Brevet FR2452159A1 — publié le 19801017

L'invention concerne un bouclier de protection contre les radiations qui est constitué de sphères métalliques enfermées dans une gaine. Dans les boucliers de protection contre les radiations du type antérieur, une pluralité de sphères b ayant toutes le même rayon sont chargées dans une gaine comme le montrent les figures 1 et 2. Les sphères métalliques sont disposées dans les conditions indiquées dans les figures 1 et 2, ou suivant une combinaison de ces deux dispositions. Quand les sphères métalliques b sont disposées comme le-montre la figure 1, les radiations ayant la direction c pénètrent dans les sphères métalliques b avec un facteur d'atténuation de 100 %, pendant que les radiations qui ont la direction d, tangente aux sphères b, présentent un facteur d'atténuation de O %. Dans l'ensemble, le facteur d'atténuation varie de O à 100 %. On ne peut en conséquence réaliser un blindage efficace. Quand les sphères métalliques b sont disposées comme le montre la figure 2, le facteur d'atténuation se situe dans un ordre de grandeur entre 45 et 100 %, et par suite, dans ce cas non plus, on ne peut que difficilement satisfaire au plan de blindage. De plus, quand on empile un certain nombre de boucliers contre les radiations ayant tous la hauteur H que montre la figure 3, pour former un blindage, la position relative entre les sphères métalliques b se modifie avec le temps en raison de pressions extérieures telles que le poids des sphères métalliques b. En conséquence, la hauteur du blindage diminue comme le montre la figure 4. C'est-à-dire qu'en vue tridimensionnelle, la hauteur H diminue d'environ .9,25/o.pour prendre la hauteur H'. Par suite, il se produit un vide e au-dessus de la pile de boucliers anti-radiations, ce qui peut avoir pour résultat un accident inattendu, des ouvriers pouvant être baignés par les radiations. En raison de ce qui précède, l'objet principal de 1' invention est de réaliser un bouclier anti-radiations qui puisse éviter la diminution de hauteur et augmenter l'efficacité de la protection contre les radiations. A cette fin, suivant l'invention, on charge dans une gaine une pluralité d'un premier type de sphères ayant un diamètre déterminé et une pluralité d'un second type de sphères dont le diamètre est plus petit que celui du premier type de sphères. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés représentant des exemples de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - les figures 1 à 4 sont des vues en coupe longitudinale du modèle antérieur de boucliers anti-radiations. - la figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'un empilage de boucliers anti-radiations du modèle antérieur. - les figures 6 et 7 sont des coupes longitudinales d'un premier et d'un second type de réalisation de l'invention. - la figure 8 est un graphique montrant la variation du taux de charge en fonction des modifications du rapport de mélange et du rapport des rayons dans le bouclier anti-radiation quand on mélange des sphères métalliques de rayon plus petit et de rayon plus grand comme le montrent les figures 6 et 7. - la figure 9 est un graphique montrant la modification dans le temps de la hauteur des boucliers anti-radiations du type antérieur et des boucliers suivant l'invention, et, - les figures 10 et 11 illustrent des coupes longitudinales des troisième et quatrième modes de réalisation de 1 'invention, respectivement. On utilise les mêmes références numériques pour désigner les parties analogues dans toutes les figures. On trouvera décrit ci-après, avec référence à la figure 6, un premier mode de réalisation de l'invention, On charge dans une gaine 1 une pluralité de sphères métalliques à grand rayon 2, ayant un rayon r, et ensuite, une pluralité de sphères métalliques à petit rayon 3, ayant un rayon de 0,7r, dans la mme gaine. Après agitation, les sphères métalliques 2 et 3 se trouvent mélangées de façon telle que la radiation dont la direction est tangente aux sphères métalliques 2 de grand rayon rencontre les sphères métalliques à petit rayon 3. Admettant que le rayon des sphères à grand rayon 2 soit égal à r, si l'on considère le bouclier à deux dimensions que l'on voit dans la figure 6, c'est-à-dire, si la sphère métallique 3 de petit rayon se trouve dans un creux défini par quatre sphères métalliques 2 à grand rayon qui se trouvent sur un seul et même plan et sont en contact les unes avec les autres, le rayon de la sphère métallique à petit rayon est exprimé par l'équation 2 4 r - 2 r = 0,41r *0 0,4r 2 Si, d'autre part, on considère un bouclier à trois dimensions, c'est-à-dire si les sphères métalliques à petit rayon 3 se trouvent dans un creux défini par huit sphères métalliques 2 à grand rayon, qui sont en contact entre elles et dont les centres sont les huit apex d'un cube, le rayon des sphères métalliques 3 à petit rayon est exprimé par l'équation 2 = 0,732r 5 0,7r et par conséquent, le chiffre de 0,7r convient. La figure 7 illustre un second mode de réalisation de l'invention, On charge un certain nombre de sphères métalliques a' grand rayon 2 ayant un rayon r, dans -la gaine 1, et ensuite charge dans la même gaine un nombre déterminé de sphères métalliques à petit rayon, ce rayon étant de 0,22r. Après agitation les sphères métalliques 2 et 4 se mélangent de telle façon que les sphères métalliques 4 à petit rayon se place dans des creux définis par les sphères métalliques 2 à grand rayon, ce qui augmente le facteur d'atténuation des radiations. Admettant que le rayon des sphères métalliques 2 à grand rayon soit égal à r, si l'on considère le bouclier à deux