Travailler pour un monde plus sûr | Nouvelles du MIT

Bien avant d’arriver sur le campus, Peninah (Nina) Levine savait ce qu’elle attendait de ses études de premier cycle:

«Je suis venu au MIT pour être dans un environnement qui me pousserait au-delà de mes limites confortables», déclare Levine, un senior spécialisé en sciences et ingénierie nucléaires (NSE). «Je devais trouver où se situaient mes passions et tracer mon propre chemin.»

Aujourd’hui, Levine est bien sur cette voie, engagé dans un programme combiné de premier cycle et de maîtrise de cinq ans et aidant à développer des technologies pour caractériser les matières nucléaires – des outils pour aider à la vérification des armes nucléaires ou pour empêcher le trafic illicite de matières nucléaires. Ses recherches sont basées au Laboratoire de physique nucléaire appliquée, dirigé par un professeur agrégé Areg Danagoulian.

«Je cherchais une opportunité de recherche avec des applications tangibles, et c’est ce que j’ai trouvé au laboratoire», dit-elle. «Le travail que nous faisons a des implications claires pour rendre le monde plus sûr.»

De meilleurs détecteurs

Levine se concentre sur un processus appelé analyse de transmission par résonance neutronique (NRTA), qui est utilisé pour identifier des types spécifiques de matières nucléaires spéciales. Les éléments se présentent sous différentes formes, ou isotopes, et une façon de différencier les isotopes est de les bombarder de neutrons.

«Faire passer un faisceau de neutrons à travers un matériau cible et détecter ce qui sort de l’autre côté – ce que la cible absorbe et n’absorbe pas – nous permet d’analyser et de déterminer précisément la composition isotopique», explique Levine.

Cette méthode hautement fiable pour déterminer la nature des matières nucléaires est cruciale pour la sécurité nucléaire, où la vérification des traités sur les armes peut dépendre de l’établissement si une ogive destinée à être éliminée est réelle ou fausse. Le même type de technologie est utile pour déterminer l’état d’enrichissement du combustible nucléaire ou pour révéler la présence de matières radioactives dissimulées.

Mais le NRTA actuel «reste largement inaccessible, car il utilise généralement des faisceaux de neutrons de haute intensité dans de grandes installations coûteuses», explique Levine. Ainsi, le laboratoire de Danagoulian développe des alternatives «pour rendre NRTA beaucoup plus petit et meilleur marché», dit-elle.

Au printemps 2020, Levine s’est lancée dans sa partie du projet: concevoir des simulations de trois méthodes différentes pour générer des faisceaux de neutrons qui pourraient répondre aux exigences d’une version optimisée de NRTA. Obtenir ces modèles correctement signifie éviter des erreurs coûteuses au stade expérimental.

En raison de la pandémie, Levine a mené ses recherches de chez elle à Bedford, dans le New Hampshire. «Je n’ai jamais eu l’occasion de rencontrer des gens dans mon laboratoire en personne et j’ai raté l’aspect communautaire», dit-elle. Néanmoins, elle a trouvé que prendre ses responsabilités de laboratoire était à la fois stimulant et gratifiant.

«J’ai dû me familiariser avec toutes les parties de ces systèmes – savoir quels types d’énergie sont nécessaires pour les faisceaux de neutrons et quel type de matériaux choisir comme cibles», dit-elle. « Décomposer un problème en petits morceaux est cool et fascinant pour moi. » Levine intégrera cette recherche dans sa thèse de maîtrise.

Points tournants

Une série d’expériences cruciales a conduit Levine à sa concentration actuelle dans la sécurité nucléaire. L’un s’est produit pendant la pré-orientation de première année du MIT (FPOP).

«Au NSE FPOP, j’ai entendu le professeur (R. Scott) Kemp parler de la vérification des ogives», dit-elle. «Je m’étais intéressé à l’énergie nucléaire au lycée, mais cela m’a fait réfléchir aux applications sécuritaires du nucléaire.» En première année, Levine a ensuite pris 22.04 (Problèmes sociaux de l’énergie nucléaire), avec Kemp. «La classe a montré comment la peur des gens de l’énergie nucléaire a créé toutes ces limites sur la politique de réglementation», dit-elle. «Mais je trouve que les domaines dans lesquels la science n’est pas toujours d’accord avec la politique sont très intéressants; Je veux savoir pourquoi ces tensions surviennent.

Levine a déclaré le cours 22 mais n’était pas convaincu de sa décision jusqu’à ce qu’elle ait pris 22.061 (Énergie de fusion). «Les professeurs et les étudiants étaient tellement optimistes, parlant de la façon dont la fusion pourrait rendre le monde meilleur», se souvient Levine. «Ce cours m’a vraiment attaché au département, et j’étais certain que c’était un domaine et une communauté dans lesquels je pouvais me voir.»

Mais le stage de Levine au Lawrence Livermore National Laboratory l’été après sa deuxième année s’est avéré essentiel. «J’analysais des films récemment déclassifiés d’anciens essais nucléaires atmosphériques, pour savoir combien de poussière et de saleté radioactives étaient capturées dans le nuage ascendant et où elles se retrouvaient», dit-elle. «Nous voulions créer des cartes qui pourraient aider les premiers intervenants ou les résidents en cas d’attaque ou d’explosion nucléaire.»

