FR3008192A1 - Perfectionnement a un dispositif de mesure de champs de neutrons et/ou de gammas formant collectron - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif (1) de mesure de champs de neutrons et/ou de gammas, formant collectron comprenant : - un émetteur (2) apte à émettre des électrons en réponse à un champ neutronique, - un collecteur (4) apte à collecter les électrons ainsi émis, le collecteur étant en matériau substantiellement transparent aux neutrons, et présentant une épaisseur supérieure au libre parcours moyen des électrons dans ledit matériau, de sorte que les électrons créés dans le collecteur restent en son sein, et - un isolant électrique (3) agencé entre l'émetteur et le collecteur, l'isolant étant en matériau isolant électrique et substantiellement transparent aux neutrons.

Description

PERFECTIONNEMENT A UN DISPOSITIF DE MESURE DE CHAMPS DE NEUTRONS ET/OU DE GAMMAS FORMANT COLLECTRON Domaine technique La présente invention concerne le domaine de la mesure de champs de neutrons et/ou de gammas dans un réacteur nucléaire. Plus spécifiquement, elle concerne le domaine de la mesure de champs neutroniques, et vise plus précisément la caractérisation de flux de neutrons dans un réacteur nucléaire.

Elle est particulièrement adaptée pour la mesure de flux de neutrons dans les réacteurs nucléaires de recherche ou les dispositifs d'irradiation, dans lesquels une mesure fine d'un tel flux est indispensable. La présente invention a trait plus particulièrement à un dispositif de mesure de champs de neutrons et/ou de gammas.

Etat de la technique Dans un réacteur nucléaire en fonctionnement, les flux de particules, particulièrement de neutrons, sont mesurés en ligne principalement à l'aide de deux familles de capteurs: les chambres à fission et les collectrons aussi appelés usuellement « Self-Powered Neutron Detectors (SPND) » en anglais.

Une chambre à fission et son fonctionnement sont décrits dans le document EP0715186. Une telle chambre comporte une enveloppe tubulaire qui forme au moins en partie une cathode. L'enveloppe tubulaire délimite le volume de remplissage par un gaz neutre à pression déterminée, par exemple de l'argon, utilisé pour la détection et mesure. Le long de l'axe de l'enveloppe tubulaire est disposée une anode raccordée à un câble extérieur. Un matériau fissile, par exemple de l'uranium 235, est déposé sur l'anode ou sur la cathode. Une telle chambre à fission permet de mesurer un flux de neutrons. En effet, un flux de neutrons incident sur la chambre provoque une fission des atomes du matériau fissile en produits de fission. Ces produits de fission, fortement ionisants, provoquent, à leur tour, la formation d'ions dans le gaz. Ces ions sont ensuite collectés par l'anode et la cathode en générant sur celles-ci des signaux sous forme d'impulsions électriques. Un signal électrique est transmis à l'extérieur de la chambre, via le câble, à des moyens de mesure et d'analyse, distants de la chambre. Ces moyens réalisent la mesure ou le comptage des signaux correspondant donc au flux de neutrons incidents. Ainsi, le signal électrique transmis à l'extérieur de la chambre à fission, est fonction, idéalement proportionnel, du flux de neutrons incident. Les chambres à fission sont utilisées pour leur sensibilité importante aux neutrons mais, elles sont fragiles, relativement complexes à mettre en oeuvre, notamment par la nécessité de mettre en oeuvre un matériau fissile, et elles présentent une usure rapide en utilisation. Par exemple, sous l'effet des captures des neutrons, la composition isotopique de la couche de matière fissile évolue au cours du temps et la quantité de matière fissile utile pour la mesure diminue.

La présente invention se rapporte à la famille des collectrons, qui ont été développés pour la mesure du flux de neutrons thermiques. Les neutrons thermiques, aussi appelés neutrons lents, sont les neutrons en équilibre thermique avec la matière dans laquelle ils se déplacent, typiquement leur énergie cinétique moyenne est de 0,025 électronvolt.

