Brevet FR2542096A1 — publié le 19840907

Appareil de mesure destiné à déterminer la concen- tration en iode-radioactif dans un gaz porteur ". L'invention concerne un appareil de mesure pour déterminer la concentration en iode radio- actif gazeux dans un gaz porteur, cet iode radioactif étant séparé dans un agent d'absorption et accumulé, l'activité de l'iode étant déterminée au moyen d'un détecteur. Dans les installations nucléaires, en particulier dans les centrales nucléaires, il est important de mesurer l'émission des isotopes de l'iode gazeux, radioactifs, en particulier de I 1 Comme la concentration en radio-iode dans l'air des installations, et plus précisément à la cheminée est extrêmement faible, on doit faire passer une quantité proportionnelle relativement im- portante de l'air évacué sur un adsorbeur approprié, par exemple sur une matière support de catalyseur imprégnée de nitrate d'argent, afin d'obtenir une activité mesurable par accumulation sur l'agent d'ad- sorption On dispose à cet effet, entre temps, d'appa- reils de mesure très sensibles, qui sont constitués, en principe d'une cartouche adsorbante que traverse un important volume de courant d'air, et d'un détecteur de quantas gamma, par exemple un détecteur à scintilla- tions avec un cristal de Na I/Tl, ou d'un détecteur à semi-conducteur tel que, par exemple, Gef Li Y (brevet DE 22 51 189) Le but recherché avec des appareils de mesure était d'arriver à une sensibilité de détection très élevée, afin de mesurer, par exemple, sûrement des émissions d'iode extrêmement petites se produisant dans la cheminée Le champ dynamique de ces appareils de mesure extrêmement sensibles est toutefois limité. Dans une perturbation importante, il peut se produire des concentrations en iode si importantes que le champ de mesure ne suffit pas Il parait alors plus opportun de mesurer directement dans l'air des concentrations très élevées en iode Cette mesure n'est toutefois pas possible, car à coté de l'iode radioactif, il se trouve dans l'air, en même temps des gaz rares radio- actifs dont la concentration est d'un ordre de gran- deur plus élevé et qui satureraient complètement le détecteur Pour cette raison, il est nécessaire, même si les concentrations en iode radioactif sont très grandes, de provoquer une accumulation de cet iode sur un adsorbeur pour élever partiellement la concen- tration en iode par rapport à la concentration de gaz rares L'agent d'adsorption est alors fourni de pré- férence dans des cartouches que l'on peut changer facilement On connait par exemple une installation qui fonctionne avec une cuve rotative sur laquelle sont posées un grand nombre de cartouches Quand l'activité recueillie dans une cartouche est trop grande pour le détecteur, la cuvette tournante exé- cute un pas, à la façon d'un revolver, et offre une cartouche d'adsorption fraîche. Dans une autre disposition reposant sur des principes analogues, l'agent d'adsorption se trouve entre les flancs d'une roue dentée mobile pas à pas. 2542096. Les deux dispositifs ont en commun que le changement pas à pas s'effectue d'une cartou- che ou d'une chambre d'agent d'adsorption à-la sui- vante, de sorte qu'un fonctionnement continu n'est pas possible En outre, dans les deux installations, on doit apporter les plus grands soins à l'obtention d'une étanchéité parfaite. L'invention a en conséquence pour objet d'offrir un appareil de mesure du type mention- né avec lequel on puisse déterminer, en continu, la concentration en radio-iode, même en présence de gaz rares radioactifs, dans le cas d'une perturbation accidentelle - A cet effet, l'invention propose qu'il soit prévu une conduite conduisant le gaz por- teur avec l'iode radioactif, qui est entourée d'un agent d'absorption et qui présente-au moins un point de passage du gaz porteur avec l'iode radioactif vers l'agent d'absorption, et que l'agent d'absorption, et le point de passage peuvent se déplacer l'un par rapport à l'autre de telle façon que, toujours, des zones fraîches de l'agent d'absorption peuvent être sollicitées, ces zones étant toujours placées en position de mesure vers le détecteur. D'autres dispositions avantageuses ressortiront en outre de la description ci-après. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés,-représentant deux exemples de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels la figure 1 montre en coupe longi- tudinale schématique, un appareil de mesure d'iode radioactif. la figure 2 montre un autre exemple de réalisation dont les parties essentielles corres- 4. pondent à celles de l'exemple de la figure 1. les figures 3 et 4 montrent des détails d'exécution à plus grande échelle. Dans la figure 1, l'agent utilisé avec le gaz porteur et l'ioderadioactif arrivent par une conduite tubulaire 13 dans une conduite 3 allongée, posée verticalement, qui est entourée, sur au moins une zone partielle de sa longueur, d'un tube i disposé concentriquement à cet effet et ayant un autre diamètre extérieur La conduite 3 est centrée, hermétiquement, au moyen d'un joint 6, dans un chapeau terminal 14 du tube 1. Le tube 1 et la conduite 3 sont dispo- sés dans un évidement 15 qui traverse un blindage 11 en plomb destiné au détecteur 8, pendant qu'il est prévu un canal d'entrée du rayonnement 7, partant, à angle droit de l'évidement 15 de préférence, et qui peut s'élargir légèrement vers le détecteur 8 La dis- position combinée, tube 1/conduite 3, est suspendue avantageusement dans l'évidement 15 de façon telle que la surface enveloppante du tube 1 s'applique sur l'ouverture d'entrée du canal 7 d'entrée du rayonne- ment La suspension du dispositif s'opère au moyen d'une bague support 16 pour la conduite 3 ainsi que d'un organe moteur 10 au moyen duquel on peut dépla- cer le tube 1 par rapport à la conduite 3 (flèche). Au lieu de ce type de mouvement relatif, on peut aussi concevoir un mouvement simultané de la conduite 3 par rapport au tube 1, ou de la conduite 3 seule par rapport au tube 1. Le tube 1 s'étend seulement sur une partie de la conduite 3, et ce jusque sur la zone 5 que l'on peut considérer en position de mesure comme un volume partield'agent d'adsorption Le tube 1 est fermé par un autre chapeau terminal 17, sur lequel est montée la suite 18 de la conduite 3, par laquelle le gaz porteur, purifié de l'iode radioactif, peut être évacué au moyen d'une pompe 4. Le tube 1 est rempli pour sa plus grande partie d'un granulé adsorbant 2, fluide Dans la partie inférieure (zone 5), cet agent d'adsorp- tion 2 est retenu par un tamis 9 La conduite 3 s'arrête peu au-dessus du volume partie 5, sous forme d'une ouverture de sortie 24, de sorte que le milieu à mesurer peut en sortir pour arriver dans l'agent d'adsorption On peut prévoir des fixations 19 pour bloquer le bout libre de la conduite 3. Dans la partie supérieure du tube 1 se trouve un ressort 12 qui agit sur une plaque 20 mobile, pouvant se déplacer longitudinalement, et qui s'appuie sur le chapeau terminal 14 De ce fait, l'agent d'adsorption 2 fluide est toujours poussé à nouveau, lors du mouvement relatif du tube 1 par rap- port à la conduite 3, dans une nouvelle zone partielle 5 prête pour la mesure, car l'extrémité libre de la conduite 3 forme, en glissant vers le haut, un espace libre. La figure 2 montre en coupe un autre exemple de réalisation qui correspond, dans ses par- ties les plus essentielles, à celui de la figure 1. Pour les éléments qui se correspondent, on utilise en conséquence les mêmes références, et on ne revien- dra pas à nouveau sur leurs fonctions Seulement le dispositif tube 1/conduite 3 a été modifié Le mouve- ment relatif des deux parties, l'une par rapport à l'autre, est également provoqué par l'organe moteur , afin de produire toujours de nouvelles zones par- tielles 5 en position de mesure L'agent d'absorption 2 se trouve toutefois dans le tube 1 réalisé sous la forme d'une cartouche d'adsorbant, dont est séparée, 2542096. dans la partie inférieure au moyen d'un plateau tami- seur 21 qui arrête l'agent d'absorption 2, une chambre collectrice 22 du gaz, qui est reliée par la conduite d'évacuation 18 à la pompe 4 La conduite 3 est fer- mée en-dessous des orifices de sortie 24. Le milieu à mesurer s'écoule à nou- veau dans la conduite 3 fixée sur le support 16, et de là, par les orifices de sortie 24, qui sont dispo- sés sur le pourtour de la conduite 3, à la hauteur du bord supérieur du canal 7 d'entrée de l'irradiation, sur un plan (coupe AA, voir figure 3), passe dans le milieu d'absorption 2 L'écoulement du milieu à mesurer est indiqué par une flèche Le tube intérieur de limitation de la cartouche d'adsorbant (tube 1) présente des fentes longitudinales 26 (voir figure 4) en nombre correspondant à celui des orifices de sortie 24 (quatre suivant la figure 3), fentes sur lesquelles s'étendent des traverses 27 longitudinales appropriées sur la surface enveloppante de la conduite 3, pour rendre étanche la conduite tubulaire 25 Dans la zone partielle 5 de l'agent d'absorption 2, ces fentes lon- gitudinales 26 correspondent avec les orifices de sor- tie 24 de la conduite 3,-de sorte que le milieu à mesurer peut passer sur l'agent d'absorption 2 Quand on déplace le tube 1 par rapport à la conduite 3, on