Brevet FR2503380A1 — publié le 19821008

La présente invention concerne un procédé de fabrica- tion d'un assemblage de détecteur de radiations nucléairesauto- alimenté et un assemblage obtenu. Un détecteur de radiations nucléairesauto-alimenté est un détecteur auquel il n'est pas appliqué de potentiel pour donner un signal en fonction du flux incident de rayonnement gamma ou de neutrons tombant sur le détecteur. Le signal de sortie d'un tel détecteur auto-alimenté est le résultat des caractéristiques d'interaction différentes aux radiations pour l'électrode d'émetteur et l'électrode de collecteur, qui sont séparées et isolées l'une de l'autre. Un tel détecteur est décrit au brevet U.S 4 080 533; il comporte une électrode d'émetteur, centrale et une électrode de collecteur, coaxiale entourant l'émetteur en étant isoléesde celui-ci par un oxyde isolant réfractaire. La précision du signal de sortie qui constitue la mesure du niveau du flux de radiations dépend très fortement du diamètre et de la longueur de l'émetteur; il est préférable que le diamètre de l'émetteur soit uniforme sur toute sa lon- gueur et que cette longueur soit déterminée de façon précise. Le détecteur est placé à distance de l'indicateur de signal ou de l'appareil de mesure qui se trouve de façon caractéristique à l'extérieur du champ de flux de radiations. Un câble de trans- mission du signal doit être relié au détecteur. De façon carac- téristique, ce câble comporte un conducteur central aligné et relié à l'émetteur du détecteur. Il est usuel de fabriquer le détecteur, séparément aux tolérances dimensionnelles strictes et de réunir ce détec- teur de longueur appropriée à un câble de transmission de signal en brasant l'émetteur et le conducteur central du câble ainsi que les enveloppes extérieures. La jonction entre le détecteur et le câble de transmission est difficile à réaliser de façon fiable étant donné les faibles diamètres des éléments concernés. La jonction se casse facilement pendant les essais et les mani- pulations ou pendant l'introduction du détecteur dans le réacteur. Un autre procédé de fabrication connu consiste à réunir le conducteur de l'émetteur et le conducteur central du câble de transmission avant de réduire les diamètres de l'émet- teur et du conducteur à leurs valeurs voulues. Le conducteur 2 2503380 de l'émetteur et le conducteur central du câble une fois réunis sont placés dans une gaine tubulaire continue; un isolant est compacté autour de l'émetteur et du conducteur central, puis on réduit cet ensemble pour obtenir le diamètre choisi. Ce procédé tend à modifier soit le diamètre définitif du conducteur de l'émetteur, soit sa longueur, ce qui entraîne des variations de sensibilité pour le détecteur. Il est important de réaliser un ensemble formé d'un détecteur et d'un câble présentant une sensibilité précise reproductible. Cette exigence résulte du fait que les niveaux du signal généré sont de façon caractéristique très faibles de l'ordre du nanoampère. De même, les détecteurs ont une durée de fonctionnement limitée étant donné les variations de réponse de l'émetteur aux radiations en fonction du temps. Cela signifie qu'il faut remplacer périodiquement les ensembles formés du détecteur et du câble et s'il n'est pas possible d'obtenir d'un assemblage à l'autre la même réponse aux radiations, il est difficile d'interpréter les conditions de fonctionnement du réacteur. La présente invention a pour but de créer un procédé de fabrication d'un assemblage formé d'un détecteur et d'un câble de transmission de signal dont le diamètre de l'émetteur du détecteur et sa longueur soient déterminés de façon très précise pour permettre un bon suivi de la qualité des assembla- ges ainsi réalisés, sur le plan de la sensibilité aux radia- tions. L'invention a également pour but de créer un assem- blage réalisant une jonction forte et durable du conducteur de l'émetteur du détecteur et du conducteur central du câble de transmission du signal. Le brevet U.S 4 087 693 décrit un procédé de fabri- cation d'un détecteur auto-alimenté dont l'extrémité du conduc- teur de l'émetteur en rhodium et le conducteur du câble de transmission du signal sont soudés. Une gaine isolante en fibres de silice tissées est mise sur la jonction de l'émetteur et du conducteur du câble de transmission. Puis, une électrode de collecteur, de forme tubulaire est mise sur la gagne isolante; on en réduit légèrement le diamètre pour comprimer la gaine de fibres, isolante et centrer le conducteur de l'émetteur. Il n'en résulte pas de variation significative du diamètre du con- 3 2503380 ducteur de l'émetteur. Puis, un bouchon d'extrémité est mis en place sur l'extrémité en saillie de l'émetteur avec une isola- tion entre l'extrémité de l'émetteur et le bouchon. Il est souhaitable de pouvoir fabriquer des