Brevet FR2102336A1 — publié le 19720407

i 2102336 La présente invention concerne les détecteurs de radiations et plus particulièrement les dispositifs pour contrôler la contamination radioactive d'une personne ou d'un objet. Par exemple, l'invention peut être utilisée pour un appareil de 5 contrôle des radiations des mains et des pieds pour l'examen du personnel quittant une zone pouvant être être contaminée. De façon similaire, d'autres appareils détecteurs pour le contrôle de récipients ou d'outils peuvent comporter un dispositif selon l'invention. Pour ces applications et des applications similaires il est désira-10 ble d'obtenir un signal d'alarme quand la contamination une personne ou d'un objet est supérieure à un niveau acceptable. Ces mesures des radiations sont souvent effectuées dans une zone dans laquelle existe un niveau variable de radiations de fond. Dans ce cas, la sensibilité maximale est obtenue en réglant le niveau d'alarme à une fraction ou une proportion du rayonnement 15 de fond. Les dispositifs détecteurs de radiations antérieurs qui compensent le rayonnement de fond ont différents inconvénients parmi lesquels l'utilisation de circuits de calcul compliqués.^Ces dispositifs ne présentent pas les radiations de la contamination sous une forme proportionnelle par rapport 20 au rayonnement de fond. De plus, ces dispositifs comportent des éléments analogues au lieu d'éléments digitaux plus précis. Par exemple, un dispositif d'un type antérieur comporte deux détecteurs de radiations pour mesurer séparément un échantillon d'air propre et un échantillon d'air contaminé. Le signal sortant du premier détecteur est 25 retranché continuellement de l'autre par un circuit de soustraction à tubes à vide et un vdfcmètre pour la production d'un signal sortant net analogique correspondant au taux de comptage pour l'échantillon ou la contamination. Ce dispositif est décrit dans "Monitor for Airborn Alpha Particles" par 30 Knowles, NUCLEONICS , juin 1955 pages 98-102. La présente invention a pour objet un dispositif de contrôle des radiations peu compliqué produisant un signal d'alarme indiquant l'existence des radiations des contaminations excessives en présence de radiations de fond variables. 35 L'invention a aussi pour objet un dispositif précis pour le contrôle des radiations signalant que le rapport entre les radiations de la contamination et les radiations de fond dépasse une limite prédéterminée. 71 30128 2 2102336 Conformément à l'invention, un dispositif de contrôle comporte un premier détecteur de radiations pour compter les radiations de fond et un second détecteur de radiations pour compter le total des radiations de fond et des radiations de la contamination. Un compteur montant-descendant 5 accumule le compte pour le fond à partir du premier détecteur pendant un premier intervalle de temps initial. Le compteur continue ensuite à accumuler le compte pour le fond tout en déduisant le total des radiations de fond et du compte des radiations de la contamination mesuré par le second détecteur pendant un second intervalle de temps.Un dispositif de minuterie permet 10 le réglage de l'intervalle initial et du second intervalle de temps pour l'établissement d'un rapport minimal admissible entre le compte de la contamination et celui du fond. Un dispositif d'alarme est déclenché si le total des comptes du fond et de la contamination à partir du second détecteur dépasse complètement le compte accumulé pour le fond à partir du premier 15 détecteur pour indiquer un rapport excessif entre la contamination et le fond. Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulièrement de la description suivante, donnée à titre d'exemple et faite en se référant au dessin annexé, sur lequel : - la figure 1 est le schéma général d'un contrôleur de radiations 20 selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, et - la figure 2 est le schéma général d'une minuterie pour le contrôleur de radiations de la figure 1. Le contrôleur de radiations de la figure 1 comporte un premier détecteur de radiations 10 placé dans un emplacement pour la détection des 25 radiations de fond seulement et un second détecteur de radiations 12 disposé dans le même flux de radiations de fond, mais disposé aussi pour détecter la contamination d'une personne ou d'un objet. Les détecteurs dé radiations 10 et 12 sont de préférence des instruments du type à impulsions tels que les' tubes G-M ou les détecteurs du type compteur proportionnel pour permettre le 30 comptage sur le mode digital. Ces instruments produisent un signal sortant constitué par des impulsions pouvant être comptées et représentant les réactions des particules nucléaires avec le système. Un premier relais ou porte 14 connecte la sortie du premier détecteur de radiations 10 à une entrée 20 d'un compteur montant-descendant 18 et un second relais ou porte 16 35 ccmnecte la sortie du second détecteur de radiations 12 à l'autre entrée 22 du compteur montant-descendant 18. Les portes 14 et 16 sont représentées avec des entrées "ouverture1' (0) et "fermeture" (F) pour la réception des signaux A 71 30128 3 2102336 électriquœ commandant leur fonctionnement. Il doit être compris