Brevet FR2255681A1 — publié le 19750718

La présente invention concerne 21 caisson destiné une une matière radioactive. Dans certaines applications, une matière ra-sOc ive est placée de manière à irradier dans l'atmospr.ère dans laquelle un travail est effectué ou dans 1 air qui est ultérieurement soufflé sur le lieu de travail Une telle application concerne l'utilisation de particules a pour ioniser l'aír. Par exemple, vizir peut être ionisé, puis dirigé vers une matière isolante ou il peut être ionisé au voisinage de cette dernière qui, par suite du traitement, acquiert des charges électrostatiques. tes ions appropriés de l'air sont attirés par les charges et ils les neutralisent. tes charges électrostatiques posent un problème, par exemple lors du traitement de bandes de matière isolante, car même des charges relativement faibles peuvent conduire a une haute tension, par exemple lorsqutune bande est tirée a' l'écart d un support ou rouleau avec lequel elle forme en fait une capacité. tes nucléides qui émettent des particules a sont tous très toxiques, mais comme les particules a présentent un très faible pouvoir de pénétration, les nucléides doivent être contenus par des couvercles très minces. Par conséquent, il y a un danger latent du à l'éventualité d'une libération de la matière radioactive en cas d'endommagement du couvercle sous l'effet d'une élévation excessive de la température ambiante, par exemple par suite d'un incendie. Belon ses caractéristiques essentielles, l'invention concerne un caisson pour contenir une matière radioactive comportant un dispositif destiné à enfermer et protéger automatiquement la matière en cas d'élévation de la température ambiante à un niveau prédéterminé. te dispositif de retenue et de protection peut être également agencé pour être actionné manuellement, par exemple à la fin d'une journée de travail ou au cours d'autres périodes pendant lesquelles l'émission du rayonnement n'est pas sou,laltée. De préférence, le caisson comporte un autre disposi tif pour maintenir la mat 1ère radioactive enfermée et protégée dès que le dispositif autoeqatiqtl.e de protection est actionne, ce dispositif supplémentaire pouvant tre actionné à la même tempé- rature que celle å laquelle le dispositif de protection fonc- tionne ou à une température légèrement supérieure. Le dispositif susmentionné de retenue et de protection empêche généralement une matière radioactive solide ou liquide de s'échapper du caisson, mais ne peut pas empêcher l'échappement de la matière radioactive en phase vapeur. De préférence, le caisson comporte également un dispositif destiné à enfermer et protéger la matière radioactive d'une manière étan- che dès que le dispositif automatique de protection a été actionné. te dispositif d'étanchéité empêche que les gaz s'échappent du caisson. te joint doit être en une matière élastiquement déformable à des températures qui peuvent être atteint en cas d'incendie, par exemple on dispose de matières céramiques qui sont élastiques à 1000oc. Ainsi, lors de l'utilisation de l'appareil de l'invention, bien que la matière soit normalement placée de manière que le rayonnement soit émis soit dans l'atmosphère, soit dans l'air qui est ultérieurement soufflé dans l'atmosphère, e cas d'élévation de la température au-dessus d'une certaine limite, la matière est protégée et est retenue dans le caisson. Plus particulièrement, l'invention concerne un cais- son pour une matière radioactive comprenant une chambre ayant une ouverture, une matière radioactive contenue dans la chambre de manière que le rayonnement soit normalement émis à travers l'ouverture, et un dispositif de protection sensible à la chaleur qui fonctionne automatiquement à une température prédéterminée pour protéger la matière contenue dans la chambre.Le dispositif de protection peut comporter un organe destiné à fermer l'ou-fer- tu-re d'une-manière étanche ou bien il peut comporter un dispositif destiné à déplacer le support de la matière de manière clutaucu-n rayonnement ne puisse être émis à travers l'ouverture et que la matière radioactive ne soit pas accessible de l'extérieur d cais- son et ne puisse pas s'échapper de celui-ci. Un tel caisson peut etre monte' pïeo d'un lieu de travail ou bien il peut être monté dans un conduit dans lequel l'air à irradier peut passer. Toutefois, selon une varnto, le caisson a la formé d'un conduit destiné à être fixé à une soul- flante ou une source d'air comprimé comportant un dispositif de support pour la matière radioactive destinéeà irradier l'air passant le long du conduit, et-un dispositif sensible à la chaleur qui est actionné automatiquement pour fermer le conduit et protéger la- matière