peut par suite faire en sorte que la totalité de l'agent d'absorption soit sollicité peu à peu, conti- nuellement ou d'une façon discontinue, par l'iode radioactif. Le blindage en plomb Il (et cette remarque est valable pour les deux modes de réalisa- tion) possède une perforation 7, qui veille à ce que le détecteur de rayonnement 8 soit toujours sollicité seulement par le rayonnement qui vient du volume par- tiel 5 de l'agent d'absorption 2 qui se trouve préci- 2542096. sément en service, ce volume partiel étant choisi tel que le taux de séparation de l'iode soit par exemple supérieur à 90 %. La vitesse d'avancement -de l'organe moteur 10 sera choisie, de façon à assurer la sensi- bilité nécessaire dans la zone de mesure de la concen- tration en iode Une vitesse d'avancement lente cor- respond ici à une grande sensibilité de mesure, et in- versement, une grande vitesse d'avancement correspond à une faible sensibilité de mesure On mesurera la - vitesse des impulsions fournies par le détecteur 8 en imp/sec. L'appareil de mesure peut toutefois fonctionner aussi, suivant l'invention, de façon telle que les vitesses d'impulsions du détecteur 8 soient maintenues constantes, à une vitesse détermi- née du fait que la vitesse d'avancement est modifiée au moyen d'un circuit régulateur Dans ce cas, la vitesse d'avancement constitue la mesure de la concen- tration en iode L'augmentation de la concentration en iode entraine un avancement plus rapide de la matière 2 d'absorption, et empêche ainsi automatique- ment une sur-régulation du détecteur d'irradiation. 2542096. R E V E N D I C A T I O N S ) Appareil de mesure pour détermi- ner la concentration en iode radioactif gazeux dans un gaz porteur, cet iode radioactif étant séparé dans un agent d'absorption et accumulé, l'activité de l'iode étant déterminée au moyen d'un détecteur, appa- reil caractérisé en ce qu'il est prévu une conduite ( 3) conduisant le gaz porteur avec l'iode radioactif, qui est entourée d'un agent d'absorption ( 2) et qui présente au moins un point de passage ( 24) du gaz porteur avec l'iode radioactif vers l'agent d'absorp- tion, et que l'agent d'absorption ( 2), et le point de passage ( 24) peuvent se déplacer l'un par rapport à l'autre de telle façon que, toujours, des zones frai- ches ( 5) de l'agent d'absorption ( 2) peuvent être sollicitées, ces zones ( 5) étant toujours placées en position de mesure vers le détecteur ( 8). ) Appareil de mesure suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la conduite ( 3) et un tube ( 1) contenant l'agent d'absorption ( 2) sont disposés concentriquement, la conduite ( 3) étant mobile par rapport au tube ( 1), ou inversement, les zones fraîches ( 5) se plaçant devant l'ouverture d'un canal d'entrée ( 7) du rayonnement d'un blindage ( 11) dirigé vers le détecteur ( 8). ) Appareil de mesure suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le tube ( 1) est mobile par rapport à la conduite ( 3) au moyen d'un organe moteur ( 10). 40) Appareil de mesure suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la conduite ( 3) est interrompue, à l'intérieur du tube ( 1), à la hauteur du canal ( 7) d'entrée des rayons, et que l'agent d'absorption ( 2) est amené dans la zone ( 5) de la position de mesure, sous l'effet de la force d'un ressort ( 12). ) Appareil de mesure suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'agent d'absorption ( 2) est mobile le long de la conduite ( 3) dans le tube ( 1), fermé aux deux bouts pour l'agent d'absorption ( 2) ou sont prévus sur le tube ( 1) et sur la conduite ( 3) des guides ( 26, 27). ) Appareil de mesure suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le tube ( 1) est réalisé sous forme d'une cartouche ( 1, 25) dont le tube intérieur ( 25) présente des fentes ( 26) lon- gitudinales qui sont rendues étanches sur la surface extérieure de la conduite ( 3) par des traverses ( 27) longitudinales, et que la conduite ( 3) présente dans la zone ( 5) de la position de mesure, des orifices de passage ( 24) qui correspondent aux fentes longitudina- les ( 26). ) Appareil de mesure suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'importance du rayonnement sur le détecteur ( 8) peut être ajustée au moyen d'une régulation de la vitesse d'avancement de l'organe moteur ( 10) du tube ( 1) ou de la conduite ( 3), et que la concentration en iode qu'on désire mesurer peut être déduite de la vitesse d'avancement. ) Appareil de mesure suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'on peut déterminer la concentration en iode d'après la durée de collecte et d'après l'activité dégagée par l'iode.