Brevet FR2086170A1 — publié le 19711231

L'-invention concerne un appareil à compter des objets, en particulier des éléments combustibles et/ou fertiles dé forme sphérique pour réacteurs nucléaires munis d'une enve loppe graphite, les objets passant à travers une conduite tubu laire électriquement conductrice. Pour compter des objets, en particulier des élé ments combustibles et/ou fertiles de forme sphérique, on a déjà fait conaitre différents appareils. Ainsi par exemple, il est connu d'utiliser comme appareil de comptage deux bobines à haute fréquence parallèles couplées magnétiquement entre elles et dis posées de telle s-orte que les objets à compter passent devant ces bobines. De ce fait, le couplage magnétique varie à chaque passage après quoi cette variation est transmise comme signal à un dispositif enregistreur au moyen d'un montage en pont placé à la suite des bobines.Toutefois, un inconvénient notable de cet appareil, lorsqu'on l'utilise pour compter des élémenís com bustibles et/ou fertiles sphériques, réside dans le fait que comme cela s'est avéré, la perméabilité des éléments combusti bles et/ou fertiles s'abaisse à environ 101v de la valeur initia le sous l'influence des radiations dans le réacteur. Dans le fonctionnemert d'un réacteur à entassement de sphères refroidi par un gaz, cela entraîne des difficultés qui sont encore accrue par le fait que la diminution steffectue irrégulièrement.On ne peut pas compenser purement et simplement cet inconvénient en augmentant l'inductance des bobines de façon telle qu'il en ré sulte une augmentation correspondante de la sensibilit,ar les conséauences désavantageuses de dispositions de ce genre réside raient dans le fait que par suite de ltaccroissement ainsi obte- nu des constantes de temps, des éléments combustibles et/ou fertiles passant en succession rapide par l'appareil de comptage ne seraient plus distingués avec la sûreté nécessaire.Le résul tat du comptage serait ainsi inexact. I1 faut ajouter que malgré plusieurs annexes d'expérience, on n'est pas arrivé à adapter suffisamment ces appareils connus aux conditions qui règnent dans le fonctionnement des réacteurs. Par suite, leur durée de vie était relativement réduite. Pour faire face à ces difficultés, on a tenté aussi d'avoir recours à d'autres dispositions, par exemple en disposant une barrière lumineuse dans laquelle les objets à compter traversent un faisceau lumineux dirigé sur une cellule photoélectrique, ou encore en disposant un interrupteur mécanique de façon telle que chaque objet qui passe. déplace un contact. D'autres dispositions connues consistent à utiliser une prépara- tion radioactive et à disposer à quelque distance de celle-ci un tube compteur de façon telle que les objets à compter passent entre la préparation radioactive et le tube compteur,. ou bien à disposer un générateur d'ultrasons et un récepteur en tirant parti du fait qu'une impulsion ultrasonique est réfléchie et modi fié'par les objets qui passent devant. Enfin, on a aussi prévu un émetteur à très haute fréquence qui engendre une onde électromagnétique stationnaire dans des conducteurs creux qui croisent le système de tuyauterie destiné aux objets, de sorte qu'au passage des objets, il se produit des variations de réflexion dont le nombre est une mesure du nombre d'objets qui passent. Toutefois, tous ces appareils connus ne peuvent pas servir dans les conditions extrêmes'de fonctionnement qui règnent dans un réacteur nucléaire et ne répondent pas non plus aux conditions qu'ils doivent remplir en ce qui concerne la précision et la sûreté. L'invention a donc pour but de fournir un appareil se passant d'entretien, pouvant etre fabriqué de façon simple économique, pour le comptage d'objets, en particulier d'éléments combustibles etou fertiles de forme sphérique munis d'une'enveloppe de graphite, qui donne des résultats exacts même dans les conditions extrêmes qui règnent dans un réacteur notam r-ent en ce qui concerne la température, la pression, l'encrassement et le flux de neutrons et qui, mtme dans un réacteur à haute température, atteigne une durée de vie de plus de 2 x 104h. Pour résoudre ce problème, dans un appareil du genre indiqué ci-dessus, un générateur à haute tension est relié à la paroi du tube et à la pointe d'une électrode isolée électriquement et passant à travers la paroi du tube de telle sorte qu'entre la paroi du tube et l'électrode est engendré un champ électriaue, la tension étant calculée de telle sorte qu'au passage des objets à compter, il jaillit une étincelle entre la pointe de l'électrode et la paroi du tube, en passant par l'ob- jet, et qu'en un point qui dépend des besoins du cas d'espèce, est relié au tuyau un dispositif en lui-même connu, indiquant et/ou enregistrant les impulsions de courant engendrées lors du jaillissement d'étincelles.A cet effet, de préférence, dans le conducteur de terre prévu de manière en elle-même connue dans l'appareil selon l'invention est branchée une résistance à laquelle un compteur est relié en parallèle. Sur cette résistance, toutaaugmentation du courant d'ionisation entre la pointe de l'électrode et la paroi du tuyau destiné aux objets, provenant du passage de chaque objet, se traduit par une chute de tension de sorte que le compteur enregistre le nombre des objets qui passent. I1 est apparu avantageux que le rayon de la perforation prévue dans la paroi du tuyau pour le passage de l'électrode soit au maximum égal à la moitié du rayon du tuyau et/ou soit inférieure à 1,2 fois la différence entre la plus grande dimension des objets perpendiculairement à l'axe du tuyau à la hauteur de l'électrode, et le diamètre du tuyau. L'é- lectrode doit être introduite de façon telle que sa pointe n'arrive pas encore à l'intérieur du tuyau afin d'éviter une liaison directe entre les objets qui passent et l'électrode. 