Des exemples de collectrons sont décrits précisément dans les publications [1], [2], et [3]. La technologie des collectrons est avantageuse car ces dispositifs sont petits, robustes et ne nécessitent aucune polarisation, c'est-à-dire qu'il n'est pas nécessaire d'appliquer une tension de polarisation entre l'anode et la cathode pour recueillir le signal électrique d'importance comme pour les chambres de fission. Les systèmes d'acquisition du signal délivré par un collectron sont beaucoup plus simples. Les collectrons comportent deux électrodes, l'une à fonction émettrice de charges électriques dite émetteur et l'autre à fonction collectrice de ces charges électriques dite collecteur, qui sont séparées par un isolant. Le principe de fonctionnement des collectrons repose plus précisément sur la création d'électrons par activation de la matière sous un flux incident de neutrons et/ou de photons gamma, puis sur la collecte de ces électrons. Soumis à un flux incident de neutrons et/ou de photons gamma, les collectrons délivrent un courant électrique qui est fonction, idéalement proportionnel, du flux. Les collectrons décrits dans l'art antérieur, comme dans les publications [1] à [3], présentent une géométrie coaxiale, tel qu'illustré en figure 1. Sur cette figure 1, le collectron 1 qui s'étend selon un axe central X, comporte une électrode centrale 2 qui constitue l'émetteur, entourée d'un isolant électrique 3 sous forme solide lui-même entouré d'une électrode concentrique 4 qui forme une gaine et qui constitue le collecteur. L'émetteur 1 est relié à un système d'acquisition de signaux électriques par un câble 5. Un bouchon 6 vient fermer le collectron 1, une fois l'émetteur 2 et l'isolant 3 logés dans le collecteur 4. Tel qu'illustré en figure 1, une fois la réalisation du collectron finie, le câble 5 traverse le bouchon 6 avec l'âme 7 du câble 5 en contact électrique avec l'émetteur 2 et la gaine 8 du câble en contact électrique avec le collecteur 4. A l'extrémité opposée du câble 5 est prévu un bouchon d'étanchéité 10 qui vient fermer le collectron 1 à des fins d'étanchéité vis-à-vis des fluides et notamment du fluide caloporteur présent dans le coeur d'un réacteur nucléaire. Le collectron 1 illustré présente une largeur 1 de quelques mm, une longueur L typiquement de quelques cm, la zone de mesure effective du collectron Z s'étendant sur la quasi-totalité de cette longueur L. Le principe de fonctionnement d'un collectron est que le mouvement des électrons entre les deux électrodes, émetteur et collecteur, induit un courant électrique continu entre elles qui est fonction, et idéalement proportionnel, du flux mixte neutrons/gammas auquel le collectron est soumis. Tel que divulgué dans les publications [1] à [3], les émetteurs envisagés sont en cobalt (Co), platine (Pt), argent (Ag), rhodium (Rh) ou en Inconel® 600, les isolants électriques envisagés sont en alumine (A1203) ou en magnésie (MgO), et les collecteurs envisagés sont en acier inoxydable (inox) ou en Inconel® 600. Cependant, la mise en oeuvre d'isolants en magnésie dans les collectrons n'a pas été concrètement effectuée du fait du caractère pulvérulent de la poudre. A l'origine, le principe de fonctionnement des collectrons repose sur l'activation d'un corps A (émetteur) par irradiation neutronique pour former un corps radioactif B et émetteur de particules I. Ces particules 0-, émis lors de la réaction (n, (3-) présentent la même charge électrique que les électrons et leur mouvement génèrent un courant électrique que l'on peut mesurer. Le temps de réponse de ce type de collectrons, typiquement plusieurs minutes, est directement lié à la constante de décroissance du corps radioactif B. Ces collectrons sont classés dans une catégorie dite de « collectrons lents ». Une autre catégorie de collectrons dite de « collectrons prompts » a été développée pour obtenir une réponse instantanée. Dans ces collectrons prompts, le courant électrique est généré majoritairement par les interactions des gammas émis au moment de la capture neutronique avec l'émetteur (réactions (n, y)( y,e-)).

La réponse est dite instantanée dans la mesure où il n'y a pas formation d'un corps B émetteur 0- dont la constante de décroissante impose un délai avant l'émission du rayonnement I. Ainsi, dans les collectrons prompts, l'émetteur émet des électrons instantanément.

