Brevet FR2490394A1 — publié le 19820319

La présente invention concerne la technique des radiations et a notamment pour objet un dispositif de protection pour une installation d'irradiation. En règle générale, on utilise les installations d'irradiation conjointement avec un transporteur qui véhicule les objets à irradier, ou avec un système d'entrai- nement, si l'objet à irradier est un matdriesu flexible. Lors du traitement de matériaux par irradiation, les valeurs de l'intensité de rayonnement et de la vitesse de déplacement de l'objet à irradier sont choisies de façon à assurer une dose nominale d'irradiation de l'objet et un rendement maximal de l'installation. Cependant, les mécanismes d'entraînement du transporteur véhiculant l'objet à irradiertainsi que les mécanismesdes autres équipements installés dans la meme ligne technologique que l'installation d'irradiation, ne peuvent pas assurer instantanément la vitesse nominale. En particulier, le temps de mise en vitesse nominale du transporteur atteint, dans les installations modernes, plusieurs dizaines de secondes. De plus, un démarrage doux du transporteur est nécessaire quand l'objet à irradier possède une faible résistance mécanique. D'autre part, le temps de mise de l'accélérateur de l'installation d'irradiation en régime de courant de faisceau nominal, c'est-à-dire le temps pendant lequel le courant de faisceau s'accroit de zéro à la valeur nominale, atteint lui aussi plusieurs dizaines de secondes. C'est pourquoi se pose le problème de la mise en accord des paramètres du faisceau de rayonnement avec la vitesse de déplacement de l'objet pendant l'intervalle de temps entre le moment de mise en marche de l'installation d'irradiation jusqu'au moment où le courant du faisceau atteint la valeur nominale et l'objet à irradier acquiert la vitesse de déplacement nominale, du fait qu'en l'absence d'un tel accord, une partie de l'objet, ayant reçu une dose insuffisante ou excessive d'irradiation, est rebutée. Pour résoudre ce problème, on utilise dans les installa tions d'irradiation des dispositifs de-protection qui protègent l'objet contre l'irradiation pendant la durée du régime transitoire, jusqu' ce que les paramètres du rayonnement deviennent nominar On connaît un dispositif de protection pour une installation d'irradiation (voir le brevet japonais nO 39-2299, publié en 1964), se présentant sous forme d'un volet installé dans la chambre à vide de l'accélérateur, sur le trajet du faisceau, en amont du dispositif de balayage.Cependant, de tels dispositifs de protection sont pratiquement inapplicables dans des installations d'irradiation modernes dont les accélérateurs développent une puissance allant jusqu'à 100 kilowatts, du fait que la puissance du faisceau ne se dégage que sur une partie limitée du volet disposé avant le dispositif de balayage, par suite de quoi ledit volet est soumis à une surchauffe locale intense, ce qui rend difficile son refroidissement. Comme prototype de la présente invention, on a retenu le dispositif de protection pour une installation d'irradiation,décrit dans le brevet britannique publié en 1971 sous le nO 12464Xi Ce dispositif de protection comprend deux plaques de plomb disposées entre la fenêtre de sortie d'une source de rayonnement et l'objet à irradier et fixée sur deux arbres parallèles.Les arbres sont mobiles en-va-etvient en sens contraires et perpendiculairement à l'axe central du rayonnement, les plaques étant alors animées d'un mouvement complexe, se déplaçant selon un trajet rectiligne avec les arbres et tournant en mtme temps par rapport aux axes des arbres d'un certain angle en fonction de la distance entre les axes des arbres et le centre du rayonnement. L'intensité du rayonnement tombant sur l'objet change à mesure du déplacement des plaques, de sorte que, dans lune des positions extrêmes, les plaques se trouvent l'une à côté de l'autre en obturant la fenêtre de sortie et en absorbant complètement le rayonnement issu de cette fenêtre, alors que dans la deuxième position extrême les plaques sont éloignées l'une de l'autre, la entre de sortie est completement ouverte et l'intensité du rayonnement tombant sur l'objet à irradier est maximale. L'utilisation dans les installations d'irradiation, du dispositif