Délibérations du symposium d'été 2009 sur la S & T pour la sécurité publique

CRTI 07-0103RD

Expériences et modèles de dispositif de dispersion radiologique pleine échelle

Responsable du projet : RDDC Ottawa

Partenaires fédéraux : RDDC Valcartier, RDDC Suffield, Collège militaire royal du Canada, Ressources naturelles Canada, Santé Canada, Environnement Canada

Partenaires de l’industrie : International Safety Research Inc., New England Complex Systems Institute

Autres partenaires : Acadia University, Sandia National Laboratories, Atomic Weapons Establishment

Objectifs

L’évaluation consolidée des risques (ECR) IRTC identifie le déploiement terroriste d’un dispositif de dispersion radiologique (DDR) comme menace importante pour la sécurité canadienne. La planification d’intervention face au DDR est actuellement basée sur des preuves, des modèles et des simulations expérimentaux, précieux mais incomplets. Le présent projet améliore la capacité de renseignement face aux menaces contre le Canada et de gestion des conséquences en élaborant des modèles qui caractérisent plus minutieusement la distribution de matières radiologiques à partir d’un événement DDR.

Dans le volet expérimental, les chercheurs du projet effectuent des expériences en salle hautement contrôlées avec des matières non radioactives et progressent vers des expériences à l’extérieur avec des radio-isotopes, dont la période radioactive est courte. Ces expériences produiront la simulation la plus précise à ce jour de la détonation réelle d’un DDR. Dans le volet de modélisation, les chercheurs élaborent, affinent et vérifient les modèles de détonation de DDR. Ils affineront et combineront les algorithmes de DDR existants et en créeront de nouveaux pour produire le nouveau modèle. Le modèle sera vérifié et affiné de manière itérative à l’aide des résultats tirés du volet expérimental.

Pertinence

Les stratégies et les décisions visant à protéger les intervenants, le public et l’infrastructure essentielle contre les effets d’un DDR que l’on a fait détonner doivent être établies au stade de la planification, et non pendant la période suivant une attaque. Au moment où l’on apprend qu’il y a eu une attaque, il y aura probablement déjà eu des victimes de l’explosion, toutes les matières radioactives auront été libérées, le panache et le dépôt des particules seront en cours de progression, et il ne sera plus temps d’évaluer les contre-mesures possibles. Afin d’élaborer des procédures et des lignes directrices d’intervention d’urgence destinées aux premiers intervenants en cas d’incidents radiologiques terroristes, il faut disposer de données expérimentalement vérifiées sur les effets des DDR, évaluées à l’aide d’outils de modélisation fiables et précis.

Progrès récents et résultats

À la suite d’une réunion dans les Sandia National Laboratories en présence des partenaires nationaux et internationaux, une conception et une composition initiale d’explosif ainsi qu’un isotope adéquat à durée de vie courte ont été choisis pour copier le « DDR terroriste » expérimental du projet. Grâce à des connaissances sur l’isotope à utiliser, les chercheurs du projet ont identifié plusieurs autres éléments clés du volet expérimental. Parmi eux, on peut citer l’activité isotopique qui, par ricochet, a permis de démarrer la planification de la production, du transport et de l’intégration de l’isotope. Les chercheurs ont rédigé des plans d’essais pratiques préliminaires, un plan d’évaluation environnementale, des plans de sécurité et un plan de gestion du rayonnement. Un essai de modélisation initial est nécessaire pour exécuter ces plans.

Les chercheurs ont également exécuté le volet de modélisation conformément au calendrier du projet. RDDC Ottawa a gardé un ingénieur en logiciel pour qu’il évalue les algorithmes existants, car ils se rapportent aux régimes disparates constituant le cadre d’un événement DDR (p. ex., aérosolisation, montée, transport, etc.). Les chercheurs ont décidé d’utiliser la méthode Autodyne Eulerian, qui pourra être changée plus tard, et de créer un programme passerelle vers le programme Hazard Prediction and Assessment Capability (prédiction des dangers et capacité d’évaluation) de la Defense Threat Reduction Agency américaine (agence pour la réduction des menaces visant la défense). Ces travaux ont permis la création d’une boîte à outils de modélisation fondée sur la physique, capable de modéliser avec précision chaque régime distinct de l’événement, individuellement et en tant que tout. L’application principale de cette boîte à outils consiste en une évaluation des conséquences avant l’événement.

Acadia University a doté en personnel un laboratoire capable de réaliser une analyse morphologique, requise lorsque les expériences en salle seront exécutées. Le New England Complex Systems Institute est également prêt à démarrer une approche de modélisation fondée sur les agents, qui complètera le modèle fondé sur la physique décrit ci-dessus. La boîte à outils de modélisation fondée sur les agents pourra être exécutée en quasi temps réel au cours d’un événement réel. L’analyse comparative de l’événement de DDR simulé appuiera les prédictions sur les conséquences de l’utilisation de différents isotopes, de la composition chimique, du rendement du dispositif, de son emplacement, etc.

Impact

En déterminant les scénarios les plus préoccupants et en vérifiant les données sur le comportement simulé des DDR au moyen d’expériences (p. ex., explosion, fragmentation isotopique, formation de panache, distribution isotopique, etc.), les communautés canadiennes de protection civile et d’intervention en cas d’urgence pourront se préparer plus adéquatement à de tels incidents. À l’aide de ces données et de ces modèles, les premiers intervenants et les décideurs pourront mieux quantifier la probabilité ainsi que l’impact de menaces connues et naissantes associées aux DDR, puis mettre à jour l’ECR de l’IRTC. L’implication des partenaires britannique et américain offre des connaissances supplémentaires importantes au Canada, grâce à leurs programmes complémentaires; elle permet de distribuer à nos alliés les connaissances générées par ce projet.

Auteurs

Lorne Erhardt, RDDC Ottawa, lorne.erhardt@drdc-rddc.gc.ca

Scott Noel, International Safety Research Inc., scottnoel@i-s-r.ca

TABLE DES MATIÈRES