Brevet FR2505506A1 — publié le 19821112

Appareil pour mesurer la concentration de radioactivité de gaz. La présente invention concerne un appareil pour mesurer la concentration de radioactivité de gaz, en particulier d'iode gazeux ou de composés d'iode gazeux, comprenant une chambre de passage de gaz contenant un matériau d'adsorption et un détecteur de rayonnement constitué pour mesurer la concentration de radioactivité du matériau d'adsorption. Le matériau d'adsorption recueille les aérosols radioac- tifs ou la poussière radioactive ou les gaz radioactifs adsorbés en traces tels que l'iode 131 des gaz qui traversent continuellement la chambre de passage Le détecteur de rayon- nement mesure la concentration de radioactivité du matériau d'adsorption qui monte avec le temps. Dans les appareils de mesure de rayonnement connus de ce type, la chambre de passage a un volume relativement important, pour permettre de mesurer continuellement la modification de la concentration de radioactivité sur une durée prolongée qui est par exemple d'une semaine Du fait que la précision de la détection selon laquelle cette modification peut être détermi- née dépend de la valeur absolue de la concentration de radio- activité, la sensibilité se détériore à la fin de la période de la mesure, du fait de l'effet d'accumulation Lorsque les appareils de mesure de rayonnement connus sont utilisés comme dispositifs de surveillance, ou moniteurs, d'installations de surveillance et d'alarme tels que dans des centrales nucléai- res ou analogues, des concentrations de radioactivité relati- vement importantes s'accumulent dans un temps relativement court en cas d'accident, ces concentrations atteignant rapide- ment la limite de détection-du détecteur de rayonnement Le matériau d'adsorption devrait donc être remplacé avant la fin de la période normale de mesure lorsqu'on est en présence de conditions perturbées. Pour que la détection soit suffisamment régulière, il faut que la surface de la fenêtre du détecteur de rayonnement soit relativement importante quand le volume de la chambre de passage a des dimensions importantes Ces détecteurs de rayonnement de grandes dimensions peuvent poser des problèmes en raison du rayonnement de fond En outre, il faut avoir recours à des quantités de plomb relativement importantes pour blinder les chambres de passage de grandes dimensions. Le but de l'invention est de proposer un appareil de mesure de rayonnement au moyen duquel on puisse mesurer la concentration de radioactivité de gaz pendant une durée qui ne dépende pas du volume de la chambre de passage des gaz. Selon l'invention, ce problème est résolu du fait que le matériau d'adsorption a une structure granulaire ou pulvéru- lente ayant la capacité de s'écouler, et du fait qu'un dispo- sitif transporteur achemine le matériau d'adsorption selon un débit constant dans le temps en le laissant passer par des parcours de transport étanches aux gaz, partant d'un réser- voir étanche aux gaz et en passant par une chambre de passage pour parvenir dans un conteneur collecteur étanche aux gaz. Le matériau d'adsorption qui se trouve dans la chambre de passage est ainsi échangé continuellement Le volume de la chambre de passage doit simplement avoir des dimensions qui suffisent pour une mesure suffisamment précise de la concen- tration de radioactivité Le volume, comparé à celui d'appa- reils de mesure de rayonnement connus, peut être très petit, le résultat étant que la quantité de plomb nécessaire a la protection est également réduite En particulier, la section transversale de la chambre de passage ne doit pas être plus importante que la section transversale de la fenêtre de l'appareil détecteur de rayonnement qui peut être avantageu- sement un détecteur à scintillation tel qu'un détecteur Na J (Tl) destiné à la mesure des rayons gamma. La puissance du dispositif transporteur détermine la durée pendant laquelle le matériau d'adsorption reste dans la chambre de passage Avantageusement, le dispositif transpor- teur peut être réglé sur au moins deux étages de puissance prédéterminés et différents Lorsque les conditions sont normales, le matériau d'adsorption est transporté à vitesse réduite par la chambre de passage mais en cas d'urgence, quand des concentrations élevées de radioactivité sont libérées, la puissance du transporteur peut être fortement augmentée. Le matériau d'adsorption dans lequel des concentrations élevées de radioactivité se sont déjà accumulées peut être échangé suffisamment rapidement pour que même des valeurs élevées de la concentration de radioactivité puissent être mesurées avec une précision suffisante La puissance du dispositif transporteur qui peut être avantageusement modi- fiée par étages doit pouvoir être commutée selon un facteur compris entre 10 et 100. En ce qui concerne le matériau d'adsorption, on préfère un matériau de tamisage moléculaire sous forme de billes ou du charbon actif activé à l'argent et en forme de billes. Selon une forme de réalisation préférée, le dispositif transporteur est disposé sur un parcours sortant sur le côté inférieur de la chambre de passage Le transport s'effectue essentiellement du fait de la force de la gravité, ce qui fait que le dispositif transporteur peut être