selon le brevet britannique cité complique la construction de l'installation ainsi que son entretien à cause du mouvement complexe des plaques, surtout quand il s'agit d'installations comportant une source de rayonnement puissante. Ces complications consistent en ce qui suit. Premièrement, pour faire déplacer les plaques, on utilise dans le dispositif de protection cité une commande compliquée et encombrante qui comprend deux transmissionspar chaîne parallèles portant des guidages dans lesquels sont fixés les arbres des plaques, les organes cités de la commande devant se trouver à l'intérieur de l'enceinte de protection locale contre les radiations, de sorte que le volume de cette enceinte doit être agrandi. Deuxièmement, quand on travaille avec une source puissante de rayonnement, il faut nécessairement refroidir les plaques qui absorbent toute l'énergie du rayonnement cependant, dans la construction considérée du dispositif de protection, cela est difficile à accomplir, du fait qu'il faut assurer le libre déplacement des tuyaux flexibles amenant aux plaques le liquide de refroidissement, sur une longueur égale à la valeur de déplacement des plaques. De plus, les éléments des transmissions par channe avec les guidages des arbres et les tuyaux flexibles du système de refroidissement par liquide se trouvent sous l'action d'un rayonnement radiatif puissant, d'un rayonnement X de freinage, ainsi que de substances chimiquement actives formées par suite de la destruction du milieu gazeux dans le volume de l'enceinte de protection locale contre les radiations par le rayonnement de freinage et le rayonnement radiatif. C'est pourquoi, afin d'éviter la mise hors d'usage de ces éléments, il faut qu'ils soient réalisés en matériaux résistants à la radiation et chimiquement stables. Il faut également noter que l'utilisation du dispositif considéré dans les installations utilisées pour irradier des objets de grande largeur, ctest-à-dire dans les installations qui ont des fenêtres de sortie de grandes dimensions complique la synchronisation des transmissions par chaîne de la commande de déplacement des plaques. Enfin, à cause de la disposSton des transmissions par chaîne à proximité immédiate de la entre de sortie, llaccès à cette dernière est gené et le remplacement de la feuille de cette entre est compliqué. La présente invention a donc pour but de réaliser un dispositif de protection pour une installation dwirradiation dans lequel les plaques absorbant le rayonnement pourraient se déplacer entre la fenêtre de sortie de la source de rayonnement et lIobjet à irradier de façon à faciliter l'amende du liquide destiné à les refroidir et à réduire le volume de l'enceinte de protection locale contre les radiations. Ce prob7bme est résolu du fait que le dispositif de protection pour une installation radiative du type comportant deux plaques absofssant totalement le rayonnement, chacune de ces plaques étant fixée sur un arbre avec possibilité de se déplacer entre la fenetre de sortie d'une source de rayonnement et l'objet à irradier est caractérisé, selon l'invention, en ce que ces plaques sont jointes ou accolées sous un angle suivant leurs côtés parallèles au côté long de la fenêtre de sortie et reliées à l'aide de leviers aux arbres qui sont installés coaxialement entre eux et parallè- lement au côté long de la fenêtre de sortie avec possibilité de rotation dans les parois d'une enceinte de protection locale contre les radiations, lesdites plaques ainsi qu'au moins l'un des arbres et l'un des leviers étant pourvus de canaux pour le passage d'un liquide de refroidissement. La fixation des plaques sur des arbres pivotants assure un mouvement seulement rotatif des plaques autour des axes des arbres, ce qui est plus commode et confère les avantages suivants au dispositif proposé. Le mouvement rotatif des arbres avec les plaques peut étire assuré par une commande assez simple et, du fait que les arbres sont installés dans les parois de l'enceinte de protection locale contre les radiations, il n'est pas nécessaire do disposer le enmmanAn à l'intérieur de ladite enee ntp sonon peut a disposer 8 l'extérieur on la reliant a l'extrémité de l'un des armures dépassant de l'enceinte de protection locale contre les radiations.En conséquence, le