe d'étude a cité un précédent document de recherche intitulé "Novel Surface-Mounted Neutron Generator", qui décrit un "générateur de neutrons pulsés emballé dans une puce informatique plate". Cette invention "suggère la perspective d'intégrer des sources de neutrons dans des systèmes intelligents qui pourraient, hypothétiquement, éliminer les problèmes de sécurité et de risque".

Leurs nouvelles recherches ne traitent pas directement des risques associés aux neutrons rapides, mais elles montrent qu'ils peuvent transporter des informations. Pour que cela fonctionne, il a fallu du Californium-252, un réservoir d'eau et beaucoup de matériel supplémentaire dans la plateforme de transmission. À l'extrémité réceptrice, les ingénieurs ont utilisé un détecteur à scintillation organique logé dans un boîtier en aluminium avec un tube photomultiplicateur intégré, installé dans une "enveloppe en polyéthylène haute densité faite sur mesure, pour minimiser l'influence de la diffusion des neutrons depuis l'environnement".

Il est clair que cet appareil n'est pas près de se retrouver dans votre bagage à main. Les entreprises de mise en réseau n'ont rien à craindre non plus : la transmission de très petites quantités de données a pris plus de 80 secondes. Pourtant, les auteurs de l'étude notent qu'ils ont transmis des données sans activer aucun isotope en radioactivité et qu'ils ont utilisé si peu de rayonnement qu'ils sont restés "dans les limites des contraintes réglementaires et avec des niveaux de dose maintenus aussi bas que raisonnablement possibles". Les chercheurs ne sont toutefois pas près de suggérer une future mise à niveau nucléaire du Wi-Fi.

Source : Rapport l'étude

Et vous ?

Quel est votre avis sur le sujet ?
Pensez-vous que le rayonnement neutronique peut être utilisé à grande échelle ?
Selon vous, peut-on éliminer les problèmes de sécurité et les risques liés au rayonnement neutronique ?

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Avatar de New Bell Pete
Membre à l'essai https://www.developpez.com
Le 19/11/2021 à 12:08
Il y a un point de vue très terre à terre qui n'a pas été évoqué, le prix du Californium, c'est le métal le plus chère du monde, plus de 9 000 000 d'€ le Gramme ! sans parler de sa prodigieuse radioactivité, pour se protéger de 1 g de Californium, il faut un blindage de plus de 500 kg de plomb.
Quand aux réserves mondiales, j'ignore leur état actuel mais dans les années 70 elles étaient inférieures à 1 g.
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Avatar de Axel Mattauch
Membre habitué https://www.developpez.com
Le 19/11/2021 à 12:16
Si je comprends bien l'étude, il s'agirait d'une modulation d'amplitude, réalisée par un dispositif mécanique (?) du flux de particules.
Le concept n'a rien d'exceptionnel: actionner un robinet d'eau et mesurer le débit à la sortie du tuyau d'arrosage fait pareil.
Mais il est possible que ce soit une solution pour pallier les limitations des transmissions EM dans des environnements particuliers.
Dans ce cas, il s'agit d'une solution ad hoc à un problème spécifique: toute allusion à une généralisation urbi, orbi & ordi est sans objet.
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Avatar de ManPaq
Membre actif https://www.developpez.com
Le 19/11/2021 à 7:36
Pensez-vous que le rayonnement neutronique peut être utilisé à grande échelle ?
Le rayonnement des neutrons est perceptible lors des déplacements en avion. Les collisions conduisent à expulser un noyau par choc élastique ou à être capturé et dans le cas de noyaux lourds à initier une réaction.
C'est la capture du neutron par les noyaux fissiles qui sont censés les arrêter dans une enceinte, davantage que le voile de béton qui assure une protection contre les rayons gamma issus de cette rencontre.
A moins de confiner ces expériences dans des limites spatiales strictes, il n'existe pas vraiment d'échappatoires possibles.
Selon vous, peut-on éliminer les problèmes de sécurité et les risques liés au rayonnement neutronique ?
Le soleil reste un pourvoyeur généreux de neutrons qui frappent l'athmosphère et interagissent avec l'azote pour donner le carbone14, cher à nos archéologues. Cependant le C14 est devenu radioactif lors de la collision et à moins de vouloir augmenter le nombre de source de pollutions radioactives dans l'atmosphère il semble raisonnable de minimiser l'usage des protons et des noyaux super lourds!
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