Brevet FR2466781A1 — publié le 19810410

La présente invention se rapporte à un dispositif pour la mesure de la quantité d'isotopes radioactifs. Lors de la surveillance dginstallations concernant la technique nucléaires notamment de centrales nucléaires, on mesure aussi bien la pollution des eaux résiduaires que la teneur en aérosol de l'air et la teneur en gaz rare de l'air sortant. Il est en outre nécessaire de dé- tecter de plus la présence éventuelle d'iode radioactif étant donné que celui-ci constitue un danger particulier pour l'environnement. Pendant le fonctionnement normal il est même sou- haitable de déceler des concentrations d'une très faible activité radioactive, ce qui nécessite des appareils de détection extrêmement sensibles. Dans le cas de perturba- tions on doit, en outre, pouvoir effectuer des mesures fi- dèles et de ce fait la gamme de mesure doit couvrir plu- sieurs puissances de dix. Des aérosols (matières en sus- pension) et l'iode sont retenus par des filtres spéciaux, c'est pourquoi les détecteurs mesurent l'augmentation de l'activité à l'intérieur de ces matières filtrantes. Il a été constaté, lors de perturbations qui se sont déjà produites$ que l'activité dans les filtres de- vient très importante de sorte que la plage couverte par l'appareil de mesure est insuffisante. Dans ce cas le personnel de surveillance devrait en conséquence remplacer rapidement les filtres afin de permettre l'intégration parfaite de la radioactivité s'échappant dans l'atmosphère. Lors de perturbations le personnel est cependant occupé pleinement par d'autres problèmes ce qui a pour effet que les filtres ne sont pas changés. L'accès à l'endroit o se trouvent les détecteurs équipés de filtres n'est sou- vent pas possible ou présente des risques importants en raison d'une radioactivité accrue. De ce fait on se trouve confronté à des lacunes intolérables dans la surveillance. La présente invention a donc pour objet d'éliminer ces lacunes et de rendre automatique la mesure de façon qu'il soit possible de contrôler parfaitement et sans 2466781' manipulation l'ensemble des activités radioactives. Ces problèmes sont résolus conformément à l'inven- tion par un dispositif de mesure qui est caractérisé en ce qu'il comporte un plateau tournant entraîné par un dispositif de commande et présentant au moins une ouver- ture pour loger les différents filtres, un récipient d'approvisionnement pour les filtres qui est disposé au- dessus du plateau tournant, un conduit d'arrivée pour le gaz prévu sur l'un des côtés du plateau tournant, un détec- teur avec un conduit de sortie pour le gaz prévu sur l'au- tre côté du plateau tournant, une gaine pour l'éjection des filtres, une unité de commutation pour arrêter le dispositif de commande lorsque la position de mesure est atteinte et une unité de valeur limite pour commander le changement des filtres lorsque une contamination détermi- née de ces derniers est atteinte. Dans une forme de réalisation préférée de l'inven- tion, le plateau tournant, le récipient d'approvisionne- ment en filtres et la gaine d'éjection sont enfermés de façon étanche à la pression ce qui permet de placer le dispositif de mesure à l'extérieur de l'enceinte du réac- teur auquel il est relié par un conduit de dérivation ou bipasse afin de surveiller l'atmosphère régnant à l'in- térieur de cette enceinte. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, aux dessins annexés. La fig. 1 est une vue de dessus d'une unité de me- sure dont le plateau tournant comporte trois positions pour loger des filtres. La fig. 2 est une coupe, à plus grande échelle, pratiquée le long de la ligne brisée A-B de la fig. 1. La fig. 3 est une vue de dessus d'un plateau tour- nant à trois positions pour loger des filtres. La fig. 4 est une coupe du plateau tournant de la fig. 3. Comme cela ressort de la fig. 1, une plaque 2 de forme circulaire est fixée sur une plaque de base 1 de forme carrée. Un plateau tournantO3 dont le bord périphé- rique est réalisé sous forme de couronne dentée 3a, est logé entre ces deux plaques. Un pignon 4,qui est monté sur l'arbre de sortie d'un dispositif d'entraînement 5, engrène avec la couronne dentée 3a. Le dispositif d'en- trainement est constitué, de préférence, par un moteur- réducteur à contacts de fin de course. Le plateau tournant 3 présente trois ouvertures circulaires 3b, 3c, 3d qui sont décalées de 1200 les unes par rapport aux autres. Un récipient d'approvisionnement 6 en filtres est fixé à la plaque de recouvrement 2 par l'intermédiaire d'une bride 6a au-dessus de l'ouverture 3b. Un conduit d'alimentation en gaz 7,relié par une bride 7a à la source du gaz à mesurer, est raccordé à la plaque de re- couvremexnt 2 au-dessus de l'ouverture 3c. Un détecteur est placé en dessous de l'ouverture 3j. La sortie pour le gaz est prévue latéralement par rapport au détecteur et est reliéepar un conduit 8 et une bride 8a, à un générateur de vide créant une dépression. Une gaine d'éjection 9,s'étendant obliquement vers le bas en étant orientée vers la droite, est raccordée à la plaque de base 1 en