que les deux portes 14 et 16 peuvent être des portes logiques courantes ou des relais et qu'elles peuvent ou non comporter à la fois une entrée "ouverture" et une entrée "fermeture". Par exemple, des signaux consécutifs ou des signaux 5 codés peuvent être appliqués à une entrée unique pour provoquer alternativement l'ouverture et la fermeture des portes. Le compteur montant-descendant peut être n'importe quel compteur digital à double sens convenable. Un compteur particulièrement convenable et peu coûteux est le compteur montant-descendant à quatre termes binaires 10 synchrone type SN 74192N fabriqué par la Texas Instruments Company. Le compteur représenté comporte une entrée "montée" 20 pour recevoir le compte des radiations de fond et une entrée "descente" 22 pour recevoir le compte total du fond et de la contamination. Les signaux de comptage reçus à l'entrée corrélative 22 sont déduits du compte reçu et accumulé par l'entrée 20. 15 Une entrée de remise à zéro 24 peut aussi être nécessaire ou bien le compteur peut être à remise à zéro automatique après la fin de l'entrée des signaux. Un dispositif de signalisation ou d'alarme , tel qu'une sonnerie ou une lampes est connecté à la sortie du compteur montant-descendant 18 et il est excité quand le compteur atteint le niveau de compte zéro. Le compteur commence à 20 fonctionner et il est ramené à un compte positif négligeable plutôt qu'à zéro pour éviter un fonctionnement erroné de l'alarme. Un circuit de démarrage 28 connecte une source d'âlimentation en courant 30 séquentiellement à l'entrée de remise à zéro du compteur 18 et ensuite à l'entrée "ouverture" de la porte 14, Un circuit à retard 32 est 25 aussi excité par le circuit 28 pour démarrer un intervalle de temps initial quand la porte 14 est ouverte. Le circuit à retard 32 produit un signal sortant à l'expiration de l'intervalle de temps initial. La sortie du circuit à retard 32 est aussi connectée à l'entrée "ouverture" de la porte 16 et à l'entrée d'un second circuit à retard 34 pour le démarrage d'un second intervalle de 30 temps. Après le second intervalle de temps, le circuit à retard produit un signal sortant qui est appliqué aux entrées "fermeture" des deux portes 14 et 16. Il est évident que les deux circuits à retard 32 et 34 peuvent être réunis en une seule unité ou être remplacés par d'autres dispositifs appropriés produisant les signaux voulus pour assurer les fonctions nécessaires de minu-35 terie. La figure 2 représente une unité de minuterie particulièrement convenable et précise. Un générateur d'impulsions ou oscillateur 36 émet un signal 71 30128 4 2102336 d'une fréquence constante pour un compteur digital 38. Le compteur 38 est combiné pour produire un signal sortant après avoir accumulé un compte suffisant pour définir l'intervalle de temps initial. Le signal sortant du compteur 38 est utilisé pour ouvrir une porte 40 et la porte 16. La porte 40 transmet 5 alors le signal de l'oscillateur 36 à un second compteur digital 42. Le compteur 42 est combiné pour envoyer un signal aux entrées "fermeture" des portes 14 et 16 après l'écoulement du second intervalle de temps. Les portes 14 et 16 représentées sur la figure 1 commandent le passage des signaux sortants des détecteurs de radiations 10 et 12 au compteur montant-descendant 18. 10 Conformément à l'invention, le compte des radiations de fond détec tées par le détecteur de radiations 10 est accumulé dans le compteur montait- -descendant 18 pendant l'intervalle de temps initial et le second intervalle de temps. Le compte des radiations du fond et de la contamination détectées par le détecteur de radiations 12 est accumulé seulement pendant le second 15 intervalle. Ce compte du £onà et de la contamination est continuellement déduit pendant le second intervalle de temps du compte total des radiations du fond établi pendant les deux intervalles de temps. Si le compte net total arrive à zéro avant la fin du second intervalle de temps, un dispositif d'alarme est actionné pour indiquer une contamination excessive. 20 En posant t^ = intervalle de temps initial établi par la minuterie 32 t^ = second intervalle de temps établi par la minuterie 34 BG^ = taux de comptage moyen des radiations du fond pendant le temps t^ BG2 = taux de comptage moyen des radiations de fond pendant le temps t^ 25 C = taux de comptage moyen des radiations de la contamination pendant le temps t^ si le dispositif d'alarme 26 est actionné 30 t2(BG2 + C) ^ tx (3Gl) + t2(BG2) et _Ç_ ^ ^1 BGi t2 35 Si les intervalles de temps t^ et t2 ont des durées faibless la variation du taux de comptage du fond peut être estimée négligeable d'un BAD ORIGINAL 71 30128 5 2102336 intervalle de temps au suivant,, de sorte que BG^ est alors pratiquement égal à BG2. Par suite, si le rapport entre l'intervalle de temps initial et le second intervalle de temps est choisi comme rapport minimal admissible des radiations de la contamination aux radiations de fond, le dispositif 5 d'alarme 26 fonctionnera pour signaler une contamination excessive. Pour faire fonctionner le contrôleur de radiations représentés le circuit de démarrage 28 est actionné pour ramener à zéro le compteur montant-descendant 