détecteurs à conducteur d'émetteur, long, qui se réalisent plus facilement avec un diamètre d'émetteur important, puis à réduire le diamè- tre du conducteur de l'émetteur par laminage. Cette réduction par laminage ou cet allongement uniforme avec réduction du dia- mètre est une solution avantageuse pour obtenir des détecteurs allongés de diamètre uniforme. L'invention concerne un procédé de fabrication d'un assemblage de détecteur de radiations nucléaires auto-alimenté qui se compose d'une partie de détecteur générant un signal d'intensité en fonction du flux d'incident de radiations et une partie de câble étant reliée électriquement à la partie de détecteur pour le passage du courant du signal vers le moyen de contrôle; ce procédé consiste à relier électriquement les extrémités opposées du conducteur de l'électrode de l'émetteur et du conducteur du câble de transmission du signal, ces conduc- teurs étant susceptibles d'être réduits par laminage à un diamètre réduit et à une longueur prédéterminée, on met le conducteur de l'électrode d'émetteur et le conducteur du câble de transmission, reliés électriquement dans une gaine de forme générale tubulaire en un métal réductible par laminage, en plaçant un moyen isolant choisi entre les conducteurs et la gaine tubulaire, on réduit le diamètre de l'assemblage ci-dessus et on allonge la gaine tubulaire et le câble de l'émetteur ainsi que le câble de transmission du signal tout en comprimant l'isolant, on ébarbe le conducteur de l'émetteur sur une lon- gueur prédéterminée et on scelle hermétiquement la gaine tubu- laire à l'extrémité de l'électrode de l'émetteur en plaçant un moyen isolant entre le conducteur de l'émetteur et l'extrémité de scellement. Les assemblages de détecteur de radiations auto- alimentés selon l'invention sont de façon caractéristique des dispositifs allongés, le détecteur actif ayant une longueur comprise entre quelques mètres et quelques dizaines de mètres, le câble de transmission du signal étant un élément beaucoup plus long. Un ensemble d'assemblage détecteurcâble peut être réuni en une seule pièce comme indiqué au brevet U.S 4 140 911 4 2503380 pour être utilisé dans un réacteur. Les parties actives du détecteur peuvent s'enrouler en hélice autour d'un élément de support pour former un conducteur d'émetteur, allongé placé dans la zone de flux déterminée, pour obtenir un signal de réponse dont le niveau soit augmenté. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe d'un assemblage de détecteur de radiations auto-alimenté avec la partie de câble prolongeant la partie de détecteur. - la figure 2 est une vue en coupe d'un assemblage de détecteur partiellement réalisé, montrant ce stade de la fabrication. - la figure 3 est une vue en coupe de l'extrémité d'un détecteur selon un autre mode de réalisation de l'inven- tion. Selon la figure 1, un assemblage de détecteur 10 de radiations nucléaires, auto-alimenté se compose d'une partie de câble 12 de transmission de signal, de type coaxial et une partie de détecteur 14 répondant aux radiations. Un moyen de scellement d'extrémité 16 hermétique est prévu sur le prolonge- ment 18 de la partie de détecteur 14. La partie de détecteur 14 sensible aux rayonnements se compose d'une électrode d'émetteur , allongée, ayant un diamètre et une longueur prédéterminés. Cette électrode d'émetteur 20 est formée d'un matériau sensible aux radiations, tel qu'un matériau sensible aux neutrons ou au rayonnement gamma tel que du cobalt, du rhodium, du platine ou autre matériau bien connu. Le moyen isolant 22 fortement comprimé est placé autour de l'émetteur 20; ce moyen isolant est de façon caractéristique un oxyde métallique tel que de la poudre d'oxyde de magnésium. Une électrode de collecteur 24 de forme généralement tubulaire allongée est placée coaxialement autour de l'émetteur 20 et du moyen isolant 22. Cette électrode de collecteur 24 est formée d'un matériau relativement peu sen- sible aux rayonnements et le courant du signal de détecteur qui est engendré entre l'émetteur et le collecteur résulte de la différence de réponse aux rayonnements de ces deux matériaux. Le signal d'intensité passe dans le moyen isolant 22. Le moyen de scellement d'extrémité 16 est scellé sur l'extrémité du col- lecteur tubulaire 24 comme cela sera expliqué. Le signal d'intensité correspondant aux rayonnements générés dans la partie de détecteur 14 qui est placée dans le champ du flux de rayonnement est fourni à un moyen de contrôle externe, éloigné, (non représenté) par une partie de câble de transmission de signal 12. La partie de câble de transmission de signal 12 est essentiellement un câble coaxial dont le con- ducteur central 26 est relié électriquement à l'électrode d'émetteur par la jonction 28. Le moyen isolant 22 est prévu autour du conducteur central 26; il