Tout en n'étant pas restreinte à cette catégorie de collectrons, l'invention se rapporte particulièrement aux collectrons prompts, notamment utilisés pour le pilotage de réacteurs nucléaires ou pour la surveillance d'expériences d'irradiation de par leur avantage d'une réponse instantanée à une évolution du flux de neutrons environnants. La principale difficulté de cette catégorie de collectrons prompts provient du fait que des gammas extérieurs au collectron interagissent aussi avec les matériaux du collectron, créent des électrons dans ces matériaux, et peuvent libérer ces électrons (réaction (y, e)). Ainsi, si en théorie le courant électrique recherché doit résulter des interactions des neutrons dans le matériau de l'émetteur, en pratique le courant électrique effectivement mesuré est la somme des interactions des neutrons et/ou des gammas ayant lieu dans les matériaux à la fois de l'émetteur, de l'isolant et du collecteur, quelle que soit l'origine de ces neutrons et de ces gammas. Par ailleurs, quelle que soit la catégorie des collectrons prompts ou lents, une autre difficulté provient du fait que, lorsqu'un collectron est introduit dans un flux mixte de neutrons et de gammas, les réactions ou combinaisons de réactions sont complexes et nombreuses: sur un nombre de 76 réactions dénombrées, 53 peuvent avoir un effet sur le courant total mesuré. Dans la pratique, seules quelques-unes d'entre elles sont prédominantes. De fait, les collectrons connus présentent une réponse combinée à une irradiation de neutrons et/ou de gammas. Suivant la géométrie, les différents matériaux mis en oeuvre dans le collectron et les conditions d'irradiation, la réponse à un rayonnement de gammas d'un collectron peut devenir importante voire majoritaire. Il a même été décrit dans la littérature des collectrons dédiés uniquement à la mesure d'un flux de gammas, comme par exemple dans le brevet FR 2943142.