S’engager dans la recherche avec des impacts réels a catalysé Levine. «Être dans la communauté nationale des laboratoires était l’endroit où je me suis engagée dans le nucléaire», dit-elle. «Cela m’a donné envie d’obtenir mon master et de continuer ce travail.»

Au MIT pour sa dernière année, Levine continue d’affiner ses simulations, tout en complétant des cours non seulement pour NSE mais pour sa mineure en politique publique. «Je veux me concentrer sur la sécurité et la technologie et les intégrer dans l’arène sociale plus large», dit-elle.

Levine avait hâte de se replonger dans une autre activité à son retour sur le campus: co-diriger le groupe parascolaire Amphibious Achievement. Ce programme de mentorat sportif et académique pour 50 lycéens du Grand Boston est une autre victime des restrictions de Covid, à la frustration de Levine.

«Amphibious Achievement était la combinaison parfaite de tutorat, de mentorat et d’athlétisme, ce que j’ai trouvé si important dans mon propre développement en tant qu’étudiant, et c’est assez difficile maintenant, de ne pas pouvoir aider ces lycéens», déclare Levine, un ancien Membre de l’équipe de natation du MIT.

Lorsqu’elle trouve un moment dans son emploi du temps ces jours-ci, Levine se livre à son passe-temps favori, l’écriture créative. «Depuis que je suis très jeune, j’aime écrire, en particulier la science-fiction», dit-elle. «C’est une façon d’explorer d’autres mondes.» Au cours de la dernière année, elle a réussi à produire le premier brouillon d’un roman dystopique qui explore les implications sociales du génie génétique d’une nouvelle espèce.

Mais autant qu’elle aime faire des fantasmes, elle s’est fixé des objectifs pratiques et ambitieux. Lorsqu’elle quitte le MIT en 2022, elle prévoit de commissionner avec la marine américaine en tant qu’officier sur un sous-marin nucléaire. «Je ne suis pas issue d’une famille de militaires, mais chez Lawrence Livermore, j’ai rencontré des personnes ayant une connaissance directe des applications de sécurité nucléaire, et j’ai réalisé que cela pourrait offrir des opportunités intéressantes que je ne trouverais pas ailleurs», dit-elle. Et après la fin de sa commission navale de cinq ans, Levine dit qu’elle «aimerait travailler dans un poste de sécurité ou de relations étrangères, rendant le monde plus sûr».

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Bien avant d’arriver sur le campus, Peninah (Nina) Levine savait ce qu’elle attendait de ses études de premier cycle:

«Je suis venu au MIT pour être dans un environnement qui me pousserait au-delà de mes limites confortables», déclare Levine, un senior spécialisé en sciences et ingénierie nucléaires (NSE). «Je devais trouver où se situaient mes passions et tracer mon propre chemin.»

Aujourd’hui, Levine est bien sur cette voie, engagé dans un programme combiné de premier cycle et de maîtrise de cinq ans et aidant à développer des technologies pour caractériser les matières nucléaires – des outils pour aider à la vérification des armes nucléaires ou pour empêcher le trafic illicite de matières nucléaires. Ses recherches sont basées au Laboratoire de physique nucléaire appliquée, dirigé par un professeur agrégé Areg Danagoulian.

«Je cherchais une opportunité de recherche avec des applications tangibles, et c’est ce que j’ai trouvé au laboratoire», dit-elle. «Le travail que nous faisons a des implications claires pour rendre le monde plus sûr.»

De meilleurs détecteurs

Levine se concentre sur un processus appelé analyse de transmission par résonance neutronique (NRTA), qui est utilisé pour identifier des types spécifiques de matières nucléaires spéciales. Les éléments se présentent sous différentes formes, ou isotopes, et une façon de différencier les isotopes est de les bombarder de neutrons.

«Faire passer un faisceau de neutrons à travers un matériau cible et détecter ce qui sort de l’autre côté – ce que la cible absorbe et n’absorbe pas – nous permet d’analyser et de déterminer précisément la composition isotopique», explique Levine.

Cette méthode hautement fiable pour déterminer la nature des matières nucléaires est cruciale pour la sécurité nucléaire, où la vérification des traités sur les armes peut dépendre de l’établissement si une ogive destinée à être éliminée est réelle ou fausse. Le même type de technologie est utile pour déterminer l’état d’enrichissement du combustible nucléaire ou pour révéler la présence de matières radioactives dissimulées.

Mais le NRTA actuel «reste largement inaccessible, car il utilise généralement des faisceaux de neutrons de haute intensité dans de grandes installations coûteuses», explique Levine. Ainsi, le laboratoire de Danagoulian développe des alternatives «pour rendre NRTA beaucoup plus petit et meilleur marché», dit-elle.

Au printemps 2020, Levine s’est lancée dans sa partie du projet: concevoir des simulations de trois méthodes différentes pour générer des faisceaux de neutrons qui pourraient répondre aux exigences d’une version optimisée de NRTA. Obtenir ces modèles correctement signifie éviter des erreurs coûteuses au stade expérimental.

