Brevet FR2496625A1 — publié le 19820625

La présente invention se rapporte à un procédé pour ou- vrir des ampoules en quartz ou en verre, qui ont été irradiées dans un réacteur ou dans une autre source de rayonnement de haute énergie, ainsi qu'à un dispositif pour l'exécution de ce procédé. On utilise souvent des ampoules en quartz pour y mettre des substances qui doivent être irradiées dans des réacteurs ou dans d'autres sources de rayonnement. Ces irradiations sont effectuées par exemple en vue d'une analyse par activationde l'obtention de substances radioactives, ou de l'étude des effets de l'irradiation. Après l'irradiation, les ampoules doi- vent être ouvertes, en règle générale, afin de pouvoir en enlever les substances irradiées (matière échantillon). Le procédé d'ouverture des ampoules doit satisfaire aux conditions suivantes: 1. à l'ouverture, il ne doit pas se perdre de matière échantillon; 2. la matière échantillon ne doit pas être polluée, pas même par les éclats ou les débris de l'ampoule en quartz; 3. l'expérimentateur ne doit pas être mis en danger; 4. le poste de travail ne doit pas être contaminé par les substances radioactives. Le respect de ces conditions est rendu plus difficile par le fait que, lors de l'irradiation de nombreuses substan- ces, il se produit par radiolyse des produits de décomposition gazeux qui provoquent une montée en pression de l'ampoule. Lorsqu'on essaie de l'ouvrir, elle est entièrement détruite dans de nombreux cas par l'onde de pression, de sorte que l'échantillon est perdu et que le poste de travail est conta- miné. L'expérimentateur est mis en danger par les éclats qui vobEtbtmt autour. Pour y parer, il y a des dispositifs qui limi- tent,pour l'essentiel au moinsle risque de contamination et le danger couru par l'expérimentateur. C'est ainsi, par exem- ple, que l'on peut mettre les ampoules dans un tronçon de tuyau souple que l'on ferme aux deux extrémités et écraser l'ampoule à l'aide d'un outil. En variante, on peut placer l'ampoule dans un récipient résistant à la pression, l'écraser à l'aide d'un dispositif pouvant être manoeuvré de l'extérieur et laisser la pression diminuer lentement. Mais ces dispositifs 2 2496625 ont l'inconvénient de détruire entièrement les ampoules et de mélanger au moins en partie les éclats à la matière échantil- lon. On a maintenant constaté, d'une manière surprenante, que l'on peut obtenir une ouverture nette de telles ampoules pour irradiation, sans contamination des échantillons contenus par des éclats de la paroi des ampoulespen coupant, à l'aide d'un percuteur animé d'une vitesse élevée, l'extrémité supé- rieure de l'ampoule placée dans un dispositif de maintien. Le procédé suivant l'inventiondu type mentionné ci- dessusse caractérise donc en ce qu'il consiste à couper, à l'aide d'un percuteur, l'extrémité supérieure libre de l'ampou- le maintenue. On obtient ainsi une cassure nette directement au-des- sus du dispositif de maintien de 1tampoule. Cette manière d'ouvrir des ampoules pour irradiation peut s'effectuer à l'aide de n'importe quel percuteur ayant une vitesse de per- cussion élevée. De préférence, le percuteur a cependant une arête de coupe dure sur sa face d'impact. On a ouvert surtout des ampoules à col scellé,,dont le corps principal (qui présente un diamètre plus grand) est logé dans un alésage d'un bloc métallique, notamment d'un bloc en plomb. Dans ce cas, les ampoules se rompent d'une manière nette juste à l'endroit ou le diamètre de l'ampoule se rétré- cit, ou juste au-dessus de cet endroit. Mais on a aussi ouvert, par le procédé suivant l'invention, des ampoules simples sans amincissement de diamètrequi ont été également maintenues dans l'alésage d'un bloc métallique. Ces ampoules aussi se roapent d'one manière nette à l'extrémité du dispositif qui les maintient, lequel peut présenter, le cas échéant, des fentes qui sont per- pendiculaires à la direction du percuteur et qui facilitent l'enlèvement de l'ampoule. Le dispositif suivant l'invention pour exécuter le pro- cédé comprend donc un dispositif de maintien ou de blocage de l'ampoule, au-dessus duquel l'extrémité supérieure de l'ampoule fait saillie, et un percuteur adapté spatialement au dispositif de maintien ou de blocage, lequel présente de préférence une arête coupante dure. Comme dispositif de maintien ou de blocage qui, pour 3 2496625 absorber les forces de percussion importantes du percuteur, doit être relativement compact, on peut utiliser notamment un bloc métallique suffisamment lourd qui, de préférence, est un billot de plomb servant en même temps de protection contre les rayonnements. Le dispositif de maintien et le percuteur sont logés notamment dans un caisson de protection,qui retient en tout cas la matière radioactive pouvant éventuellement s'échap- per et la tête de l'ampoule qui a été coupée. Le caisson de protection peut servir en même temps à associer