Or, pour les deux catégories de collectrons prompts ou lents, il est important de ne pouvoir dédier la mesure qu'aux neutrons. En d'autres termes, pour n'importe quelle catégorie de collectrons, il s'avère essentiel de pouvoir analyser le signal détecté, et de pouvoir discriminer le signal d'intérêt directement généré par le flux incident de neutrons à mesurer, des signaux parasites (ou bruits). Et comme il ressort de ce qui précède, cette discrimination est rendue difficile par l'ensemble des réactions mises en jeu. L'invention a donc pour objectif de réduire à une part minoritaire, voire de supprimer ces inconvénients que sont les signaux parasites dans un signal détecté par un collectron soumis à des champs de neutrons et/ou de gammas. Autrement dit, le but général de l'invention est de concevoir un dispositif de mesure des champs de neutrons et/ou de gammas, de type collectron, qui présente une sélectivité aux neutrons augmentée, même lorsqu'il est soumis à une irradiation mixte de neutrons et de gammas, de manière à améliorer le rapport entre signal d'intérêt et signaux parasites dans un signal détecté, et à faciliter l'interprétation du signal délivré. Exposé de l'invention Pour ce faire, l'invention concerne sous l'un de ses aspects un dispositif de mesure de champs de neutrons et/ou de gammas, formant collectron, comprenant : - un émetteur apte à émettre des électrons en réponse à un champ neutronique, un collecteur apte à collecter les électrons ainsi émis, le collecteur étant en matériau substantiellement transparent aux neutrons, et présentant une épaisseur supérieure au libre parcours moyen des électrons dans ledit matériau, de sorte que les électrons créés dans le collecteur restent en son sein, et - un isolant électrique agencé entre l'émetteur et le collecteur, l'isolant étant en matériau isolant électrique et substantiellement transparent aux neutrons. Par « matériau substantiellement transparent aux neutrons », on entend ici et dans le cadre de l'invention, un matériau dont la section efficace d'interaction avec les neutrons est suffisamment faible pour ne pas atténuer de manière significative le flux de neutrons incident. Par « libre parcours moyen des électrons », on entend la définition scientifique usuelle, à savoir la distance moyenne que parcourt un électron entre deux collisions. Les libres parcours moyens des électrons dans un matériau sont tabulés dans des abaques connus du domaine nucléaire en fonction de l'énergie de l'électron et la nature du matériau. Ainsi, comme précisé par la suite, l'inventeur a déterminé à partir du spectre de rayonnements gammas une énergie moyenne probable pour les électrons émis et établi des gammes d'épaisseurs de collecteur avantageuses pour un matériau donné par ailleurs transparent aux neutrons. Par « section efficace de capture » des neutrons, on entend ici et dans le cadre de l'invention, la probabilité pour un neutron entrant dans un matériau d'être capturé par un atome de ce matériau Une section efficace est, comme usuellement, définie en barns (b) avec 1 barn équivalent à 1.10-24 cm2. Ainsi, l'invention consiste essentiellement en une combinaison judicieuse d'une part de choix de matériaux pour l'isolant et le collecteur qui permettent de réduire au minimum voire supprimer les réactions (n, (3-) dans ces composants du collectron et d'autre part de dimensionnement du collecteur pour réduire au minimum voire supprimer la contribution parasite des réactions ( y,e-) au courant électrique généré dans le collectron par le rayonnement gamma incident. Ainsi, les matériaux substantiellement transparents aux neutrons à la fois du collecteur et de l'isolant sont avantageusement des matériaux à section efficace de capture des neutrons très faible, typiquement bien inférieure à 1 barn, ce qui a pour effet de réduire à un minimum, voire de supprimer, les réactions (n, 13-) dans ces matériaux comme indiqué ci-dessus. Cela diminue la capture de neutrons, et par conséquent la production de 0- qui génèrerait un signal électrique parasite. On rappelle ici que les 13- présentent la même charge électrique que les électrons et que leurs mouvements entre l'émetteur et le collecteur génèrent un signal électrique mesurable. De plus, les neutrons n'étant pas capturés dans le collecteur et l'isolant, l'émetteur conforme à l'invention reçoit la majorité des neutrons incidents à mesurer. L'effet cumulé de ces matériaux favorise ainsi les réactions de capture des neutrons incidents dans l'émetteur et augmente d'autant le signal électrique utile. Par ailleurs, on prévoit selon l'invention que l'épaisseur du collecteur est supérieure au libre parcours moyen des électrons dans son matériau. Un tel dimensionnement est particulièrement surprenant car il va à l'encontre du dimensionnement des collecteurs ou gaines des collectrons selon l'état de l'art. En effet, la littérature dans le domaine montre une tendance générale à réduire l'épaisseur du collecteur pour diminuer la surface du capteur vis-à-vis du rayonnement gamma environnant et pour minimiser le taux de réactions (y,e-) et l'effet induit sur le signal.

De ce fait, l'inventeur propose une approche qui va à l'encontre de cette tendance, le matériau choisi pour constituer la gaine pouvant même être de numéro atomique assez élevé, et donc propice aux interactions de rayonnement gamma dans le matériau. Ainsi, l'inventeur ne cherche pas à minimiser ce taux d'interactions mais, à empêcher les électrons créés de participer au courant électrique induit entre les électrodes du collectron. C'est pourquoi l'inventeur propose d'augmenter l'épaisseur du collecteur de telle sorte qu'elle soit supérieure au libre parcours moyen des électrons en son sein. Ce faisant, les électrons créés par les réactions (y,e-) ne possèdent pas une énergie cinétique suffisante pour sortir du collecteur et aller vers l'isolant en direction de l'émetteur.

Autrement dit, les électrons créés ne peuvent contribuer au courant électrique. Autrement dit encore, l'épaisseur du collecteur dimensionnée selon l'invention permet de réduire à un minimum la contribution des réactions (y,e-) au courant électrique induit dans le collectron par le rayonnement gamma incident, ce qui a pour effet de neutraliser les conséquences des interactions des gammas dans le collecteur.

L'invention permet donc d'améliorer la mesure en augmentant le niveau du signal d'intérêt et donc la sensibilité aux neutrons du collectron. Elle permet ainsi notamment d'étendre son utilisation à une gamme de flux neutrons élargie. L'invention facilite en outre l'interprétation de cette mesure: le signal ne provenant plus que d'une seule source, il est directement proportionnel au flux de neutrons environnant le collectron. Selon un mode de réalisation préféré, le matériau de l'émetteur présente une section efficace de capture des neutrons relativement élevée, typiquement supérieure à environ 10 barns et/ou un pouvoir d'atténuation des gammas relativement faible, typiquement avec un numéro atomique de l'isotope principal environ inférieur à 50.

