3. les défis liés à la mesure du radon
a. Vitesse et précision de la mesure vs. taille du capteur
Un Bequerel signifie un événement de désintégration radioactive par seconde. L'unité de mesure habituelle est le Bequerel par mètre cube - l'Office fédéral de protection contre les radiations fixe ainsi une valeur limite de 300 Bq/m³. Les appareils de mesure du radon sont généralement plus compacts et même transportables, ce qui permet de mesurer dans un volume nettement plus petit qu'un mètre cube (1 x 1 x 1 mètre cube) - par exemple 200 cm³ (0,0002 m³). Si l'on veut mesurer avec un capteur doté d'une petite chambre de mesure, le comportement de réponse, la résolution de mesure et la précision diminuent en conséquence. Le défi consiste à développer une chambre de mesure ou une méthode de mesure permettant une mesure en temps réel de haute qualité et comparable. Pour air-Q Radon, nous avons donc opté pour une chambre relativement grande. De plus, le module de mesure fonctionne avec une ventilation passive optimisée de la chambre de mesure, afin de pouvoir fournir des valeurs de mesure en un temps relativement court, qui réagissent également rapidement aux conditions environnementales telles que l'aération.
Pour illustrer le nombre de désintégrations à mesurer par volume de mesure, nous avons établi un aperçu. Ainsi, 50 Bq/m³ correspondent à 3.000 désintégrations radioactives par mètre cube et à seulement 0,6 désintégration par minute.
b.Algorithme de moyennage nécessaire pour la mesure dans de petits volumes
Les désintégrations radioactives sont des processus statistiques. Il existe donc une certaine probabilité d'occurrence d'une désintégration. En cas de faible charge de radon, une désintégration radioactive plus ou moins importante dans un petit volume de mesure peut signifier une multiplication / une division par deux de la valeur mesurée (et donc une possible surestimation ou sous-estimation de la charge de radon réelle). Un mécanisme de moyennage est donc nécessaire pour obtenir une courbe de mesure constante. En même temps, une moyenne entraîne une moins bonne réponse. Un mécanisme sophistiqué est donc nécessaire. Pour l'air-Q Radon, un filtre de Kalman adapté a été utilisé.
Le filtre de Kalman air-Q aide à calculer des estimations aussi précises que possible à partir de quelques points de mesure. Il combine les valeurs et tendances passées avec les mesures actuelles. Ce faisant, chaque nouvelle mesure est utilisée pour améliorer l'estimation précédente. Le filtre fonctionne par étapes et actualise continuellement son estimation à chaque nouvelle information.
c. Mesure du radon et du thoron
La plupart des appareils de mesure du radon sont conçus/étalonnés pour le radon 222. Il s'agit de l'isotope du radon le plus répandu et donc, dans la pratique, du plus grand danger pour la santé.
Les matériaux de construction qui peuvent contenir du thorium peuvent émettre du thoron (radon 220). Il s'agit par exemple de l'enduit d'argile, de la pierre ponce, du plâtre naturel, du tuf ou du ciment de cendres volantes. Le thoron s'échappe alors à la surface et se désintègre extrêmement rapidement en raison de sa courte demi-vie (55 secondes). De ce fait, il ne peut s'éloigner du matériau que de quelques centimètres pendant ce temps et n'est mesurable qu'à proximité immédiate des matériaux de construction mentionnés. Le module de mesure du radon air-Q ne permet pas de faire la distinction entre le radon 222 et le radon 220 et donne comme valeur de mesure le radon.
