Face à une mesure plus élevée que la normale, comment savoir si la valeur affichée par un compteur geiger correspond bien à une radioactivité avérée, ou simplement à une variation naturelle du bruit de fond ?

Les professionnels utilisent la notion de seuil de décision. Le seuil de décision (SD) est la valeur en nombre de détections nettes à partir de laquelle on peut affirmer de façon sûre qu'on est en présence d'une radioactivité additionnelle, avec une certitude connue. Sa valeur est donnée par la formule SD=k*√(2*(BdF+1)) dans laquelle k est un facteur d'élargissement pouvant aller de 1 à 3 et où BdF est le bruit de fond, exprimé en nombre de détections. Le facteur k doit être fixé à 2 pour une certitude de 95% et à 3 pour une certitude de 99.9%.

Si par exemple un compteur geiger affiche un bruit de fond de 26 CPM, le seuil de décision avec une incertitude de 99.9% sera de 3*√(2*(26+1)) soit environ 22 CPM. On sera donc certain à 99.9% d'être en présence d'une radioactivité additionnelle si le nombre de CPM affiché par l'appareil est supérieur de 22 CPM au bruit de fond, soit 48 CPM. Si on prend un facteur k de 2, on sera certain à 95% d'être en présence d'une radioactivité additionnelle si le nombre de CPM affiché est supérieur à 26+15=41 CPM.

Notez que le seuil de décision n'est pas directement proportionnel au nombre de détections. De ce fait on aura tout intérêt à faire des mesures longues quand cela est possible. Si le bruit de fond moyen est de 26 CPM mais que cette moyenne est établie sur 10 minutes, le seuil de décision sera de 3*√(2*(260+1))=68. On sera donc certain pour des mesures de 10 minutes d'être en présence de radioactivité à partir de 328 détections, soit un CPM moyen de 32.8 CPM au lieu de 48 CPM pour des mesures d'une minute. Les mesures sont longues permettent donc de détecter des activités plus faibles faibles.

Maintenant que penser d'une mesure qui est supérieure au bruit de fond mais reste inférieure au seuil de décision ? On ne peut être certain qu'il y a bien de la radioactivité. Mais une autre notion appelée limite de détection (LD) nous dit que si malgré tout il y a de la radioactivité, son activité ne peut être supérieure à deux fois la limite de détection (LD= 2*SD). Ainsi si le bruit de fond est de 26 CPM et que la mesure est de 35 CPM, on ne peut pas affirmer de façon sûre qu'il y a de la radioactivité puisque le seuil de décision brut est de 48 CPM. Mais en tout état de cause, la radioactivité éventuellement présente ne pourra pas être supérieure à 2*22=44 CPM.