CH367252A - Dispositif pour déterminer la teneur en produits de fission à vie courte d'un courant gazeux - Google Patents

Description

  
 



  Dispositif pour déterminer la teneur en produits de fission
 à vie courte d'un courant gazeux
 La présente invention a pour objet un dispositif pour déterminer la teneur en produits de fission à vie courte d'un courant gazeux, pour la mise en   oeuvre    du procédé selon la revendication I du brevet principal. Ce dispositif est en particulier utile pour détecter les ruptures éventuelles des gaines étanches entourant les éléments de combustible nucléaire (tel que l'uranium, enrichi ou non, et ses composés ou alliages) dans les réacteurs nucléaires, généralement du type hétérogène et refroidi au gaz.



   Le brevet principal avait pour premier objet, un procédé pour déterminer la teneur en produits de fission à vie courte d'un courant gazeux, consistant, après avoir éliminé toute substance solide dudit courant gazeux, à faire passer ledit courant successivement dans une zone de désintégration, dans laquelle les produits de fission gazeux à vie courte dudit courant se désintègrent en produits solides comprenant des ions positifs solides, et dans une zone de collection, caractérisé par le fait qu'on limite ladite zone de collection en partie par un secteur d'un tambour métallique rotatif et qu'on produit un champ électrique ayant un gradient de tension dirigé vers ledit secteur de manière que celui-ci collecte les ions positifs présents dans ladite zone de collection,

   et qu'on réalise l'entraînement en rotation dudit tambour de manière que la radioactivité dudit secteur soit déterminée par un détecteur de radiations disposé dans ladite zone de collection au voisinage dudit tambour.



   Le brevet principal avait pour second objet un dispositif pour la mise en oeuvre dudit procédé, caractérisé par le fait qu'il comprend une chambre de désintégration, un tambour métallique, un conduit collecteur ayant une section de paroi constituée par une portion de la périphérie dudit tambour, des moyens pour faire passer ledit courant successivement à travers un filtre, ladite chambre de désintégration et ledit conduit collecteur, des moyens pour produire, au moins durant des périodes de collection déterminées, dans ledit conduit un champ électrique avec un gradient de potentiel dirigé vers ladite section de paroi, un détecteur de radiations au voisinage de la périphérie dudit tambour en dehors dudit conduit,

   et des moyens pour amener des secteurs successifs dudit tambour à constituer la portion dudit tambour formant la section de ladite paroi pendant l'une des périodes de collection et devant le détecteur pendant des périodes de mesure suivantes.



   Dans la forme d'exécution du dispositif décrite au brevet principal, le champ électrique est obtenu au moyen d'une électrode de répulsion disposée à l'extrémité de ladite zone de collection juste en face dudit tambour et portée, au moins durant les périodes de collection, à un potentiel positif élevé de manière à diriger les ions positifs vers ledit secteur du tambour.



   Pour tenir compte de la radioactivité de chaque secteur du tambour avant la collection d'ions, on détermine avantageusement cette radioactivité antérieure avec le même détecteur de radiations juste avant la collection d'ions et on la déduit de la radioactivité du même secteur après la collection d'ions.



   On obtient ainsi une détermination très précise et sélective de la radioactivité des seuls produits de fission à vie courte, ce qui permet de surveiller, d'une manière très précise, les variations au cours du temps de la quantité relative des produits de fission émis dans le courant surveillé, par exemple à la suite d'une rupture dans une des gaines entourant les barreaux de combustible dans un réacteur nucléaire.  



   La présente invention vise à améliorer encore la précision et la sélectivité des mesures de la radioactivité : - en réduisant le volume libre autour du tambour,
 pour éviter de fausser les mesures par le comp
 tage de la radioactivité parasite dans ce volume
 libre (bruit de fond) - et en séparant complètement la canalisation dans
 laquelle circule le courant gazeux à surveiller (au
 point de vue de sa teneur en produits de fission à
 vie courte) du reste du dispositif, pour éviter
 qu'une fraction, même réduite, de ce courant ga
 zeux puisse atteindre les organes qui commandent
 l'entraînement et le positionnement du tambour et
 protéger ainsi ces organes (décrits au brevet prin
 cipal) contre une détérioration, tout en permet
 tant leur réglage et leur dépannage éventuels sans
 danger de pollution de l'air ambiant.



   L'invention a donc pour objet un dispositif pour déterminer la teneur en produits de fission à vie courte d'un courant gazeux, pour la mise en oeuvre du procédé faisant l'objet du brevet principal. Ce dispositif, constituant une forme d'exécution du dispositif selon la revendication   II    du brevet principal, est en outre caractérisé par le fait que ledit tambour est logé dans une cavité, de dimension à peine supérieure à celle dudit tambour, ménagée dans un carter métallique en au moins deux parties solidarisées d'une manière étanche et par le fait que ledit tambour est entraîné en rotation autour d'un axe fixe par un mécanisme d'accouplement magnétique à travers une cloison étanche solidaire dudit carter.



   Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution préférée du dispositif faisant l'objet de la présente invention.



   La fig. 1 en est une vue en élévation, avec coupe partielle.



   La fig. 2 est une vue latérale (de droite) du dispositif de la fig. 1.



   Comme on le voit sur la fig. 1 (qui, comme la fig. 2 du brevet principal, est une coupe par un plan diamétral du tambour traversant le détecteur de radioactivité), un tambour métallique 1 est monté pour pouvoir tourner autour d'un axe fixe X-X pour présenter des secteurs successifs de la surface périphérique la de son bord replié   1c    d'abord, en regard d'une électrode de répulsion 29, portée à un potentiel positif de l'ordre du millier de volts par un conducteur 30 (fig.

   2) pour repousser les ions radioactifs positifs présents dans le flux gazeux à surveiller, arrivant par la canalisation A terminée par une bride de fixation B et sortant par une canalisation C terminée par une bride de fixation D, contre le secteur de la surface périphérique métallique   la    qui se trouve en face de cette électrode 29, ces ions étant   adsorbés    par cette surface, puis, devant un compteur de radiations nucléaires, de préférence à scintillations, et comprenant dans ce cas, à la manière connue, un élément scintillateur 2, un tube photomultiplicateur 3 et un ensemble électronique non représenté et branché en 3a sur la sortie du tube photomultiplicateur.



   Le tambour 1 porte une roue dentée 4 fixée par des vis 5 de manière que la rotation de cette roue dentée entraîne celle du tambour autour de l'axe
X-X.



   Le tambour 1 avec sa roue dentée 4 est logé dans une cavité E ménagée entre deux blocs métalliques 6 et 7, par exemple en l'alliage d'aluminium à environ   4 %    de cuivre, la dimension de cette cavité E étant à peine supérieure à celle du tambour 1 avec sa roue dentée 4, pour que le tambour soit comme  enchassé   entre les deux blocs 6 et 7 sans volume résiduel entre ces blocs et le tambour, en particulier au niveau de l'élément scintillateur 2 disposé dans un logement périphérique prévu dans le bloc 7. Le tube photomultiplicateur 3 et l'électrode 29 avec son conducteur 30 recevant le courant haute tension par une entrée 30a sont logés dans un boîtier 31 porté par une monture   31 a    fixée latéralement sur les blocs 6 et 7 d'une manière étanche (fig. 1 et 2).



   Le tambour 1 est appliqué contre le bloc 6 par une vis 8 logée dans ce bloc et portant un roulement à billes 9 d'axe X-X autour duquel est monté le moyeu lb du tambour 1. Des vis 10 solidarisent, d'une manière démontable pour permettre des vérifications et réparations éventuelles, les blocs 6 et 7, le bloc 7 portant, grâce à des vis 7a, une cale 7b en forme de rondelle disposée à l'intérieur du bord replié   lc,    l'étanchéité entre les blocs 6 et 7 par rapport au gaz radioactif, qui passe de A à C suivant les flèches F en pointillés, derrière le plan de coupe de la fig. 1, étant assurée par un joint torique 11.



   La roue dentée 4 est entraînée en rotation autour de l'axe X-X par un pignon denté 12 ayant un nombre de dents nettement inférieur à celui des dents de la roue 4, la réduction de vitesse devant permettre d'augmenter la précision de la mise en place du tambour 1 à chaque arrêt. Ce pignon est porté par un arbre 32 mobile autour d'un axe Y-Y dans un roulement à billes 13 disposé dans un logement 33 traversant le bloc 7 depuis l'extérieur jusqu'à la cavité E.



   Sur cet arbre 32, des clavettes-disques 14 fixent des pièces polaires 15 entraînées par un mécanisme d'accouplement magnétique extérieur 16 agissant à travers une cloche 17 en une matière non magnétique. Cette cloche 17 est fixée amoviblement sur le bloc 7, par des vis prisonnières 34, pour permettre l'accès à l'arbre 32 en vue d'une révision ou d'une réparation éventuelle, l'étanchéité entre l'intérieur et l'extérieur de la cloche 17 étant assurée par un joint torique 35.



   Le mouvement de rotation est appliqué aux pièces polaires 15 par des pièces polaires 18 et des aimants 28 extérieurs à la cloche ; les aimants 28 sont fixés par des entretoises 23 sur une pièce 21 portée par un prolongement 17a de la cloche 17 et solidaire d'une roue dentée 20 engrenant avec un pignon denté 27 fixé sur l'arbre 19a du moteur électrique 19 qui assure l'entraînement en rotation du  tambour 1, conformément au programme exposé en détail au brevet principal en coopération avec un minirupteur, représenté en 24, qui est actionné chaque fois que l'arbre 19a du moteur 19 occupe une position angulaire déterminée et agit sur un relais, représenté en 26 (fig.