volume et les dimensions de l'enceinte de protection locale contre les radiations peuvent être réduits par rapport aux dimensions et au volume de l'enceinte qu'on utilise dans le dispositif de protection prototype de l'invention, et en outre, les opérations de remplacement de la feuille constituant la fenêtre de sortie sont facilitées. Le mouvement de rotation des arbres portant les plaques facilite également l'amenée du liquide refroidissant aux plaques à travers les canaux ménages dans les arbres et les leviers de liaison, du fait que l'endroit de connexion des tuyaux flexibles du système de refroidissement aux canaux ménagés dans les arbres coïncide pratiquement avec l'axe de protection des arbres, si bien que le déplacement des tuyaux flexibles est minimal. Parmi les avantages de la construction proposée, on peut citer également le fait que tant la commande des arbres que les tuyaux flexibles de connexion du système de refroir- dissement, étant disposé hors de l'enceinte de protection locale contre les radiations, se trouvent dans des conditions de radiation favorables et dans un milieu gazeux qui n'est pas chimiquement agressif. La jonction des plaques sous un angle augmente considérablement leur rigidité totale, ce qui est surtout important lorsque les dimensions de la fenêtre de sortie et, par conséquent, celles des plaques, sont grandes. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif avec référence au dessin unique dans lequel - la figure 1 représente le dispositif de protection pour une installation d'irradiation selon l'invention} - la figure 2 est une vue en coupe suivant II-II de la figure 1. - dispositif de protection pour une installation d'irradiation, objet de ltinvention, oporte deux plaques 1 (r:re i) assemblées l'une à l'autre et suspenduesavec possibilité de pivoter sur des ivîers 2 à l'intérieur d'une enceinte 3 de protection locale contre les radiations de l'fnstallation entre la fenêtre de sortie 4 d'une source de rayonnement 5 et L'objet à irradier 6. Sur la figure 1, on n'a montré qu'une seule plaque 1.Les plaques 1 absorbent tout le rayonnement et ont des dimensions telles qu'elles couvrent complètement le rayonnement issu de la fenêtre de sortie 4, lorsqu'elles- se trouvent dans leur position inférieure, qui est.représentée sur les figures 1 et 2. Les leviers 2 sont fixés sur des arbres coaxiaux 7 qui sont installes dans des ensembles à. roulements 8 parallèlement au côté long de la fenêtre de sortie 4. Les arbres 7, les leviers 2 et les plaques 1 sont réalisés en un matériau chimiquement stable, par exemple en acier inoxydable. Les extrémités des arbres 7 sortent au delà de l'enceinte 3 de protection locale contre les radiations à travers des garnitures d'étanchéité 9. L'extrémité de l'un des arbres 7 est reliée à une commande électrique 10. Selon l'invention, les plaques 1 sont jointes ou accolées sous un angle suivant leurs côtés parallèles au côté long de la fenêtre de sortie 4, comme on le voit sur la figure 2, pour augmenterleur rigidité. Des canaux 11 pour le liquide de refroidissement, communiquant entre eux, sont ménagés dans les planues 1 en vue de les refroidir. Pour amener le liquide de refroidissement aux canaux Il des plaques 1 et pour l'en évacuer, des canaux 12 (figure 1) et 13 sont également ménagés respectivement dans l'un des arbres 7 et dans le levier 2 relié à ceux-ci. L'arbre 7 muni de canaux 12 est équipé de pipes 4 pour le raccorder au système de refroidissement (non représenté). Le sens du mouvement du liquide de refroidissement aux entrées des canaux 12 est indiqué sur la figure 1 par des flèches. Bien que sur la figure 1 les canaux pour le liquide de refroidissementsoSeat représentés comme étant ménagés seulement dans un seul arbre 7 ét dans un seul levier 2 (deux canaux 12 dans l'arbre 7 et deux canaux 13 dans le levier 2 pour amener et évacuer le liquide de refroidissement), il est évident que de tels canaux de refroidissement peuvent etre ménagés dans chacun des arbres 7 et dans chacun des leviers 2, chaque arbre 7 et chaque levier 2 étant dans ce cas, munis dtun seul canal et le liquide de refroidissement étant amené d'un côté de l'enceinte de protection locale contre les radiationsit évacué de l'autre côté0 Le déplacement de l'objet à