dessous de l'ouverture 3d. La coupe de la fig. 2 montre la plaque de base 1, la plaque de recouvrement 2, le plateau tournant 3 situé entre ces deux plaques, la couronne dentée 3a, les ouver- tures 3b, 3c, 3d, le dispositif d'entrainement 5, le réci- pient d'approvisionnement 6 en filtres, la bride 6a, le conduit 7 avec la bride 7a, la gaine d'éjection oblique 9 et le détecteur 10. Le détecteur est entouré par un blin- dage en plomb afin de le soustraire à des rayons parasites. Des éléments filtrants 12,dont l'élément inférieur 12a repose déjà dans l'ouverture 3b du plateau tournant 3, sont empilés à l'intérieur du récipient d'approvisionnement 6. Un autre élément filtrant 12b repose dans l'ouverture 3c en occupant la position de mesure au-dessus de la 2466781i fenêtre l0a du détecteur 10. Un élément filtrant 12c est représenté en trait interrompu dans l'ouverture 3d juste avant qu'il tombe dans la gaine d'éjection 9. Le plateau 3 tourne autour d'un axe 13 qui est placé au centre et entre les plaques 1 et 2. L'élément filtrant 12b est représenté en coupe et on voit qu'il est composé d'un anneau porteur 121 dont la face inférieure est fortement arrondie, de l'Mément filtrant proprement dit 122 et de plaques grillagées 123, 124 pour absorber les forces produites par le-courant de gaz. Pendant le temps d'exposition du filtre 12b au gaz, toutes les particules présentes dans le gaz de me- sure, notamment les particules radioactives, s'accumulent dans l'élément filtrant 122, de façon à permettre au détecteur d'effectuer une mesure par intégration. Lorsque la contamination du filtre atteint une valeur limite, pouvant etre réglée, le dispositif dten- tra;nement reçoit un signal de commande pour que le pla- teau tournant et, de ce fait égalementl'élément filtrant contaminé soient déplacés angulairelnent de 1200 dans le sens des aiguilles d'une montre jusqu'à ce.que l'élément filtrant se trouve au-dessus de la gaine d'éjection 9. Grâce à la face inférieure arrondie de l'anneau de support 121, l'élément filtrant contaminé glisse à l'intérieur de la gaine 9 sans pivoter. Pendant cette opération l'élé- ment filtrant suivant, destiné à la mesure, est transporté par l'ouverture 3b vers-la position de mesure au-dessus du détecteur, tandis que l'ouverture inoccupée se place sous le récipient d'approvisionnement 6 pour recevoir un nouvel élément filtrant. Le dispositif d'entraînement 5 ou le plateau tournant 3 comporte des contacts coupant le circuit d'alimentation du moteur après chaque rotation de 1200 du plateau en attendant le prochain signal de commande. Le temps pendant lequel l'élément filtrant est exposé au gaz de mesure peut s'étendre sur plusieurs semaines ou mois lors d'un fonctionnement sans perturbations de l'installation mais en cas de panne très importante ce temps peut se trouver réduit de plusieurs minutes. La fig. 3 montre le plateau tournant 3 avec sa couronne dentée 3a et ses ouvertures 3b, 3c, 3d. La fig. 4 représente, en coupe, le plateau tour- nant 3 de la figo 3. Il est possible d'informer facilement le personnel de surveillance sur le fonctionnement de l'unité de mesure en numérotant les éléments filtrants et en indiquant à distance le changement des éléments filtrants et leur temps d'exposition au gaz. Les dispositifs de mesure de ce type équipés d'une pompe à gaz, d'un régulateur de débit et de vannes d'arrêt sont insérés, de préférence, dans le circuit de dériva- tion (bipasse) de l'enceinte du réacteur. Etant donné que cette enceinte doit pouvoir supporter, selon des normes internationales,,une surpression de 5 bars à 1200C, le dispositif de mesure doit également satisfaire à ces exi- gences. Des joints toriques 14, 15, 16, 17, 18, 19 assu- rent l0étanchéité entre la plaque de base et la plaque de recouvrement ainsi qu'entre ces plaques et le récipient d'approvisionnement, la gaine d'éjection et le détecteur. Un autre dispositif d'étanchéité, non représenté, est prévu sur l'arbre du pignon 4. Le récipient d'approvision- nement en filtres et la gaine d'éjection doivent, en outre, comporter des fermetures étanches à la pression. Lorsqu'il s'avère nécessaire, en cas de perturba- tions, d'introduire sous une surpression,à l'intérieur de l'enceinte, de nouveaux éléments filtrants et d'enle- ver les éléments filtrants irradiés, il fait tout d'abord fermer les vannes d'arrêt du conduit de dérivation. On peut constater d'après ce qui précède qu'un changement de filtres ne peut pas être une cause d'inatten- tion pour le personnel chargé de la surveillance, et ceci notamment même en cas de panne Une numérotation des éléments filtrantsdans l'ordre de leur éjection, permet de déterminer le fonctionnement de l'installation. La mesure sélective des particules radio- actives effectuée ensuite au laboratoire peut contribuer, dans une mesure non négligeable, à éclaircir les causes de panne. Il est avantageux de visualiser le débit de gaz pendant la durée de la mesure par intégration et de pré- voir un régulateur pour maintenir constant le courant ga- zeux et pour compenser l'encrassement des filtres. Selon une autre