constitué sous forme d'une roue doseuse qui ferme la chambre de passage à sa partie inférieure et qui comprend au moins une cavité doseuse s'ouvrant vers le haut et pouvant se déplacer dans la chambre de passage Le volume de la cavité doseuse détermine, en liaison avec là vitesse, de rotation selon laquelle la roue doseuse est entraînée, la capacité du transport. Avantageusement, la roue doseuse se présente essentielle- ment sous la forme d'un tambour cylindrique comportant des rainures doseuses transversales par rapport à sa direction périphérique, et de préférence parallèles à son axe Cette forme donnée à la roue doseuse est particulièrement avantageu- se quand la chambre de passage a également une forme cylin- drique et est disposée parallèlement à l'axe du tambour. Une autre forme de réalisation ayant une importance particulière est celle dans laquelle une surface latérale dirigée axialement de la roue doseuse s'applique à plat sur un tamis fermant l'ouverture d'une canalisation de sortie des gaz de la chambre de passage, chaque cavité doseuse étant ouverte en direction de cette surface latérale et passant sur le tamis lors de la rotation de la roue doseuse Le gaz qui est envoyé de préférence à la partie supérieure de la chambre de passage s'écoule par les cavités doseuses et passe par le tamis pour parvenir dans la canalisation de sortie Les rebords des cavités doseuses glissent sur le tamis et nettoient les pores du tamis qui retiennent le matériau d'adsorption. Un exemple de réalisation de l'invention sera maintenant expliqué plus en détail avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe schématique d'un appa- reil de mesure de rayonnement destiné à la mesure de la concentration de radioactivité d'un gaz, en particulier de l'air, selon la ligne I-I de la figure 2, et la figure 2 est une vue en coupe de l'appareil de mesure de rayonnement selon la ligne II-II de la figure 1. L'appareil de mesure de rayonnement représenté sur les figures sert en particulier à la mesure de la concentration de radioactivité d'iode radioactif émettant des rayons gamma dans l'air Il comprend un corps de base 1 constitué par exemple en matière synthétique, comportant une chambre de passage creuse et cylindrique 3, sur le côté supérieur de laquelle pénètre, par une canalisation d'amenée 5, l'air dont on doit mesurer la concentration de radioactivité L'air est aspiré vers le côté inférieur de la chambre de passage 3 par une canalisation de sortie 7 En fonctionnement, la chambre de passage 3 est remplie, comme représenté à la figure 1, avec un matériau de tamisage moléculaire en forme de billes 9 qui adsorbe les particules radioactives de l'air qui le traverse La concentration de radioactivité du matériau de tamisage moléculaire 9 disposé dans la chambre de passage 3 est mesurée au moyen d'un détecteur de rayonnement Il monté sur un côté frontal de la chambre de passage 3, en particu- lier au moyen d'un détecteur de scintillation (TI) Na J La surface de la fenêtre du détecteur de rayonnement est sensi- blement égale à la surface en section transversale de la chambre de passage 3 Une protection 13 en plomb ou analogue et indiquée en tiretés sur la figure 1 entoure au moins le corps de base 1. Pour éviter des effets d'engorgement dus à la concentra- tion de radioactivité et de ce fait la détérioration des limites de la détection et de la sensibilité de la détection, le matériau du tamis moléculaire 9 de la chambre de passage 3 est continuellement remplacé par une substance présentant une capacité de passage constante dans le temps Dans ce but, on dispose sur le côté inférieur de la chambre de passage 3 un tambour doseur sensiblement cylindrique 15 dont l'axe est parallèle à l'axe de la chambre de passage 3 et qui est monté rotatif dans une chambre correspondante Le tambour doseur 15 comprend plusieurs rainures doseuses 19 parallèles à son axe et réparties sur sa périphérie à distances égales, dont la largeur et la hauteur sont approximativement égales au diamè- tre des billes du tamis moléculaire Lorsque le tambour doseur 15 tourne, le matériau du tamis moléculaire 9 est transporté de la chambre de passage 3, en passant par une canalisation de sortie 21 raccordée de façon étanche à l'air au-dessous du tambour doseur 15, vers un conteneur collecteur 23 étanche à l'air Simultanément, du matériau de tamisage moléculaire frais coule en passant par une canalisation d'amenée 25 sensiblement verticale et débouchant de façon étanche à l'air sur le côté supérieur de la chambre de passa- ge 3, ce-matériau provenant d'un récipient 27 raccordé de façon étanche à l'air et tombant sous l'effet de la gravité. Le tambour doseur 15 est accouplé à un moteur d'entraîne- ment électrique 29 qui le fait tourner de façon continue, mais avantageusement aussi de façon intermittente et pério- dique La vitesse de rotation et/ou la durée de branchement du moteur d'entraînement 29 déterminent la capacité de trans- port selon laquelle le matériau de tamisage moléculaire est échangé Le moteur d'entraînement 29 peut être avantageusement branché sur deux étages de vitesse différents ou sur deux étages de durée différents, ces étages étant différents l'un de l'autre selon un facteur compris entre 10 et 100 Ainsi, la durée