De manière préférentielle, le dispositif de mesure selon l'invention est un collectron prompt, c'est-à-dire avec un émetteur apte à émettre des électrons instantanément en réponse à un rayonnement de neutrons. L'invention est particulièrement adaptée à cette catégorie de collectrons dans la mesure où ils délivrent un niveau de courant électrique plus faible que pour les collectrons lents, ce qui rend proportionnellement les courants parasites non négligeables et l'interprétation du courant mesuré encore plus complexe.

De manière préférée, l'émetteur est constitué majoritairement de cobalt. Le cobalt présente le double avantage d'émettre des électrons instantanément et de présenter un numéro atomique faible, typiquement égal à 27, de sorte que les interactions liées aux gammas dans l'émetteur sont très réduites.

Alternativement, l'émetteur peut être constitué majoritairement d'un matériau choisi parmi l'erbium (Er), l'indium (In), le tungstène (W), ou le béryllium (Be). Selon un mode de réalisation préféré, le matériau du collecteur présente une section efficace de capture des neutrons suffisamment inférieure à 0,2 barn. Selon un mode de réalisation préféré, le collecteur présente un coefficient d'atténuation des gammas relativement élevé. De manière préférentielle, le collecteur est constitué majoritairement de zirconium ou de ses alliages. Le zirconium présente l'avantage d'être transparent aux neutrons (a = 0,185 barn). A titre d'illustration, les calculs de simulation des collectrons dans un spectre neutronique de type réacteur à eau indiquent qu'en utilisant le zirconium comme collecteur, la création de 0- sous irradiation est diminuée d'un facteur 40 environ par rapport à l'inox AISI 304L et d'un facteur 60 environ par rapport à l'inconel 600 avec une même géométrie de collecteur. Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, l'épaisseur du collecteur est comprise entre 0,5 et 1 mm pour du zirconium. Ainsi, par comparaison avec les collecteurs de l'art antérieur dont les épaisseurs se situent entre 0,05 et 0,25 mm, les électrons créés par les réactions (y,e-) au sein du collecteur selon l'invention ne possèdent pas une énergie cinétique suffisante pour sortir du collecteur et pour participer à la génération du courant électrique. De manière préférentielle, l'épaisseur est de 0,8 mm pour du zirconium. Selon une étude paramétrique réalisée à l'aide de codes de calculs de simulation des collectrons, avec un spectre gamma typique de réacteurs à eau, montre qu'une épaisseur optimale de 0,8 mm de zirconium entraine un courant dû au rayonnement gamma inférieur à 1% du courant total. Selon un mode de réalisation préféré, le matériau de l'isolant présente une section efficace de capture des neutrons inférieure à 0,1 barn. Selon un mode de réalisation préféré, l'isolant présente un coefficient d'atténuation des gammas relativement faible. Les matériaux à faible coefficient d'atténuation des gammas, de numéro atomique typiquement inférieur à 40, présentent l'avantage d'un taux d'interaction du rayonnement gamma faible et donc d'un effet induit dans l'isolant réduit. De manière préférentielle, l'isolant comprend de la magnésie (MgO), de l'oxyde de zirconium (ZrO2), la silice (SiO2) ou de l'oxyde de Béryllium (BeO). Comparativement à de l'alumine comme isolant selon l'état de l'art qui est une source de la création d'électrons en son sein, l'utilisation de la magnésie permet de diminuer cette source de parasites. La magnésie (MgO) est encore plus préférée car sa mise en oeuvre ne nécessite pas de précautions particulières, en particulier vis-à-vis des risques chimiques et toxiques. A titre d'illustration, l'utilisation de la magnésie comme isolant entraine une diminution d'un facteur environ 25 de la création de 0- sous irradiation par rapport à l'alumine avec une même géométrie, avec un spectre de neutrons de type réacteur à eau. De préférence, l'isolant comprend un tube en magnésie frittée (MgO).