radioactive. Des dispositifs de verrouillage sont prévus de préférence pour que la matière soit protégée après le déclenchement du dispositif sensible à la chaleur. Ces dispositifs de verrouillage peuvent éventuellement fonctionner à une température légèrement supérieure à la température de déclenchement du dispositif de protection, leur présence étant destinée à ne permettre qu'à des personnes qualifiées de pouvoir accéder ultérieurement à la matière radioactive pour vérifier son état. L'invention concerne également des caissons comme celui décrit plus haut dans lesquels une matière radioactive est placée sur l'élément de support. la matière radioactive pour de nombreuses formes de réalisation est le polonium 210 qui émet des particules a, mais très peu de rayonnementl ou X, bien qu'il soit possible d'utiliser d'autres émetteurs tels que le plutonium 298, le plutonium 239, l'américium 241, le curium 242 ou le curium 244. Bien que les caissons selon l'invention sont particulierement intéressants pour des émetteurs cc, il est possible de les utiliser également pourvues émetteurs ss, par exemple le strontium 90 ét l'yttrium 90, le thallium 204 ou le prométhium 147'. B'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels les figures lA7 13, 10 et ID sont respectivement une-vue en perspective avec arrachement partiel,et des coupes suivant les lignes A-A, 3-B et C-C de la figure lA d'une première -forme de réalisation du caisson de l'invention dans une position dans laquelle la matière radioactive contenue est protégée la figure lE est une coupe de la même forme ae réalibation suivant la ligne B-B de la figure 1A, avant que la matière ratioactive soit protégée automatiquement les figures PA, 23 et 2C sont respectivement une vue en perspective avec arrachement partiel, et des coupes suivant les lignes B-E et A-A de la figure 2A montrant une seconde forme de réalisation du caisson de l'invention la figure 2D est une coupe du dispositif de ver rouil1Taga de la forme de réalisation de la figure 2A les figuras 3A, 3B et 3C sont respectivement une vue en perspective avec arrachement partiel, et des coupes suivant les lignes A-A de la figure 3A montrant une troisième forme' de réalisation d'un appareil selon l'invention en position ouverte et en position fermée la figure 3D est une coupe détaillée du dispositif de verrouillage de cette forme de réalisation ; et la figure 4 est une coupe d'une autre forme de réalisation e l'appareil selon l'invention. Dans la forge de réalisation des figures lA à 1E, le dispositif automatique de protection est actionné par ressort chaque fois qu'un électro-aimant de retenue est désexcité, comme cela se produit lorsqu'un interrupteur sensible à la chaleur ou fusible s'ouvre. Bien que ce principe puisse s'appliquer à d'au- tres dispositions, comme représenté, on utilise un caisson 10 qui est fermé à l'exception d'une ouverture rectangulaire Il mnagée -d'un côté de sa face supérieure et qui est recouverte de grillage ou ae métal déployé.Un dispositif de support est mobile transversalement à l'intérieur du caisson et comporte une boute t2 dont la largeur correspond sensiblement à la moitié de celle du caisson et qui présente une ouverture rectangulaire 19 recouverte de grillage ou de métal déployé. la matière radioactive qui est représentée comme étant contenue dans la botte 12 en 14 a la forme d'une plaque comme celle qui peut entre réalisée en travaillant du polonium contenu dans de l'argent pour obtenir une feuille ou clinquant radioactif La bote 12 est montée sur des tiges 15 près de chaque extrémité du caisson 10. Comme representé, ces tiges passent avec jeu dans des ouvertures ménagées dans des pattes au- dessous de la boite 12.Des ressorts 16 entourant les tiges 15 sollicitent la boîte 12 dans une position dans laquelle son ouverture 13 ne se trouve plus au-dessous de l'ouverture 11 du caisson 10. Toutefois, la boite 12 peut être maintenue par un électroaimant 17 de manière que les ouvertures coincident. Lorsque cet électro-aimant est excité et que les ouvertures coincident, le rayonnement est émis à partir du caisson Si un interrupteur sensible à la chaleur qui se trouve dans le circuit d'alimentation de l'électro-aimant devait s'ouvrir, les ressorts 16 solliciteraient alors la boite 12 de l'autre côté du caisson pour protéger la matière radioactive.En outre, pendant ce mouvement, la boîte 12 est sollicitée vers le haut contre la paroi supérieure du caisson 10 par un ensemble de cames entre le fond du caisson 10 et le fond de la boîte 12. Ceci est représenté en particulier sur les figures lD.et lE et on voit que lorsque la boîte 12 atteint la fin de sa course l'éloIgnant de la position dans laquelle