forme de réalisation de l'invention, le plateau tournant ne peut comporter qu'une seule ouver- ture mais dans ce cas l'unité de commutation doit alors être programmée de façon que le plateau exécute à chaque fois une révolution complète. Afin de pouvoir contrôler le bon fonctionnement des dispositifs de mesure, il est possible d'amener un émet- teur de référence devant le détecteur après chaque chan- gement de filtre ou avant chaque troisième changement, ce qui permet d'effectuer périodiquement une mesure de contrôle du détecteur. L'émetteur de référence peut être pivoté devant la fenêtre du détecteur par des moyens élec- tromagnétiques ou il peut être logé à l'intérieur d'un évidement supplémentaire du plateau tournant de façon que le détecteur délivre une impulsion de contrôle lors du passage de l'émetteur de référence. Lorsqu'on utilise des filtres volumineux comme ceux destinés, par exemple, à la mesure de l'iode, le plateau tournant est plus épais. Selon les mesures à effectuer le détecteur peut être constitué par un compteur à scintillations ou par une chambre d'ionisation. 2466781 3 REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour la mesure par intégration de particules radioactives présentes dans des gaz au moyen de filtres et d'un détecteur montés en amont d'une unité à valeur limite, caractérisé en ce que le dispositif de mesure comporte un plateau tournant (3) entraîné par un dispositif de commande (5) et présentant au moins une ouverture (3b, 3c, 3d) pour loger les différents filtres (12), un récipient d'approvisionnement (6) pour les filtres qui est disposé au-dessus- du plateau tournant (3), un conduit d'arrivée (7) pour le gaz prévu sur l'un des côtés du plateau tournant (3), un détecteur (10) avec un conduit de sortie (8) pour le gaz prévu sur l'autre côté -du plateau tournant (3), une gaine (9) pour l'éjection des filtres, une unité de commutation pour arrêter le dis- positif de commande (5) lorsque la position de mesure est atteinte et une unité de valeur limite pour commander le changement des-filtres lorsque une contamination dé- terminée de ces derniers est atteinte. 2 - Dispositif suivant la revendication l, carac- térisé en ce que chaque unité filtrante (12) est composée d'un élément filtrant (122), d'un anneau porteur (121) et de plaques grillagées (123, 124) renforçant les sur- faces du-filtre. 3 - Dispositif suivant la revendication 2, carac- térisé en ce que la face inférieure de l'anneau porteur (121) est fortement arrondie de façon que le filtre (12) puisse coulisser sans basculer à l'intérieur de la gaine d'éjection oblique (9). 4 - Dispositif suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que le bord (3a) du plateau tournant (3) présente une denture dans laquelle engrène un pignon (4) d'un moteur-réducteur (5). - Dispositif suivant la revendication 1, carac- térisé en ce qu'il est inséré dans un conduit de dériva- tion (bipasse), muni d'une pompe, de l'enceinte du réac- teur et en ce que le plateau tournant avec le pignon, le récipient d'approvisionnement en filtre et la gaine d'éjec- tion des filtres sont isolés de façon étanche à la pres- sion. 6 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le plateau tournant présente une seule ouverture de logement pour le filtre et en ce que l'unité de commutation immobilise le plateau tournant après chaque tour. 7 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le plateau tournant (3) pré- sente trois ouvertures (Lb, 3c, 3d) décalées de 120 , en ce que le récipient d'approvisionnement en filtres (6), le détecteur (10) et la gaine d'éjection (9) des filtres sont également décalés de 1200 les uns par rapport aux autres et en ce que l'unité de commutation commande, à chaque fois, une rotation de 1200. 8 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de visualisation à distance pour l'indication du nombre de filtres contaminés utilisés par période de surveillance. 9 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif pour indiquer la durée de l'exposition d'un filtre. - Dispositif suivant la revendication 9, carac- térisé en ce qu'il comporte un appareil pour mesurer le débit pendant le temps d'exposition. 11 - Dispositif suivant la revendication 9, carac- térisé en ce qu'il comporte un régulateur pour maintenir constant le courant gazeux et pour compenser l'encrassement du filtre. 12 - Dispositif suivant l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que le plateau tournant présente un évidement supplémentaire dans lequel est logé un émetteur de référence et en ce que l'unité de commutation déclenche une mesure de calibrage après chaque changement de filtre ou après chaque troisième changement. 13 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le plateau tournant est réalisé de façon à pouvoir recevoir des filtres volumineux et sensi- blement plus étais et destinés notamment à la mesure de l'iode. 14 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le détecteur est un compteur à scintillations. - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le détecteur est une chambre d'ionisation.