Selon un mode préféré de réalisation, l'émetteur, l'isolant et le collecteur sont agencés concentriquement entre eux. Cet agencement permet d'assurer d'une distribution uniforme des neutrons incidents autour du collectron. Description détaillée D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront mieux à la lecture de la description détaillée d'exemples de mise en oeuvre de l'invention faite à titre illustratif et non limitatif en référence aux figures suivantes parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un collectron selon l'état de l'art ; - la figure 2 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un collectron selon l'invention ; - la figure 3 est une vue de principe de fonctionnement d'un collectron selon l'invention. Par souci de clarté, les mêmes références désignent les mêmes éléments à la fois pour un collectron 1 selon l'état de l'art déjà décrit en référence à la figure 1, et pour un collectron 1 selon l'invention décrit en référence à la figure 2. La figure 1 du collectron 1 selon l'état de l'art a déjà été commentée en préambule. Elle n'est donc pas reprise ci-après.

Un collectron 1 selon l'invention présente une géométrie coaxiale avec l'émetteur 2, l'isolant électrique 3 et le collecteur 4 agencés de manière coaxiale entre eux. Le collectron 1 s'étend selon un axe central X et comporte une électrode centrale (anode) 2 qui constitue l'émetteur, entourée d'un isolant électrique 3 sous forme de tube concentrique lui-même entouré d'une électrode aussi sous forme de tube concentrique (cathode) 4 qui forme une gaine et qui constitue le collecteur. L'émetteur 1 est relié à un système d'acquisition de signaux électriques par un câble 5. Un bouchon 6 vient fermer le collectron 1, une fois l'émetteur 2 et l'isolant 3 logés dans le collecteur 4. Tel qu'illustré en figure 1, une fois la réalisation du collectron finie, le câble 5 traverse le bouchon 6 avec l'âme 7 du câble en contact électrique avec l'émetteur 2 et la gaine 8 du câble en contact électrique avec le collecteur 4. Le collectron 1 illustré présente une largeur 1 (diamètre) de l'ordre de 4 mm. A l'extrémité opposée du câble 5 est prévu un bouchon d'étanchéité 10 qui vient fermer le collectron 1 à des fins d'étanchéité vis-à-vis des fluides et notamment du fluide caloporteur présent dans le coeur d'un réacteur nucléaire.

Ainsi, le collectron 1 selon l'invention reprend en substance le même agencement que le collecteur 1 selon l'état de l'art. Comme illustré sur la figure 2, le collectron 1 selon l'invention comprend en outre un bloc 9 formant butée, en matériau isolant électrique, qui sert de butée de l'émetteur 2 contre le bouchon d'extrémité 10.

Conformément à l'invention, l'émetteur 2 est constitué majoritairement de cobalt. Le collecteur 4 est quant à lui constitué de zirconium et son épaisseur e4 est de 0,8 mm. Selon l'invention, l'épaisseur du collecteur 4 est supérieure au libre parcours moyen des électrons créés par les gammas dans le zirconium.

De préférence, le bouchon 10 est constitué du même matériau que le collecteur 4, c'est-à-dire en zirconium. De préférence encore, le bloc 9 formant butée est constitué du même matériau que le tube 3, c'est-à-dire en magnésie frittée. Lorsqu'il est soumis à un champ de neutrons et de gammas, le collectron 1 selon l'invention avec un collecteur 4 en zirconium un isolant électrique 3 sous la forme d'un tube en magnésie frittée et un émetteur 2 en cobalt présente une sélectivité aux neutrons augmentée par rapport au collectron 1 selon l'état de l'art et améliore ainsi la mesure de neutrons par les moyens de mesure relies au câble 5, distants du collectron 1. Ainsi, comme illustré en figure 3, les neutrons provenant d'un champ auquel est soumis le collectron 1 selon l'invention, traversent le collecteur 4 et les électrons créés par les réactions (y,e-) dans le collecteur 4 ne possèdent pas une énergie cinétique suffisante pour sortir de ce dernier et aller vers l'isolant 3 en direction de l'émetteur 2. Le collectron 1 selon l'invention est de préférence utilisé en tant que collectron prompt à réactions (n, y) ( y, e-)) majoritaires pour limiter l'influence des courants (signaux) électriques parasites qui peut être considérable dans les collectrons prompts selon l'état de 1' art.