son ouverture est en regard de l'ouverture 11,.des rampes respectives 18 entrent en contact avec des taquets respectifs 19 pour soulever la boSte comme représenté de manière que son ouverture soit placée à proximité de la paroi supérieure du caisson, en protégeant et isolant la matière radioactive. Eventuellement, un élément d'étanchéité 23 peut être disposé entre la paroi supérieure du caisson et le sommet de la boîte autour de l'ouverture. Une autre caractéristique de cette forme de réalisation réside dans un dispositif de verrouillage représenté sur la figure 1C comprenant un plongeur 20 sollicité par ressort qui est normalement retenue enposition rétractée par une goupille fusible 21. A une certaine température au-dessus de laquelle ltélectro- aimant libère la boîte 12, la goupille 21 fond et le plongeur 20 est soulevé pour s'engager dans un évidement 22 du fond de la boîte, en l'empêchant ainsi d'être ramenée dans une position dans laquelle la matière radioactive n'est plus protégée et pourrait s 'échapper. a forme de réalisation des figures 2A, 23 et 2C fonctIonne suivant le même principe général QOS la forme de réalisation précédente, mais dans ce cas, le o::eent utilisé pour protéger la matière radioactive est rotatif. Cette forme de réalisation comporte un caisson 30 présentant ure ouverture 31 recouverte d'un grillage d'un coté de sa face supérieure et une boîte 32 contenant une matière radioactive est montée pour tourner dans le caisson et présente une ouverture 33 qui peut coSn- cider avec l'ouverture 31.La figure 23 montre entrait plein l'ouverture 33 de la boite en regard de l'ouverture 31, son autre position, après une rotation de 900, étant représentée en pointillés. La figure 23 montre également que lorsque la boité tourne dans son autre position, elle entre en contact avec une aile 343 d'un écran pivotant en cornière qui tourne ainsi de manière que son autre aile 34A recouvre l'ouverture de la boîte. Cette autre aile 34A peut présenter un joint 41 en céramique pour assurer l'étanchéité tout autour de l'ouverture de la boîte. La rotation de la boîte dépend d'un ressort de torsion 35 logé dans un compartiment à une extrémité de la boîte et un électro-aimant rotatif 36 maintient normaement la boite dans la position de fonctionnement pour émettre un rayonnement à travers l'ouverture 31 à l'encontre de l'action du ressort de torsion 35. L'électro-aimant est alimenté par l'intermédiaire d'un fusible ou interrupteur sensible à la chaleur. Cette forme de réalisation comporte également un dispositif de verrouillage 39 sensible à la chaleur, du type précédemment décrit et utilisant un plongeur 37 qui, lorsqu'il est libéré par le ramollissement d'une goupille fusible 38, est sollicité par ressort pour s'engager dans une fente ou alésage 40A d'une tige de montage 40 de la boîte. Une forme de réalisation fonctionnant selon un principe légèrement différent est représentée sur les figures 3A à 3D. Cet appareil est retenu dans une position d'émission du rayonnement à l'encontre de 1'action d'un ressort, par un élément de torsion fusible à la place d'un électro-airnt. L'appareil comporte deux tubes partiellement sphériqw1es, coaxiaux 50, 51 tournant l'un par rapport à l'autre, dont chacun présente une ouverture longitudinale 42 43 sur un arc inférieur à 180 3, le tube Interne 51 contenant la matière radioactive 52.La rotation relative se produit entre une position d'émission du rayonnement (figure 3B), dans-laquelle les ouvertures concidant---, et une position de protection (figure 3C) dans laquelle les ouvertures sont diamétralement opposées et vers laquelle un ressort de torsion 44 tend à agir. L'ouverture du tube interne partiellement cylindrique au moins est recouverte d'un grillage. A une extrémité du tube interne 51, mais à l'inté-- rieur du tube externe 52, est fixé un arbre 53 auquel est assujet, ti le ressort et qui est relié à un second arbre 54 par un accouplement à torsion 55 sensible à la chaleur qui peut comprendre des bossages en laiton réunis par une soudure à bas point de fusion. Le second arbre 54 présente un verrou manuel 56 à son autre extrémité au moyen duquel il est possible de faire tourner les tubes l'un par rapport à 11 autre. Un mécanisme à rochet et cliquet du verrou peut alors maintenir les tubes dans la position d'émission, mais si l'accouplement 55 cède à une température élevée, le ressort 44 fait tourner le tube interne 51 dans la position de protection de la figure 3C. Un autre verrou est utilisé-pour retenir l'appareil dans la position de protection et est représenté en détail sur la figure 3D. Le tube externe 50 présente une fente 57 se terminant par une partie plus large 58. Un goujon 59 