Brevet FR2249408A1 — publié le 19750523

La présente invention a pour objet une source de rayonnement gamma, autodestructible rapidement en milieu aqueux. On sait qu'il est utile de munir les missiles ou obus de sources de rayonnement gamma en vue de déterminer avec précision la distance de passaae auprès d'une cible à l'aide d'un proximètre a détection de rayonnement gamma. Or, il est avantageux que la désintéaration du missile et sa chute en milieu aqueux entrainent une destruction des sources de rayonnement gamma par dissolution et dissémination de la substance émettrice de rayons gamma dans l'eau de mer. La présente invention a précisément pour objet une source de rayonnement gamma autodestructible en milieu aqueux, ladite source scellée restant étanche lors de son utilisation, c'est-a-dire lorsqu'elle n'est pas immergée. La source de rayonnement gamma autodestructible en milieu aqueux selon l'invention1 comprend: - une capsule métallique C enclosant de façon étanche une source radioactive émettrice de rayons gamma, - un agent corrosif P1 sous forme de poudre, - une pastille P2 de déshydratant, - une enveloppe métallique E de forme sensiblement cylindrique contenant ladite capsule C, l'agentcorrosif P1 et ladite pastille P2 de déshydratant; l'enveloppe métallique E est ouverte à une extrémité au voisinage immédiat de laquelle est placée la pastille P2 de déshydratant et fermée a autre extrémité par une paroi métallique mince M, - un bouchon percé de trous, obturant partiellement l'extrémite ouverte de ladite enveloppe E et dont les trous relient l'extérieur de l'enveloppe à son volume intérieur. Selon l'invention, la source scellée doit, soit rester parfaitement étanche lors de son utilisation, soit libérer très facilement son contenu radioactif lorsqu'elle est immergée. La source de rayonnement gamma doit - être étanche (le contenu radioactif doit rester confiné) dans les conditions de transport, de manipulation et d'utilisation, - pouvoir supporter des conditions hygrométriques sévères durant un certain temps en conservant son intégrité, c'est-à-dire que durant le temps où la source subit ces conditions, l'enveloppe de confinement de la matière radioactive doit rester étanche, - être autodestructible dans l'eau de mer en quelques heures, c'est-à-dire que la source doit pouvoir rapidement relâcher son contenu radioactif qui est alors immédiatement dilué dans l'eau, - être facilement verrouillable a distance sur son support, - ne pas pouvoir être déverrouillé sans un outil spécial, - pouvoir supporter des accélérations de 50g, - avoir des dimensions imposées relativement petites pour y loger l'ensemble du dispositif capable de maintenir l'étanchéité et de rompre rapidement cette étanchéité. Ces dimensions sont petites pour ne pas affecter les caractéristiques aérodynamiques du missile. La capsule métallique C et l'enveloppe métallique E protègent la source radioactive lorsque celle-ci n'est pas Immergée. Lors de l'immersion , l'eau de mer pénètre par les trous du bouchon à travers le déshydratant qui ne joue alors plus de rôle, jusqu'à l'agent corrosif qui, dilué attaque tout ou partie de la capsule métallique C libérant la source radioac tive émettrice de rayons gamma dans l'enceinte; simultanément, les mêmes agents corrosifs en présence d'eau attaquent la paroi métallique mince M de l'enveloppe métallique E et la détruisent de façon à ce que le contenu de l'enveloppe métallique E, soit la substance radioactive, s'échappe librement et se disperse dans l'eau de mer.Le déshydratant a pour rôle que dans des conditions normales d'utilisation, llhumidité atmosphérique ne dilue pas l'agent corrosif pour détruire les deux parois métalliques. Selon l'invention, la capsule C comporte au moins une fenêtre F faite d'un métal en faible épaisseur; le matériau constituant les fenêtres doit répondre à de nombreux impératifs: - matériau le moins activable possible en réacteur ce qui exclut les alliages et les métaux présentant de nombreuses impuretés, - matériau non poreux en épaisseur très mince, facile à usiner et à sertir, présentant une bonne tenue mécanique et une bonne tenue en température (conservant son étanchéité à cette température). La substance source de rayonnements gamma est activée en réacteur dans sa capsule métallique C, laquelle doit pouvoir supporter une température de quelques centaines de degrés centigrades pendant plusieurs centaines d'heures. L'aluminium pur ou le magnésium de faible épaisseur répond particulièrement bien à ces impératifs; selon l'invention, la fenêtre métallique F de la capsule C est constituée par une feuille d'aluminium d'épaisseur environ 0,1 mm. Selon l'invention, la pastille P1 d'agents corrosifs est constituée par une substance chimique choisie parmi le groupe formé par la soude non carbonatée, le chlorure mercurique et les acides iodiques et periodiques. Ces diverses substances au contact de l'eau attaquent la paroi d'aluminium ou de magnésium et la détruisent. Dans un mode d'application préférentielle de l'invention, Imagent corrosif P1 est du chlorure mercurique sous forme de fins cristaux qui s'est révélé le moyen d'attaque, en présence d'eau, le plus