18. Cette commande peut résulter, par exemple du fait de l'arrivée d'une personne dans le contrôleur de radiations des mains et des pieds. La 10 porte 14 est alors ouverte pour la transmission du signal sortant du détecteur de radiations 10 à l'entrée "montée" du compteur montant-descendant 18. Le compteur 18 commence par suite à accumuler le compte des radiations de fond. La minuterie 32 établit l'intervalle de.temps initial pour le passage; seulement du compte des radiations de fond qui sont enregistrées avant l'ouverture 15 de la porte 16 pour la connexion du détecteur de radiations 12 à l'entrée "descente" du compteur montant-descendant 18. Le compteur 18 commence alors à déduire le compte des radiations de fond et de la contamination reçu du détecteur 12 tout en accumulant encore le compte des radiations de fond reçu du détecteur de radiation 10. La minuterie 34 établit un second intervalle 20 de temps de passage avant la fermeture des portes 14 et 16. Les minuteries 32 et 34 sont préalablement réglées pour que le rapport de l'intervalle de temps initial au second intervalle de temps soit égal au rapport minimal acceptable entre le compte de la contamination et le compte du fond. Par exemple, l'intervalle de temps initial peut être d'une seconde et le second in-25 tervalle de temps d'environ quatre secondes pour établir un rapport minimal de 0,25 entre le compte de la contamination et le compte du fond. Si le rapport réel de la contamination au fond est supérieur au minimisa acceptable, le compteur 18 est ramené à zéro et le dispositif d'alarme 26 est excité. Il ressort de ce qui précède que l'invention permet de réaliser un 30 dispositif de contrôle des radiations précis provoquant un signal d'alarme quand la contamination dépasse une fraction minimale admissible des radiations de fond dans un milieu environnant à fond variable. Le calcul est effectué par un minimum d'éléments électriques, ce qui rend le dispositif particulièrement utile dans les domaines d'utilisations pour lesquels la sûreté de 35 fonctionnement et un entretien réduit doivent être obtenus. Bien entendu, la description qui précède n'est pas limitative, et l'invention peut être mise en oeuvre Suivant d'autres variantes sans que l'on sorte de son cadre. BAD ORIGINAL 71 30128 6 2102336 !L0_0-5_ï-ÇJLï_ï.9JL§ 1. Dispositif pour le contrôle des radiations pour déterminer le niveau des radiations d'une contamination sous la forme d'une proportion par 5 rapport aux radiations de fond, caractérisé par un premier détecteur de radiations pour mesurer les radiations de fond et un second détecteur de radiations pour mesurer le total des radiations de fond et des radiations de la contaminations un compteur connecté aux entrées du premier et du second détecteur pour accumuler le compte produit par le premier détecteur et pour déduire le 10 compte établi par le second détecteur, un dispositif de minuterie pour connecter le premier détecteur au dompteur pendant un premier intervalle de temps et un second intervalle de temps et pour connecter le second détecteur au compteur pendant le second intervalle de temps, et un dispositif associé au compteur pour signaler le comptage d'un compte suffisant du second détecteur pour 15 l'épuisement du compte accumulé à partir du premier détecteur. 2. Dispositif pour le contrôle des radiations pour la détermination des radiations d'une contamination sous la forme d'une proportion par rapport aux radiations de fond caractérisé par un premier détecteur de radiations pour mesurer les radiations de fond, un second détecteur de radiations 20 pour mesurer le total des radiations de fond et des radiations de la contamination, un compteur connecté aux sorties du premier et du second détecteur pour accumuler le compte du premier détecteur et pour retrancher le compte du second détecteur, un dispositif de minuterie pour connecter le premier détecteur au compteur pendant un premier intervalle de temps et un second 25 intervalle ds temps etpcar connecter le second détecteur au compteur pendant le second intervalle de taraps, et un dispositif associé au compteur pour signaler un compte à partir du second détecteur suffisant pour épuiser le compte accumulé à partir du premier détecteur. 3. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que les 30 détecteurs de radiations sont des instruments du type produisant des impulsions. 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le compteur est un compteur montant-descendant comportant une entrée "montée" et une entrée "descente" pour recevoir des impulsions lesquelles étant 35 reçues à l'entrée "montée" sont accumulées dans lencompteur et étant reçues à l'entrée "descente" sont retranchées sur le mode digital. BAD ORIGINAL 71 30128 7 2102336 5. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4 caractérisé en ce que la minuterie comporte un oscillateur produisant un signal de fréquence constante d'impulsions et un premier et un second compteur digitaux recevant le signal de fréquence constante, le premier compteur digital étant combiné pour définir l'intervalle de temps initial et le second compteur digital étant combiné pour définir le second intervalle de temps.