dimensions de la figure 7, le rayon des sphères métalliques à petit rayon sera exprimé par l'équation 2 r - r = 1,156 r - lr = 0,156r = 0,15r Si d'autre part, on considère un bouclier à trois dimensions, le rayon des sphères métalliques à petit rayon 4 est exprimé par l'équation: # 3/2 r = 1,224r - r = 0,224r # 0,22r et en conséquence, le chiffre de 0,22r convient. Si l'on se réfère aux boucliers anti-radiations tel qu'il est illustré dans les figures 6 et 7, on a examiné la variation de charge des sphères métalliques dans la gaine, en fonction du changement du rapport des rayons r1 et le rapport r2 du mélange W2 où rl et r2 sont les rayons des sphères W1 + W2 métalliques à grand et à petit rayon, respectivement, et W1 et W2 sont des poids, respectivement, de ces sphères à grand et à petit rayon. Le résultat de l'examen est donné dans le graphie de la figure 8. On comprendra facilement d'après ce graphique que le taux de charge augmente avec l'augmentation du rapport r1 des rayons. r2 Dans cet essai, le taux de charge atteignait le maximum, approximativement 0,72 quand les diamètres des sphères métalliques à grand et à petit rayon sont respectivement de 3mm et de 0,5 mm (rapport des rayons = 6) et le rapport de mélange w W2 w + w est de 0,37. Ce taux de charge maximum est environ ciAq foZs plus grand que le taux de charge de 0,6 qui existe r1 quand le rapport des rayons - est de 1,5, et le rapport de r2 mélange est le mme que ci-dessus. On a effectué un autre essai. C'est-à-dire que l'on a empilé en trois rangées et en dix rangées, respectivement, les boucliers anti-radiations de la technique antérieure, illustrés dans les figures 1 et 2, et les boucliers anti-radiations suivant l'invention, illustrés par les figures 6 et 7, puis on a mesuré le changement de hauteur au bout d'un certain nombre de jours. Le résultat est donné dans le graphique de la figure 9. Avec les boucliers anti-radiations de la technique antérieure, la hauteur a baissé d'environ 2 mm au bout de cinq jours, alors qu'avec les boucliers anti-radiations suivant l'invention, le changement de hauteur était d'une importance de l'ordre des erreurs de mesure possibles. La figure 10 montre un troisième mode de réalisation de l'invention. On charge dans la gaine des sphères métalliques 2 à grand rayon r, des sphères métalliques à petit rayon 3 dont le rayon est égal à 0,7r et des sphères métalliques à très petit rayon, dont le rayon est de 0,22 r. Dans ce cas, le facteur d'atténuation est encore plus amélioré. La figure 11 illustre un quatrième mode de- réalisation de l'invention dont la construction est sensiblement similaire à celle du troisième mode de réalisation décrit ci-dessus, si ce n'est que les vides entre les sphères métalliques sont remplis avec un fluide 5, capable de constituer un blindage contre les radiations, tel que le mercure et l'eau. Avec les première à quatrième modes de réalisation décrits ci-dessus, les sphères métalliques peuvent être faites de plomb, de fer, d'acier inoxydable ou autres métaux de ce genre. Au lieu de sphères faites d'un seul et même élément, on peut utiliser des sphères de différentes sortes, par exemple des sphères de plomb et des sphères de fer. Quand on utilise une sphère de fer magnétisable, l'adhérence entre les sphères est améliorée, ce qui évite sensiblement les pertes de radiations. De plus les boucliers anti-radiations peuvent être empilés sous une forme quelconque sans provoquer un glissement entre les sphères. Si lion doit assurer une protection contre des rayons t de 60Co, le rapport de protection du plomb, du fer et de l'acier inoxydable est sensiblement de 1 : 0,7 : 0,7. Quand le bouclier anti-radiations suivant l'invention doit eAtre disposé dans un espace à contours compliqués, on insère d'abord une gaine 1 librement déformable dans cet espace, puis on charge les sphères métalliques dans cette gaine. L'invention a été décrite en conjonction avec une sphère métallique car la forme globulaire est préférable en raison de son faible cotit de fabrication et de la commodité du chargement. Mais on comprendra facilement que le métal peut se présenter sous la forme de polyèdre tel qu'un cube ou un octaèdre. En raison de la construction telle qu'elle est décrite ci-dessus, l'invention présente les excellents effets, caractéristiques et avantages suivants (1) Aucune radiation ne traverse le bouclier sans atténuation, (2) Le taux de charge des sphères métalliques et par suite la densité spécifique apparente est augmentée de façon telle que l'efficacité de la protection est accrue. (3) Quand on empile plusieurs boucliers anti-radiations, la diminution de hauteur de la pile avec le temps est très faible. En conséquence, il n'apparait pas de vide au-dessus de la pile de boucliers anti-radiations qui aurait tendance à causer des fuites de radiations. (4) Le bouclier anti-radiations peut recevoir une configuration de formes variées et par suite, il offre un large champ d'applications. R E V E N D I C A T I O N S 10) Bouclier anti-radiationscaractérisé en ce qu'il est constitué en chargeant dans une gaine une pluralité de premières sphères métalliques ayant un certain rayon (r) et une pluralité de secondes sphères métalliques dont le rayon est plus petit que celui des premières sphères. 20) Bouclier suivant la revendication 1, caractérisé en ce qué les secondes sphères métalliques sont constituées par des sphères métalliques à petit rayon et/ou à très petit rayon. 30) Bouclier suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on remplit les vides entre les sphères métalliques avec un liquide choisi dans le groupe constitué par le mercure et l'eau.