s'agit du même oxyde métallique que celui entourant le conducteur d'émetteur. Une gatne du câble coaxial tubulaire 30 est prévue autour du moyen isolant 22 et du conducteur central 26 du câble. Cette gaine de câble 30 constitue en général le prolongement de l'électrode de collecteur 24; cette gaine est de façon caractéristique constituée d'un acier à forte teneur en nickel tel que de l'acier Inconel (marque de la Société Internationale Nickel Co). Selon les figures 1, 2, la fabrication de l'assem- blage de détecteur 10 commence par un conducteur d'émetteur de diamètre relativement important que l'on peut réduire en diamè- tre jusqu'au diamètre final choisi et approximativement à la longueur voulue. Ce conducteur d'émetteur est relié électrique- ment par une jonction 28 par une brasure ou une soudure au conducteur central du câble de transmission du signal qui peut également être diminué en diamètre jusqu'au diamètre final voulu. Le conducteur d'émetteur et le conducteur central du câble ainsi réunis sont placés dans le conducteur tubulaire en étant entourés par le moyen d'isolation compacté entre les conducteurs centraux et le conducteur tubulaire. Puis, on réduit le diamètre de ce pré-assemblage pour l'allonger et arriver au diamètre voulu du conducteur central de l'émetteur et du câble, en réduisant la gaîne tubulaire conductrice extérieure. Au cours de cette opération de réductionde diamètre, il est probable que l'on comprime encore plus l'isolant. Lorsque le conducteur de l'émetteur a été unifor- mément réduit au diamètre voulu par exemple un diamètre de l'or- dre de 1 à 2 mm, on coupe et on ébarbe l'émetteur à la longueur voulue (figure 2). L'électrode de collecteur déborde par rapport à l'extrémité préalablement coupée de l'émetteur. Le moyen isolant, en quantité suffisante est compacté autour de l'extré- mité de l'émetteur et du capuchon de scellement d'extrémité (figure 1) pour sceller hermétiquement l'extrémité du collecteur tubulaire. Une variante pour sceller l'extrémité est représentée à la figure 3; les extrémités prolongées du collecteur tubulaire sont dans ce cas simplement comprimées tout en étant chauffées pour former une extrémité arrondie en utilisant ou non une brasure. Le moyen d'isolation est là encore comprimé entre l'extrémité de l'émetteur et le moyen d'étanchéité arrondi formé par l'extrémité comprimée du collecteur. Le détecteur selon l'invention peut se réaliser autrement que par une réduction de diamètre de la gaine de col- lecteur de l'isolant et du conducteur d'émetteur ainsi assem- blés. Cette réduction au diamètre et à la longueur prédétermi- nés, peut se faire en étirant le pré-assemblage dans une filière ou en combinant la réduction par laminage et l'étirage à tra- vers une filière pour arriver au diamètre et à la longueur voulus. Puis, on coupe l'assemblage à la longueur et un capu- chon de scellement d'extrémité ou autre moyen termine l'assem- blage de détecteur. R E V E N D I C A T I 0 N S ) Procédé de fabrication d'un assemblage de détec- teur de radiations nucléaires, auto-alimenté, procédé selon lequel on réunit la partie de détecteur (12) qui génère un signal d'intensité en fonction du flux de radiations d'incident et la partie de câble de transmission (14), électriquement à la partie de détecteur (12) pour le passage du signal d'inten- sité vers le moyen de contrôle, procédé caractérisé en ce qu'on relie électriquement (28) les extrémités opposées du conducteur (20) de l'électrode d'émetteur et du conducteur (26) du câble de transmission de signal, ces conducteurs (20, 26) pouvant être réduits en diamètre à un diamètre réduit et à une longueur pré- déterminés, on place le conducteur d'électrode (20) et le con- ducteur de câble (26) ainsi réunis (28) dans une gaine (24, 30) généralement tubulaire en un métal dont on réduit le diamètre, en interposant un isolant (22) entre les conducteurs (20, 26) et la gaine tubulaire (24, 30), on réduit le diamètre de l'as- semblage ainsi réalisé et on allonge la gaine tubulaire (24, ) et le conducteur d'émetteur (20) ainsi que le conducteur de câble (26) tout en comprimant l'isolant (22), on coupe le conducteur d'émetteur (20) à une longueur prédéterminée et on scelle hermétiquement (16) la gaine tubulaire (24) à l'extré- mité de l'électrode d'émetteur avec un moyen isolant entre le conducteur d'émetteur (20) et l'extrémité scellée (16, 24). 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la réduction du diamètre du pré-assemblage formé de la gaine tubulaire (24, 30), du moyen d'isolation (22) et du conducteur d'émetteur (20) se fait par laminage. ) Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 et 2, caractérisé en ce que le scellement hermétique de la gaîne tubulaire (24) se fait par un capuchon d'extrémité (16) scellé à l'extrémité de la gaine tubulaire (24).