   2), qui assure l'arrêt brusque du moteur 19 (grâce à un frein prévu sur le rotor et non représenté) lorsque le tambour occupe la position commandée suivant ledit programme, des explications complètes sur le moteur, le minirupteur et le relais ayant été fournies au brevet principal.



   L'ensemble du moteur 19, du minirupteur 24, du relais 26 et du coupleur magnétique 16 est logé dans un boîtier 25 (fig. 1 et 2) facile à démonter en vue d'une inspection d'entretien ou d'une réparation; sur ce boîtier est fixée une prise 35 qui porte le conducteur 36 d'alimentation, en courant électrique, du moteur 19, du minirupteur 24 et du relais 26.
  

Claims (1)

1. Le dispositif représenté présente en outre tous les organes mentionnés dans la revendication II du brevet principal, qui n'ont pas été représentés parce que semblables à ceux du dispositif représenté au brevet principal, c'est-à-dire une chambre de désintégration, un conduit collecteur, un filtre, etc.

   Le dispositif représenté et décrit permet de réduire le volume de gaz à l'intérieur du boîtier étanche, d'où réduction considérable du bruit de fond dû à la radioactivité de ce gaz ; les éléments oxydables ou fragiles du moteur d'entraînement, des engrenages commandés par ce moteur et du minirupteur sont soustraits à l'action de ce gaz ; enfin, les organes assurant l'entraînement et le positionnement du tambour sont très accessibles et peuvent être aisément régles ou réparés.

   REVENDICATION Dispositif pour déterminer la teneur en produits de fission à vie courte d'un courant gazeux, pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I du brevet principal, comportant une chambre de désintégration, un tambour métallique (1), un conduit collecteur ayant une section de paroi constituée par une portion (la) de la périphérie dudit tambour, des moyens pour faire passer ledit courant successivement à travers un filtre, ladite chambre de désintégration et ledit conduit collecteur, des moyens pour produire, au moins durant des périodes de collection déterminées, dans ledit conduit un champ électrique avec un gradient de potentiel dirigé vers ladite section de paroi, un détecteur de radiations (2, 3) au voisinage de la périphérie dudit tambour en dehors dudit conduit,

   et des moyens pour amener des secteurs successifs dudit tambour à constituer la portion (la) dudit tambour formant la section de ladite paroi pendant l'une des périodes de collection et devant le détecteur (2, 3) pendant des périodes de mesure sui- vantes, caractérisé par le fait que ledit tambour (1) est logé dans une cavité (E), de dimension à peine supérieure à celle dudit tambour, ménagée dans un carter métallique en au moins deux parties (6, 7) solidarisées d'une manière étanche, et par le fait que ledit tambour (1) est entraîné en rotation autour d'un axe fixe (X-X) par un mécanisme d'accouplement magnétique (16) à travers une cloison étanche (17) solidaire dudit carter (6, 7).

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Dispositif selon la revendication, caractérisé par le fait que ledit carter est constitué par deux blocs métalliques (6, 7) solidarisés d'une manière démontable avec interposition d'au moins un joint d'étanchéité (11).

   2. Dispositif selon la revendication, caractérisé par le fait que ledit carter est percé d'un logement (33) faisant communiquer ladite cavité (E) avec l'extérieur dudit carter et dans lequel est logée une première portion d'un arbre d'entraînement (32) et que ladite cloison est constituée par une cloche (17) fixée d'une manière démontable sur ledit carter, avec interposition d'au moins un joint d'étanchéité (35), entourant une deuxième portion dudit arbre d'entraînement (32) non logée dans ledit logement (33).

   3. Dispositif selon la revendication et la sousrevendication 2, caractérisé par le fait que ladite deuxième portion de l'arbre d'entraînement (32) porte des pièces polaires (15) et que ledit mécanisme d'accouplement magnétique (16) comporte des aimants (28, 18) disposés autour desdites pièces polaires (15), à l'extérieur de ladite cloison (17), et entraînés en rotation autour de l'axe de rotation (Y-Y) dudit arbre d'entraînement (32) au moyen d'un moteur (19).

   4. Dispositif selon la revendication et la sousrevendication 2, caractérisé par le fait que l'axe de rotation (Y-Y) dudit arbre d'entraînement (32) est parallèle à l'axe de rotation (X-X) dudit tambour (1) et que ledit tambour est solidaire d'une roue dentée (4) engrenant avec un pignon denté (12) porté par ledit arbre d'entraînement et possédant un nombre de dents très inférieur à celui des dents de ladite roue dentée (4).