11 est nécessaire de respecter les cotes indiquées ci-dessus pour arriver, compte tenu des objets qui passent, à aaapter aussi exactement que possible la haute tension aux bornes de l'intervalle, utilisé comme parcours d'ionisation, entre la pointe de l'électrode et le point le plus proche de la paroi du tuyau. Une forme de réalisation préférée de l'appareil à compter des objets selon l'invention utilise un générateur à haute tension à haute fréquence. Celui-ci peut être par exemple constitué par un montage transformateur de choc commandé par un thyristor, car on obtient ainsi une fréquence indépendante de la charge. En pareil cas, étant donné que le temps de séjour des objets dans la région -de l'éclateur est une fonction linéaire de la vitesse des objets qui passent, le nombre des impulsions reçues à chaque passage d'omets est une mesure linéaire inverse de la vitesse à laquelle les objets passent. I1 est dans ces conditions avantageux de réunir toutes les impulsions individuelles en un paquet d'impulsions au moyen d'un amplifie; teur à seuil comportant un organe de temporisation approprié, car en raison de l'ionisation croissante, une succession de décharges une fois mise en route s'interrompt seulement après le passage d'un élément combustible et/ou fertile. I1 est apparu qu'étant donné l'intensité des impulsions émises par l'appareil selon l'invention, lorsque la conductivité varie d'un facteur de + 1000, on obtient un comptage sar et exact des objets qui passent. Un autre avantage réside dans le fait que l'exactitude et la sûreté des résultats de mesure sont indépendantes de la matière et de la- eonformation des objets à mesurer et aussi, entre certaines limites, de leurs dimensions. Quand on utilise un générateur à haute tension à haute fréquence, on obtient un autre avantage, à savoir que le nombre des impulsions mesurées est une mesure de la vitesse des objets qui passent. Cela est important en particulier pour le fonctionnement d'un réacteur nucléaire. Il est apparu avantageux en outre de donner à la résistance sItuée dans le conducteur de terre de l'appareil selon 1-' invention la forme d'un diviseur de tension à résistance ohmique élevée T1 est ainsi possible à'éviter l'apparition de hautes tensions absolues sur les dispositifs capteurs des impulsions de comptage. En outre, le diviseur de tension sert à limiter le courant d'arc. Un exemple de réalisation de l'invention a été décrit ci-dessous et représenté schématiquement au dessin annexe Comme le montre le dessin, le générateur à haute tension I qui est de préférence à haute fréquence est relié à l'électrode 2 qui est vissée dans la paroi du tuyau 4 servant à guider les objets et isolee électriquement par l'isolant 3. Le conducteur électrique 5 prévu pour la liaison est fixé dans la région des rayons du réacteur sans être mis à la masse ou bien il est protégé par des perles céramiques.Pour l'insertion de l'électrode 2, une tubulure 6 est de préférence disposée sur la paroi du tuyau 4 amour éviter une liaison directe entre les objets qui passent et l'électrode 2, l'électrode est vissée seulement dans une mesure telle que sa pointe ne pénètre pas à l'intérieur du tuyau 4. Bn outre, dans le conducteur 7 du générateur à haute tension 1, qui mène au tuyau 5 et qui est relié à la terre, est interposée une résistance 8 sur laquelle toute augmentation du flux d'ionisation entre la pointe de l'électrode 2 et le point opposé de la paroi du tuyau 4, résultant du passage des objets à travers le tuyau 4, se traduit par une chute de tension. Si - comme le montre le dessin - la résistance 8 se trouve dans le circuit d'un dispositif 9 qui capte et/ou envegis- tre le nombre des chutes de tension, le nombre des objets qui passent est enregistré et/ou indiqué par le compteur 3. De façon non représentée, la résistance 8 peut constituer un diviseur de tension de grande résistance ohmique de sorte que par un réglage approprié, on évite l'apparition de hautes tensions absolues dans le compteur. Elle permet en outre de limiter le courant d'arc. - REVENDICATIONS 1. Appareil à compter des objets, en particulier des éléments combustibles et/ou fertiles de forme sphérique pour réacteurs nucléaires munis d'une enveloppe de graphite, dans lequel les objets traversent une conduite tubulaire électriquement conductrice, caractérisé par le fait qu'un générateur à haute tension engendre un champ électrique entre la paroi de la conduite et la pointe d'une électrode traversant avec isolement la paroi de la conduite, la tension étant calculée de telle sorte qu'au passage des objets à compter, il jaillit une étincelle entre la pointe de l'électrode et la paroi du tube, en passant par l'objet, et qu'en un point qui dépend des besoins du cas d'espèce. est relié à la conduite un dispositif en lai-même connu, indiquant et/ou enregistrant les impulsions de courant en cendrées lors du jaillissement d'étincelles. 2 Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le rayon de la perforation prévue dans la paroi du tuyau pour le passage de ltélectrode est au maximum égal à la moitié du rayon et/ou est inférieur à 1,2 fois la différence entre la plus grande dimension des objets perpend-cu- lairement à l'axe du tau à la hauteur de l'électrode et le diamètre du tuyau. 3. Appareil selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que le génerateur à haute tension est un générateur à haute tension à haute fréquence.