En raison de la pandémie, Levine a mené ses recherches de chez elle à Bedford, dans le New Hampshire. «Je n’ai jamais eu l’occasion de rencontrer des gens dans mon laboratoire en personne et j’ai raté l’aspect communautaire», dit-elle. Néanmoins, elle a trouvé que prendre ses responsabilités de laboratoire était à la fois stimulant et gratifiant.

«J’ai dû me familiariser avec toutes les parties de ces systèmes – savoir quels types d’énergie sont nécessaires pour les faisceaux de neutrons et quel type de matériaux choisir comme cibles», dit-elle. « Décomposer un problème en petits morceaux est cool et fascinant pour moi. » Levine intégrera cette recherche dans sa thèse de maîtrise.

Points tournants

Une série d’expériences cruciales a conduit Levine à sa concentration actuelle dans la sécurité nucléaire. L’un s’est produit pendant la pré-orientation de première année du MIT (FPOP).

«Au NSE FPOP, j’ai entendu le professeur (R. Scott) Kemp parler de la vérification des ogives», dit-elle. «Je m’étais intéressé à l’énergie nucléaire au lycée, mais cela m’a fait réfléchir aux applications sécuritaires du nucléaire.» En première année, Levine a ensuite pris 22.04 (Problèmes sociaux de l’énergie nucléaire), avec Kemp. «La classe a montré comment la peur des gens de l’énergie nucléaire a créé toutes ces limites sur la politique de réglementation», dit-elle. «Mais je trouve que les domaines dans lesquels la science n’est pas toujours d’accord avec la politique sont très intéressants; Je veux savoir pourquoi ces tensions surviennent.

Levine a déclaré le cours 22 mais n’était pas convaincu de sa décision jusqu’à ce qu’elle ait pris 22.061 (Énergie de fusion). «Les professeurs et les étudiants étaient tellement optimistes, parlant de la façon dont la fusion pourrait rendre le monde meilleur», se souvient Levine. «Ce cours m’a vraiment attaché au département, et j’étais certain que c’était un domaine et une communauté dans lesquels je pouvais me voir.»

Mais le stage de Levine au Lawrence Livermore National Laboratory l’été après sa deuxième année s’est avéré essentiel. «J’analysais des films récemment déclassifiés d’anciens essais nucléaires atmosphériques, pour savoir combien de poussière et de saleté radioactives étaient capturées dans le nuage ascendant et où elles se retrouvaient», dit-elle. «Nous voulions créer des cartes qui pourraient aider les premiers intervenants ou les résidents en cas d’attaque ou d’explosion nucléaire.»

S’engager dans la recherche avec des impacts réels a catalysé Levine. «Être dans la communauté nationale des laboratoires était l’endroit où je me suis engagée dans le nucléaire», dit-elle. «Cela m’a donné envie d’obtenir mon master et de continuer ce travail.»

Au MIT pour sa dernière année, Levine continue d’affiner ses simulations, tout en complétant des cours non seulement pour NSE mais pour sa mineure en politique publique. «Je veux me concentrer sur la sécurité et la technologie et les intégrer dans l’arène sociale plus large», dit-elle.

Levine avait hâte de se replonger dans une autre activité à son retour sur le campus: co-diriger le groupe parascolaire Amphibious Achievement. Ce programme de mentorat sportif et académique pour 50 lycéens du Grand Boston est une autre victime des restrictions de Covid, à la frustration de Levine.

«Amphibious Achievement était la combinaison parfaite de tutorat, de mentorat et d’athlétisme, ce que j’ai trouvé si important dans mon propre développement en tant qu’étudiant, et c’est assez difficile maintenant, de ne pas pouvoir aider ces lycéens», déclare Levine, un ancien Membre de l’équipe de natation du MIT.

Lorsqu’elle trouve un moment dans son emploi du temps ces jours-ci, Levine se livre à son passe-temps favori, l’écriture créative. «Depuis que je suis très jeune, j’aime écrire, en particulier la science-fiction», dit-elle. «C’est une façon d’explorer d’autres mondes.» Au cours de la dernière année, elle a réussi à produire le premier brouillon d’un roman dystopique qui explore les implications sociales du génie génétique d’une nouvelle espèce.

Mais autant qu’elle aime faire des fantasmes, elle s’est fixé des objectifs pratiques et ambitieux. Lorsqu’elle quitte le MIT en 2022, elle prévoit de commissionner avec la marine américaine en tant qu’officier sur un sous-marin nucléaire. «Je ne suis pas issue d’une famille de militaires, mais chez Lawrence Livermore, j’ai rencontré des personnes ayant une connaissance directe des applications de sécurité nucléaire, et j’ai réalisé que cela pourrait offrir des opportunités intéressantes que je ne trouverais pas ailleurs», dit-elle. Et après la fin de sa commission navale de cinq ans, Levine dit qu’elle «aimerait travailler dans un poste de sécurité ou de relations étrangères, rendant le monde plus sûr».

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