efficace sur l'aluminium ou le magnésium Selon l'invention, le déshydratant constituant la pastille P2 est en argile déshydratante chimiquement neutre. Cette argile chimiquement neutre est un produit disponible sur le marché sous la désignation commerciale de "DYDRA". Ce produit est d'une excellente efficacité On peut l'utiliser sous forme de comprimés, ce qui réduit sensiblement son volume apparent, autrement dit l'encombrement, sa densité est de 1,65 à 1,8, ce qui en fait un des absorbants les plus compacts. Cette compacité est partic-ulièrement intéressante dans le cadre de l'invention où il s'agit de limiter l'encombrement, les dimensions de la source devant être très petites. L'efficacité de cette argile peut être mesurée quantitativement; pour une humidité relative finale de 40%, 100cl3 du produit "DYDRA" fixent 25g d'eau alors que la meme quantité de gel de silice en cristaux par exemple ne fixe dans ces conditions que 17 ou 18 grammes. Selon l'invention, la pastille P2 est munie d'une armature interne de fibres de cellulose qui assure la cohésion du comprimé et lui donne une résistance convenable, compatible avec les efforts imposés (accélération 50g) lors du démarrage des missiles Cette accélération est bien supérieure à celle exercée par l'avion, ce qui laisse une marge de sécurité confortable puisque le roule du déshydratant est surtout important dans le cas où l'avion revient à terre sans avoir tiré son missile. Selon l'invention, l'enveloppe E est en acier inoxydable, ce qui a pour avantage de donner une grande frigidité à la source. Selon l'invention, le verrouillage de la source sur le missile ou tout autre objet se fait à l'aide des deux tétons carrés situés sur l'enveloppe E, ces deux tétons permettant d'accrocher la source sur un support baïonnette. Les tétons sont calculés suffisamment rigides pour pouvoir résister et maintenir en place la source sur le missile lors d'une accélération de 50g. Le verrouillage des tétons sur le missile s'effectue à l'aide d'un instrument dont l'extrémité est en forme de fente tournevis qui s'emmanche par poussée sur le bossage tournevis du bouchon, lequel est fixé à l'enveloppe E. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaltront mieux après la description qUi suit d'un exemple de réalisation donné à titre explicatif et nullement limitatif, en référence à la figure annexée sur laquelle on a représenté une vue en coupe de la source de rayonnements gamma. Comme on l'a déjà indiqué, l'invention a pour objet de réaliser une source de rayonnements gamma, de grande rigidité mécanique pour pouvoir supporter des accélérations de 50g, non destructible dans des atmosphères même très humides telles que durant la traversée d'un nuage par l'avion supportant le missile sur lequel est fixée la source, mais étant détruite rapidement dans un temps de l'ordre de quelques heures lorsque la source est immergée. Sur la figure 1 on a représenté la source de rayonnement gamma autodestructible. L'enveloppe E en acier inoxydable comporte deux tétons rectangulaires 2 et 4 utilisés pour fixer la source dans un support à encoches balonnettes, sur le missile par exemple. La capsule métallique C entoure la source radioactive située en 6; la capsule C comporte une fenêtre mince F, faite d'une feuille d'aluminium. L'agent corrosif P1 est contenu dans l'enveloppe E, de façon à ce que l'eau, lorsqu'elle entre par le trou 22 du bouchon 10 puisse mouiller ledit agent P1 . La paroi métallique mince M d'épaisseur 0,2mm est fixée de façon étanche sur le corps inoxydable de l'enveloppe E. L'eau s'écoule librement selon la flèche 18. La pastille P2 de déshydratant est fixée au voisinage du bouchon 10.Le bouchon l0 est percé de quatre trous tels que 22, la fenêtre F est placée en regard de l'agent corrosif P1, de façon à ce que lors de l'immersion de la source, la fenêtre F se trouve près de l'agent corrosif L'agent corrosif 21 en poudre, peut être comprimé par exemple sous forme de pastille. Les essals ont montré qu'avec du chlorure mercurique, la source radioactive est disséminée dans l'eau, lorsque l'enveloppe E est immergée, au bout de quelques heures. Au contraire, une simulation de vol a été effectuée où l'on a testé les propriétés d'étanchéité de la source. Lors de vols de l'avion portant le missile, avec sa source de rayonnement gamma, l'avion est susceptible de traverser des nuages porteurs d'eau; il faut que dans le cas où l'ordre de tir est annulé, la source radioactive puisse être enlevée du missile après le vol sans que l'eau ait attaqué la capsule protégeant la source radioactive. A cet effet, pour simuler les conditions défavorables de traversée d'un nuage de pluie, on a placé l'enveloppe E pendant 45 mn sous une pomme de douche débitant 600 litres par heure; la source a ensuite été laissée en repos durant une heure à température ambiante à 200C; à l'issue de cet essai, il n'a été constaté aucune altération de la source.La pastille de déshydratant était intacte ainsi que les deux parois minces d'aluminium. De même, une simulation de vol à haute altitude (basse tempéra ture) et retour au sol avec les sources froides où se condense la vapeur d'eau atmosphérique, consiste