Brevet FR2003890A1 — publié le 19691114

La pré sert: e invention concerne la radiographie neutroni— que, c'est-à-dire l'examen d'objets macroscopiques en les soumettant à un rayonnement neutr oniqaie d'une façon analogue à un examen, radiographiaue pour lequel on utilise un rayonnement X 5 ou gaussa. (Un faisceau neutrosique incident est affaibli en passant à travers un échantillon et est ensuite détecté par un moyen permettant de produire une image des détails internes de 11échantillon)„ Suivant la présente invention, un procédé permettant de iO soumettre un objet à un examen radiograpiiique consiste à diriger sur l'objet un faisceau de neutrons polychromatiques ayant, en partie au moins, des énergies épithermiques supérieures à la résonance d'absorption de la ou des matières de l'objet, et à diriger les neutrons qui passent à travers l'objet sur un détec-15 teur de neutrons, les neutrons étant filtrés à travers du cadmium entre la eource neutronique et l'objet pour produire un flux de neutrons épicadmium. Le filtre de cadmium (qui est de préférence du cadmium métallique, mais qui peut comprendre du cadmium en solution), 20 limite l'énergie des neutrons transmis de façon que les neutrons atteignant le détecteur présentent en grande partie des énergies supérieures à 0,4 ev. L'expression "neutrons épicadmium'1 est utilisée dans la présente demande pour tous les neutrons ayant une énergie supérieure 0,4- ev. 25 La radiographie effectuée en utilisant un faisceau de neutrons thermiques est une technique connue. Les faisceaux de neutrons thermiques ont l'avantage de pénétrer dans certaines matières, en comparaison des techniques classiques de radiographie aux rayons X. Cependant, comme la radiographie aux rayons 50 X, l'application de la radiographie par neutrons thermiques est limitée par la pénétration maximale qui peut être obtenue dans un échantillon. La présente invention repousse les limites de pénétration obtenue par radiographie au moyen de neutrons thermiques et parfait ainsi un examen non destructif par radiogra-35 phie aux rayons X et par radiographie au moyen de neutrons thermiques. En utilisant des neutrons ayant une énergie légèrement supérieure à 1*énergie thermique, on peut tirer profit d'une diminution de la section droite de certaines matières dans la gamme d'énergies comprise entre 0,4- et 10 ev. En 07133 2003890 introduisant un filtre de cadmium conformément à l'invention, un détecteur n'est sensible qu'aux neutrons ayant une énergie supérieure à 0,4 ev. Les procédés antérieurs ds production de neutrons épi— 5 thermiques de 0,5 à 10 ev dépendaient de l'utilisation d'un sélecteur de vitesse des neutrons et d'un monochromateur fondé sur la diffraction de Bragg dans un monocristal de béryllium ou d1 aluminium c Par conséquent, leur application était limitée, étant donné que les dimensions des faisceaux disponibles é-10 taxent inévitablement petites (d'un diamètre d'environ 25 mm au maximum), que les flux neutroniques disponibles étaient faibles, et que l'appareillage lui-même était coûteux et compliqué et nécessitait une protection importante. Grâce à la présente invention, on peut utiliser un simple regard de cadmium de 15 grande surface, et ainsi, la nécessité de balayer un objet est réduitec L'invention peut être appliquée à la radiographie neutro- hique de matières hydrogénées, de matières plastiques, du caout- ch uc, du bore et de combustibles nucléaires hautement absor- 20 bants. Par exemple, un flux de neutrons épicadmium d'un faible Il p niveau de 6 x 10 21/cm-/seconde pénètre facilement dans un é-chantillon de pastilles d'un diamètre de 20,32 mm de bioxyde de plutonium solide. L'application peut être éterdue en installant un intensificateur de neutrons épicadmium fissile qui augmente n p 25 l'intensité du flux, par exemple jusqu'à 10' n/cm /seconde. Un tel flux de plus grande intensité permet obtenir des radiographies d'échantillons plus fortement absorbants. Un problème qui se pose dans la détection des neutrons épicadmium est associé à la diminution de la section droite des 30 neutrons dans le détecteur, dans la garni:e d'énergies comprise entre 0,4 et 10 ev, en comparaison de la section droite correspondante des neutrons thermiques. Par exemple, dans le cas du dysprosiim, un milieu couramment utilisé pour former des images de neutrons thermiques, la section droite des neutrons diminue 3 - 3 35 de 3 x 10 bars aux énergies thermiques jusqu'à 0,5 x 10 bars aux énergies du type épicadmium. On a trouvé que l'indium constitue un détecteur de neu.ti?ons épicadmium. efficace (5 fois plus rapide qu'une épaisseur égale de dysprosium) dans la technique de radiographie neutronique par "transfert" dans laquelle 07133 2003890 ion clinquant d'une matière virtuellement radioactive est exrosée au faisceau des neutrons affaibli à partir de 1*échantillon et l'émission bêta provenant de ce clinquant est utilisée ensuite pour produire une auto-radiographie de l'échantillon sur 5 un film classique x)0ur rayons X, en permettant une décroissance radioactive totale du clinquant pendant qu'il est en contact' avec le film., Ceci est contraire à la détection des neutrons thermiques, dao.3 laquelle le dysprosium constitue le détecteur le plus rapide, à savoir d'un facteur de cinq» 10 La technique par "transferit" , comme définie plus haut, est absolument insensible aux rayons gamma, étant donné que la section droite du rayonnement gamma pour le clinquant métallique est faible et aboutit à de promptes réactions» Pour la radiographie par neutrons épicadmium en utilisant l'indium comme 15 détecteur, ceci présente un avantage considérable par rapport aux techniques classiques de radiographie aux; rayons X dans lesquelles le film doit être exposé au faisceau gamma émis par l1échantillon radioactif„ On peut également avoir recours à une technique de détection directe dans laquelle le détecteur est 20 un émetteur de rayonnement immédiat, par exemple soit un clin-» quant métallique fournissant une émission immédiate comme le gadolinium, soit un scintillateur neutrouique émettant des impulsions lumineuses en réponse aux neutrons incidents. Le détecteur et le film sont réunis et placés directement dans le 25 faisceau neutronique affaibli provenant de l'échantillon. On peut utiliser un appareillage mobile de radiographie, comme décrit dans la demande de brevet français 1\[0 151.917 3.u 5 Août 195s déposée par le même BAD ORIGINAL 07133 4 2003890 EST ENJ) I C A I I OKS 1. Procédé permettant de soumettre un objet è un examen radi .graphique, caractérisé en ce qu'il consiste à diriger sur l'objet ua faisceau de neutrons polychromatiques ayant, au moins 5 en partie, des énergies épi.thermiques au-dessus do la résonance d'absorption de la ou des matières de l'objet, et à diriger les neutrons qui passent à travers l'objet, sur un système de détection de neutrons, les neutrons étant: filtrés par du. cadmium entre la source de neutrons et l'objet; pour produire un flux 10 de neutrons épicadmium» 2„ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le flux des neutrons épicadmium est enrichi par un intensif icateur de neutrons épicadmium fissile» 3o Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en 15 ce que l'objet comprend une matière combusbible nucléaire. BAD ORIGINAL