spatialement le percuteur et le dispositif de main- tien, le percuteur étant de préférence guidé depuis une paroi dans un manchon,étant poussé en avant vers l'intérieur et étant bandé à l'aide d'un ressort suffisamment fort. Le bloc métallique suffisamment lourd servant au main- tien peut être monté fixe sur le fond du caisson mais, de préférence, le bloc métallique peut être échangé et/ou peut tourner et est muni de divers alésages excentrés qui ont des largeurs et/ou des profondeurs différentes et qui peuvent être amenés par rotation sous l'endroit de percussion souhaité du percuteur. Pour accélérer le percuteur, on se sert d'un ressort de bandage et le percuteur peut être déclenché par exemple par l'actionnement d'un bouton ou d'une poignée prévu sur la face extérieure du caisson de protection. Dans ce qui suit, on décrit l'invention sur un exemple de réalisationavec référence au dessin annexé. Le dispositif représenté sensiblement en coupe au dessin comprend un caisson 1 en tôle d'acier de 2 mm d'épais- seur. Il a une hauteur de 220 mm, une largeur de 190 mm et une profondeur de 220 mm. A droite et à gauche, se trouvent des ouvertures munies de portes à glissière 2 et 3 (dont les dimen- sions sont d'environ 120 x 150 mm et 120 x 100 mm respective- ment) qui sont nécessaires pour se servir du dispositif. Le couvercle 4 est en Plexigas (poly(méthacrylate de méthyle)) de 10 mm d'épaisseur. Il est monté sur charnière et peut être relevé. Dans le caisson, il y a un billot 5,en plombde x 100 x 50 mmayant un alésage 6 de 12 mm de diamètre et de mm de profondeur. Il sert de dispositif de maintien pour 4 2496625 l'ampoule 7 en quartz et forme en même temps écran contre le rayonnement de l'échantillon qui, en règle générale, est radioactif. Sur la paroi de droite est fixé un percuteur 9,qci est muni d'un ressort 8 de compression et quipoae à son extrémité un taillant 10 métallique dur. Le ressort 8 est bandé par le retrait du percuteur 9. Lorsqu'on lâche le ressort, le percu- teur bondit vers l'avant et le col de l'ampoule est coupé. Le poids du percuteur est de 30 grammes; la raideur du ressort de bandage est de 2 N/mm et la force la plus élevée appliquée par le ressort est de 50 N. Pour ouvrir l'ampoule, on opère alors de la manière suivante: si c'est nécessaire, on nettoie l'ampoule à l'exté- rieur à l'aide d'eau, d'un acide ou d'une autre solution. Dans le cas o l'on doit s'attendre à ce qu'il se forme des gaz par radiolyse et à ce qu'il se produise une montée de pression, on refroidit l'ampoule à l'aide d'azote liquide. Ensuite, alors que le couvercle est fermé, on la place en la faisant passer par une porte latérale dans le dispositif de maintien et on pousse celui-ci jusqu'à l'endroit o le percuteur en la position finale atteint le col de l'ampoule. Le percuteur est bandé et déclenché et l'ampoule est ouverte. Pour toutes les ampoules ouvertes jusqu'ici, l'extré- mité s'est toujours séparée d'une manière nette et sans éclat. On n'a pas observé de pollution de l'échantillon par des éclats de quartz. Si une ampoule devait exploser en raison d'une pression intérieure trop élevée, les éclats et l'échan- tillon radioactifs seraient recueillis dans le caisson fermé. L'expérimentateur ne serait pas mis en danger. Le poste de travail ne serait pas contaminé. La décontamination du caisson lui-même peut s'effectuer d'une manière simple. REVENDICATIONS 1. Procédé pour ouvrir des ampoules en quartz ou en verre, qui ont été irradiées dans un réacteur ou dans une autre source de rayonnement de haute énergie, caractérisé en ce qu'il consiste à couper à l'aide d'un percuteur l'extrémité supérieu- re libre de l'ampoule maintenue. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser un percuteur ayant une arête cou- pante dure. 3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste à bloquer solidement l'ampoule. 4. Dispositif pour ouvrir des ampoules pour irradiation suivant la revendication 1, caractérisé par un dispositif de maintien ou de blocage de l'ampoule, au-dessus duquel l'extré- mité supérieure de l'ampoule fait saillie, et un percuteur associé spatialement au dispositif de maintien ou de blocage. 5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le percuteur a une arête coupante dure. 6. Dispositif suivant la revendication 4 ou 5, caracté- risé en ce que le dispositif de maintien est constitué d'un bloc échangeable suffisamment lourd muni d'au moins un alésage de réception de l'ampoule. 7. Dispositif suivant l'une des revendications 4 à 6, caractérisé par un ressort bandé destiné à l'accélération du percuteur. 8. Dispositif suivant l'une des revendications 4 à 7, caractérisé par un caisson de protection dans lequel sont logés le dispositif de maintien et le percuteur. 9. Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le percuteur peut être déclenché d'un endroit se trouvant à l'extérieur du caisson de protection.