de l'échange peut être considérablement raccourcie en cas d'urgence, lorsque des concentrations élevées de radioactivité sont libérées. La canalisation de sortie 7-destinée à l'air débouche sur un tamis 31 qui est disposé sur une surface latérale du tambour doseur 15 qui est perpendiculaire à l'axe Les rainures doseuses sont ouvertes en direction du tamis 31 et nettoient les pores du tamis pendant la rotation du tambour doseur 15 L'air est aspiré au travers du tamis 31 par l'in- termédiaire des ouvertures latérales des rainures doseuses 19. Pour éviter des concentrations de radioactivité 9 formant des ponts dans la chambre de passage 3 ou dans les canalisa- tions 21 et 25, le corps de base 1 est accouplé mécaniquement, comme indiqué en 32, à un dispositif vibreur 33 qui le fait vibrer Le matériau de tamisage moléculaire 9 est alors détaché, ce qui fait qu'il peut s'écouler du réservoir 27 pour parvenir dans le conteneur collecteur 23 sans formation de ponts ou de bouchons Le corps de base 1 est monté de façon élastique et mobile sur des montures élastiques 35 Le dispositif vibreur est constitué avantageusement par exemple par un électro-aimant excité périodiquement et dont l'armature est accouplée au corps de base 1 Souvent, les secousses transmises par le moteur d'entraînement 29 au corps de base 1 suffisent pour obtenir un effet de vibration suffisant Ceci est en particulier valable quand le moteur d'entraînement est relié de façon rigide au corps de base l qui est monté de façon à pouvoir osciller. REVENDICATIONS 1 Appareil pour mesurer la concentration de radioacti- vité de gaz, en particulier d'iode gazeux ou de composés d'iode gazeux, comprenant une chambre de passage pour le gaz et contenant un matériau d'adsorption et un détecteur de rayonnement constitué pour mesurer la concentration de radio- activité du matériau d'adsorption, caractérisé en ce que le matériau d'adsorption a une structure granulaire ou pulvéru- lente ayant la capacité de s'écouler, et en ce qu'un disposi- tif transporteur ( 15, 29) l'achemine selon un débit constant dans le temps par l'intermédiaire de parcours de transport ( 21, 25) étanches aux gaz, partant d'un réservoir étanche aux gaz ( 27) et en passant par la chambre de passage ( 3) pour parvenir dans un conteneur collecteur ( 23) étanche aux gaz. 2 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le parcours transporteur ( 21) allant au conteneur collec- teur ( 23) part du côté inférieur de la chambre de passage ( 3) et contient le dispositif transporteur ( 15, 29). 3 Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif transporteur ( 15, 29) comprend une roue doseuse ( 15) entraînée en rotation par un moteur ( 29) et fermant la chambre de passage ( 3) vers le bas, la roue compre- nant au moins une cavité doseuse ( 19) circulant transversale- ment à la direction périphérique. 4 Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que la roue doseuse est constituée sous forme d'un tambour sensiblement cylindrique ( 15) comprenant au moins une rainure doseuse ( 19) transversale à la direction périphérique. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le tambour ( 15) est monté en position de fonctionnement sur un axe de rotation sensiblement horizontal. 6 Appareil selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la chambre de passage ( 3) est de forme cylindrique et disposée de manière que son axe soit parallèle au tambour ( 15). 7 Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que la profondeur de la ou des rainures doseuses ( 19) est approximativement égale aux dimensions des particules du matériau d'adsorption ( 9). 8 Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'une surface latérale dirigée axialement de la roue doseuse ( 15) s'applique à plat contre un tamis ( 31) fermant l'ouver- ture d'une canalisation de sortie de-, gaz ( 7) de la chambre de passage ( 3) et en ce que chaque cavité doseuse ( 19) est ouverte en direction de cette surface latérale et passe sur le tamis ( 31) lorsque la roue doseuse ( 15) tourne. 9 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif transporteur ( 15, 29) peut être commuté sur au moins deux étages différents et prédéterminés de puissance. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que la puissance de transport des deux étages est différente l'une par rapport à l'autre selon un facteur compris entre 10 et 100. 11 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau d'adsorption ( 9) comprend des particules ayant sensiblement la forme de billes. 12 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau d'adsorption ( 9) est constitué par un maté- riau de tamisage moléculaire ou par du charbon actif activé par de l'argent. 13 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif transporteur ( 15, 29) comprend un moteur électrique ( 29) pouvant être branché de façon intermittente et périodique. 14 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section transversale de la chambre de passage ( 3) est sensiblement égale à la section transversale de la fenêtre du- détecteur de rayonnement ( 11). Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de passage est prévue dans un logement monté de façon mobile et accouplé mécaniquement à un dispositif vibreur.