à mettre lesdites sources dans un congélateur; après que la température soit descendue à -30 C, on les place sur une grille au-dessus d'un générateur de vapeur d'eau pendant 30 mn. Les résultats sont identiques à ceux de l'essai précédent: aucune altération n'a été constatée. Le matériau constituant la source radioactive est du scandium 46, soit du tantale 182. Dans une réalisation on utilise sur le missile quatre sources de Scandium 46 d'activité comprise entre 15 et 25 millicuries chacune. Dans une seconde réalisation, on place sur le missile deux sources de Scandium 46 d'activité comprise entre 50 et 80 millicuries chacune. Le fonctionnement de la source est le suivant: l'avion décolle avec son missile muni de sa source et le missile est tiré. Les morceaux de fusée et la source tombent en mer. L'eau pénètre par les orifice 22 dans le bouchon, délite la pastille de déshydratant P2, chemine autour de la capsule C et met en solution le chlorure mercurique . Le chlorure mercurique commence son action de corrosion en attaquant simultané;ent les deux parois minces d'aluminium F et M. La paroi F de 0,1 mm est percée la première, le composé radioactif commence alors à se mettre en solution à l'intérieur de l'enveloppe d'acier, Ensuite la paroi M de O,2mm est-percée à son tour et le composé radioactif se disperse dans l'eau. Dans l'hypothèse inverse, où l'avion décolle avec son missile mais où le tir est annulé, l'avion revient et atterrit avec son missile et la source est récupérée. Pendant ce vol, l'avion peut traverser un nuage de pluie. Les filets d'eau de pluie, sous l'effet de la vitesse sont évacués tangentiellement à l'arrière du cylindre constituant l'enveloppe E de la source. Si la pluie continue à tomber sur le terrain d'atterrissage, l'humidité commence à pénétrer par les orifices tels que 22 et est arrêtée pendant plusieurs heures parla pastille de déshydratant P2 qui gonfle. Ce temps est suffisant pour déposer la source et la remettre dans son conteneur de transport avant que l'attaque corrosive ait fait son oeuvre. REVENDICATIONS 1. Source de rayonnement gamma autodestructible en milieu aqueux caractérisée en ce qu'elle comprend: - une capsule métallique C enclosant de façon étanche une source radioactive émettrice de rayons gamma, - un agent corrosif P1, en poudre - une pastille P2 de déshydratant, - une enveloppe métallique E de forme sensiblement cylindrique contenant ladite capsule C, ledit agent corrosif P1, et ladite pastille P2 de déshydratant, ouverte à une extrémité au voisinage immédiat de laquelle est placée la pastille P2 de déshydratant et fermée à l'autre extrémité par une paroi métallique mince M, - un bouchon percé de trous, obturant partiellement l'extrémité ouverte de ladite enveloppe E, et dont les trous relient l'extérieur de l'enveloppe à son volume intérieur. 2. Source selon la revendication 1, caractérisée en ce que la capsule C comporte au moins une fenêtre F faite d'un métal en faible épaisseur. 3. Source selon la revendication 2, caractérisée en ce que la fenêtre métallique est constituée par une feuille d'aluminium d'épaisseur environ 0,1 mm. 4 Source selon la revendication 2, caractérisée en ce que la fenêtre métallique est constituée par une feuille de magnésium d'épalsseur environ 0,1 mm. 5. Source selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'agent corrosif P1 est constitué par une substance chimique choisie parmi le groupe formé par la soude non carbonatée, le chlorure mercurique, et les acides lodique et périodique. 6. Source selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'agent corrosif P1 est du chlorure mercurique sous forme de fins cristaux. 7. Source selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le déshydratant constituant la pastille P2 est une argile déshydratante chimiquement neutre. 8. Source selon la revendication 7, caractérisée en ce que la pastille P2 est munie d'une armature interne de fibres de cellulose. 9. Source selon 1'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que l'enveloppe E est en acier inoxydable. 10. Source selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'enveloppe E comporte deux tétons de forme carrée protubérant sur le corps de l'enveloppe. 11. Source selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que la paroi métallique mince M est constituée par une feuille métallique mince d'aluminium d'épais- seur environ 0,2 mm. 12. Source selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que la paroi métallique mince M est constituée par une feuille métallique mince de magnésium d'épaisseur environ 0,2 mm. 13. Source selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que la fenêtre mince F est disposée perpendiculairement à l'axe du cylindre constitué par l'enveloppe E, et en regard de la pastille P1 d'agent corrosif. 14. Source selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que la source émettrice de rayons gamma utilisée est du scandium 46 sous forme de sesquioxyde Sc203. 15. Source selon l'une quelconque des revendications 1-à 13, caractérisée en ce que la source émettrice de rayons gamma utilisée est du tantale 182 sous forme de pentoxyde Ta205.