D'autres variantes et améliorations non décrites peuvent être réalisées sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Ainsi, d'autres matériaux isolants électrique et transparents aux neutrons, tels que la silice ou l'oxyde de béryllium pourront être mises en oeuvre en lieu et place de la magnésie frittée.15 REFERENCES CITEES [1]: "Self-powered neutron detector qualification for absolute on-fine in pile neutron flux measurements in Br2" L Vermeeren and M. Wéber, Proc. 11th Int. Symp. on Reactor Dosimetry, Brussels, Aug. 18-23, 2002, eds. J. Wagemans et al., World Scientific, 2003, pp.219-225. [2]: "Development of an inconel self-powered neutron detector for in-core reactor monitoring" M. Alex and M.D. Ghodgaonkar, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 574 (2007) pp. 127-132. [3]: "Thermal and epithermal sensitivity of Cobalt Self-Powered Neutron Detectors" , M. Lopes and J. Avila, Nuclear Science and Engineering 113, pp.217-226.

Claims (15)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif (1) de mesure de champs de neutrons et/ou de gammas, formant collectron comprenant : - un émetteur (2) apte à émettre des électrons en réponse à un champ neutronique, un collecteur (4) apte à collecter les électrons ainsi émis, le collecteur étant en matériau substantiellement transparent aux neutrons, et présentant une épaisseur supérieure au libre parcours moyen des électrons dans ledit matériau, de sorte que les 10 électrons créés dans le collecteur restent en son sein, et - un isolant électrique (3) agencé entre l'émetteur et le collecteur, l'isolant étant en matériau isolant électrique et substantiellement transparent aux neutrons.
2. 2. Dispositif (1) de mesure selon la revendication 1, le matériau de l'émetteur (2) présentant une section efficace de capture des neutrons supérieure à 10 bars et/ou un 15 pouvoir d'atténuation des gammas avec un numéro atomique de l'isotope principal environ inférieur à 50.
3. 3. Dispositif (1) de mesure selon la revendication 2, l'émetteur étant apte à émettre des électrons instantanément en réponse à un flux de neutrons incident.
4. 4. Dispositif (1) de mesure selon rune des revendications précédentes, 20 l'émetteur étant constitué majoritairement de cobalt (Co).
5. 5. Dispositif (1) de mesure selon l'une des revendications 1 à 3, l'émetteur étant constitué majoritairement d'un matériau choisi parmi l'erbium (Er), indium (In), le tungstène (W), ou le béryllium (Be).
6. 6. Dispositif (1) de mesure selon l'une des revendications précédentes, le 25 matériau du collecteur présentant une section efficace de capture des neutrons inférieure à 0,2 barn.
7. 7. Dispositif (1) de mesure selon rune des revendications précédentes, le matériau du collecteur (4) présentant un coefficient d'atténuation des gammas relativement élevé. 30
8. 8. Dispositif (1) de mesure selon l'une des revendications précédentes, le collecteur (4) étant constitué majoritairement de zirconium (Zr) ou de ses alliages.
9. 9. Dispositif (1) de mesure selon la revendication 8, répaisseur du collecteur (4) étant comprise entre 0,5 et 1 mm.
10. 10. Dispositif (1) de mesure selon la revendication 8, répaisseur du collecteur (4) étant de l'ordre de 0,8 mm.
11. 11. Dispositif (1) de mesure selon rune des revendications précédentes, le matériau de l'isolant présentant une section efficace de capture des neutrons inférieure à 0,1 bar.
12. 12. Dispositif (1) de mesure selon rune des revendications précédentes, le matériau de l'isolant (3) présentant un coefficient d'atténuation des gammas relativement 10 faible.
13. 13. Dispositif (1) de mesure selon rune des revendications précédentes, risolant (3) étant constitué majoritairementdun matériau choisi parmi la magnésie (MgO), de la silice (Si02) ou de roxyde de Béryllium (Be0).
14. 14. Dispositif (1) de mesure selon la revendication 13, l'isolant (3) comprenant 15 un tube en magnésie frittée (Mg0).
15. 15. Dispositif (1) de mesure selon rune des revendications précédentes, rémetteur (2), l'isolant (3) et le collecteur (4) étant agencés concentriquement entre eux.