assujetti au tube interne traverse la fente 57. Le goujon 59 comprend une tige 60 et un capuchon 61 enfermant un ressort 62 et une bague 63. Les limites normales de rotation imposées par le verra manuel sont telles que le goujon 59 ne s'engage pas dan 1 partie plus large 58 de la fente 57, comme on le voit à gauche sur la figure 3D. Toutefois, en cas de défaillance de l'acccip$t fusible, la rotation relative des tubes partiellement cl roques se poursuit jusqu'à ce que le goujon 59 atteigne la partie plus large 58, la bague 63 s'engageant alors dans cette partie, comme on -le voit à droite sur la figure 3D. Etant donne que la bague 63 est pratiquement-- inaccessible, ce verrou ne peut normalement pas être libéré. La dernière forme de réalisation de l'appareil selon l'invention est représentée sur a fiÖmL comrc--ta un conduit 70 dans lequel peut passer l'air à ioniser, comme ind- qué par les flèches. Comme représenté, deux éléments de support 7f, 72 d'une matière radioactive 74 sont fixés à la paroi du conduit et des chicanes longitudinales de protection 75 sont disposées de manière à s'assurer que le rayonnement &gamma; et tout rayonnement X primaire ou secondaire ne s'échappent pas du conduit.Les éléments de support 71 sont au milieu du conduit et comprennent des boîtes présentant des ouvertures recouvertes d'un grillage. A chaque extrémité, le conduit présente un grillage 74 et plus à l'intérieur, des séries de volets pivotants 75 qui, lorsqutune certaine température est~atteinte, tournent automatiquement pour fermer entièrement les extrémités du conduit, de la manière représentée, et ils peuvent être bloqués dans la position fermée. Normalement, ces volets sont parallèles aux chicanes 73. Le mode de rotation des volets 75 peut être analogue à celui de l'une quelconque des formes de réalisation décrites plus haut et il est possible-de choisir de nombreux autres dispositifs tant pour cette forme de réalisation que pour les autres. De préférence, le dispositif est à toute épreuve, mais il serait possible d'adopter des dispositifs fonctionnant par gravité, élastiques, électromagnétiques, pneumatiques ou hydrauliques pour s'assurer d'obtenir une protection à une température donnée. Les divers tubes, boîtes, éléments de support et conduits décrits -plus haut sont de préférence en acier. Les diverses formes de réalisation peuvent être conçues de manière que, par exemple, la matière radioactive soit protégée automatiquement à environ 20000. Si le dispositif de verrouillage fonctionne à une température différente, celle-ci peut être convenablement d'environ 30000. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées aux appareils décrits sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Caisson pour une matière radioactive, caractéri- sé en ce qu'il comporte un dispositif destiné à enfermer e7 protéger automatiquement la matière en cas dSélévation de la tempé- -rature ambiante à un niveau prédéterminé. 2. Caisson selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif destiné à maintenir la matière radioactive enfermée et protégée dès que le dispositif automati- que de protection a fonctionné. 3. Caisson selon la revendication i ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif destiné à enferrer et à protéger la matière radioactive d'une façon étanche dès que le dispositif automatique de protection a été actionné. 4. Caisson selon l'une quelconque des revendica- tlons 1 à 3, caractérisé en ce qu'il contient une chambre présente tant une ouverture, une matière radioactive logée dans la chambre de manière qu'elle émette normalement un rayonnement à travers l'ouverture et un dispositif de protection sensible à la chaleur qui est actionné automatiquement à une température prédéterminée pour protéger la matière contenue dans la chambre. 5. Caisson selon ltune quelconque des revendications i à 3, caractérisé en ce qu'il a la forme d'un conduit destiné à être f-ixé à une soufflante, contenant une matière radioactive et comportant un dispositif sensible à la chaleur qui est action- né automatiquement à une température prédéterminée pour fermer le conduit et protéger la matière radioactive. 6. Caisson selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un dispositif de verrouillage permet de maintenir la matière radioactive à l'état protégé après le déclenchement du dispositif sensible à la chaleur. 7. Caisson selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif de verrouillage est actionné automatiquement à une température plus élp.v4 olive celle déclenchant le dispositif de protection. 8. Caisson selon a revendication 4 ou 5, caractéri- sé en ce que la matière radioactive est le polonium 215 ou l'américium 241.