irradier -6 sous la fenêtre de sortie 4 s'effectue à l'aide d'un dispositif transporteur 15 (figure 2) actionné par une commande électrique 16. Les positions écartées des plaques 1 sont représentées sur la figure 2 en traits tiretés et indiquées par les chiffres de référence 17 et 18.Dans la position 17, les plaques 1 sont disposées dans un évidement formé par les blocs démontables 19 de l'enceinte 3 de protection locale contre les radiations1 elles peuvent prendre la position 18 après l'enlèvement des blocs démontables 19 quand il faut remplacer ]a feuille de la fenêtre de sortie 4. Le dispositif selon l'invention fonctionne de la façon suivante. Au moment de la mise en marche de l'installation d'irradiation, les plaques 1 se trouvent dans la position inférieure, c'est-à-dire qu'elles sont disposées entre la feuille de la fenêtre de sortie 4 et l'objet à irradier 6. Lorsque le courant du faisceau émis par la source de rayonnement 5 atteint sa valeur nominale, les commandes électriques 10 (figure 1) et 16 (figure 2) commencent à fonctionner} le dispositif transporteur 15 fait déplacer l'objet 6, par exemple dans le sens indiqué par la flèche sur la figure 2, et les arbres 7, en tournant, écartent de la fenêtre de sortie 4 les plaques 1 dans la position 17. Le choix des vitesses de déplacement de l'objet 6 et des plaques 1, effectué par les commandes électriques 10 (ligure i) et 16 ligure 2), assure le dosage nécessaire de 'irradiation à L'objet 6 avant le moment d'ouverture complète de la fenêtre de sortie 4 et d'obtention de la vitesse nominale de dépla cement du dispositi rn transporteur 15. Une opération pareille s'effectue également dans le cas d'un arrêt intempestif du dispositif transporteur 15, quand la commande électrique 10 (figure 1) est branchée à l'aide de moyens de blocage électriques et les plaques 1 prennent la position inférieure en obturant la fenêtre de sortie 4, tandis que la source de rayonnement 5 continue à fonctionner et les paramètres du faisceau émis restent inchangés. Dans ce cas, on assuré un régime normal de fonctionnement de la source de rayonnement 5 et on réduit le temps mort de l'installation d'irradiation. L'accès à la fenêtre de sortie 4, par exemple pour remplacer sa euille, est assuré en enlevant les blocs 19 (figure 2) de l'enceinte 3 de protection locale contre les radiations et en écartant les plaques I de la zone d'irradiation dans la position 18 sans altérer l'étanchéité des canaux de refroidissement par irruide. La présente invention est largement applicable tant dans les installations d'irradiation industrielles que dans les installations de laboratoire destinées aux travaux de recherches dans le domaine de la technologie chimique par irradiation. L'invention est surtout avantageusement utilisable dans les installations d'irradiation comportant une source de rayonnement puissante. La construction proposée du dispositif de protection, tout en assurant un rendement élevé de l'installation d'irradiation grâce à la réduction du taux de rebut, est assez simple, store et commode en fonctionnement et permet de réduire de 10 à 12 % l'encombrement de l'enceinte de protection locale contre les radiations. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens drifts, ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exdcutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. REVENDICATION Dispositif de protection pour une installation d'irradiation, du type comportant deux plaques absorbant complètement le rayonnement et dont chacune est fixée sur un arbre avec possibilité de se déplacer entrela hêtre de sortie d'une source de rayonnement et l'objet à irradier, caractérisé en ce que lesdites plaques sont accolées sous un angle suivant leurs côtés parallèles aux c8tés longs de la fenêtre de sortie de la source de rayonnement et reliées à l'aide de leviers auxdits arbres, ceux-ci étant disposés coaxialement entre eux et parallèlement aux côtés longs de ladite fenêtre de sortie et étant mobiles en rotation en étant supportés dans des paliers ménagés dans les parois d'une enceinte de protection locale contre les radiations, leedZtes plaques ainsi qu'au moins l'un desdits arbres et l'un desdits leviers étant pourvus de canaux pour le passage d'un liquide de refroidissement.