Brevet FR2587490A1 — publié le 19870320

Installation et procédé de mesure du taux de vide dans une canalisation véhiculant un fluide L'invention concerne une installation et un procédé de mesure du taux de vide dans une canalisa- tion dans laquelle circule un fluide qui peut être en régime bi-phasique. Elle s'applique notamment à l'inventaire en eau du circuit primaire d'un réacteur nucléaire à eau pressurisée, particulièrement en cas de fonctionne- ment accidentel de ce réacteur. Un réacteur à eau sous pression comporte, de manière connue, une cuve à parois épaisses, renfermant un coeur constitué d'assemblages de crayons combusti- bles. La chaleur produite par la réaction nucléaire est extraite du coeur par une circulation sous pres- sion d'eau de refroidissement. Cette eau est amenée par une canalisation de forte section, appelée branche chaude du circuit primaire, jusqu'à un générateur de vapeur dans lequel elle échange sa chaleur avec l'eau du circuit secondaire. Elle retourne ensuite dans la cuve par la branche froide du circuit primaire. Au cours du fonctionnement normal du réac- teur, l'eau du circuit primaire est maintenue à une pression suffisamment éLevée pour rester en phase Li- quide. Il peut arriver toutefois dans des circonstan- ces accidentelles, par exemple en cas de chute de pression ou en cas d'élévation anormale de la tempéra- ture de l'eau, que de la vapeur d'eau saturée appa- raisse dans ce circuit et que s'y établisse un régime bi-phasique. On appelle "taux de vide" " le pourcenta- ge du volume occupé par la vapeur rapportée au volume total du circuit. L'analyse des situations accidentelles des réacteurs à eau sous pression montre qu'il est inté- ressant de pouvoir mesurer le taux de vide dans la branche chaude pour déterminer l'état thermohydrauli- que du circuit primaire et évaluer L'état de refroi- dissement du coeur et son -évolution. Les techniques de mesure radioactive de la densité d'un miLieu, qui utilisent une source de rayonnement y ou X et un détecteur diamétralement op- posé par rapport à la source, sont particuLièrement bien adaptées au cas d'un réacteur nucléaire dans le- quel la température et la pression du fluide empochent d'utiliser des méthodes classiques. Ces techniques de mesure radioactive reposent sur la mesure de l'atté- nuation du rayonnement qui a traversé la canalisation. On en déduit La densité du milieu fluide qui circule dans cette canalisation. Cependant, Les sources radioactives parasi- tes qui se trouvent dans Le circuit primaire et qui sont constituées notamment par l'azote 16, par Les produits de corrosion en suspension dans L'eau ou déposés sur les parois internes des tuyauteries, et par les produits de fission provenant d'éventuelles ruptures des gaines des crayons combustibles des as- semblages qui forment le coeur du réacteur, peuvent perturber de telles mesures. Dans le cas o le niveau d'activité des sources radioactives parasites est peu important rela- tivement à celui de la source utilisée pour la mesure, il suffit d'utiliser deux détecteurs, l'un situé face à la source pour enregistrer le signal, dû au rayonne- ment émis par cette source augmenté du rayonnement provenant des sources parasites, et l'autre dans une zone dans laquelle il ne mesure que le rayonnement des sources parasites. On fait la différence des signaux délivrés par le premier et le deuxième détecteurs pour obtenir le signal correspondant à la seule source uti- lisée pour la mesure. Cependant, il peut arriver également que Le niveau d'activité des sources parasites soit de plu- sieurs dizaines de fois supérieur à celui de la source utilisée pour la mesure. Ce sera le cas, en particu- lier, si un grand nombre de ruptures de gaines de crayons-combustibles se produisent. Le niveau d'activité de ces sources parasi- tes présente des variations aléatoires et rapides. A cause de ces variations, il est très difficiLe de faire la distinction entre La fraction du signal élec- trique délivré par le détecteur qui doit être attri- buée aux sources parasites et celle qui doit être at- tribuée à la source utilisée pour la mesure. Ce signal électrique peut aussi être pertur- bé par des signaux parasites dus aux vibrations des différents éLéments du système de mesure. L'ensemble de tous les signaux parasites constitue le bruit de fond, qui peut, comme on vient de l'expliquer, "noyer" le signal que l'on cherche à mesurer. L'invention a précisément pour objet une installation et un procédé de mesure, notamment du taux de vide dans une canalisation véhiculant un flui- de bi-phasique, qui permet de surmonter les difficul- tés mentionnées ci-dessus en faisant la distinction entre le signal que l'on cherche à mesurer et le bruit de fond. Cette installation doit permettre de suivre l'évolution du taux de vide même lorsque le niveau d'activité des sources parasites est élevé, c'est-à- dire très supérieur à celui de la source utilisée pour la mesure. Elle doit permettre également une mesure précise, même en cas d'évolution rapide du taux de vide et de variation du bruit de fond au cours de la mesure. Ces buts sont atteints, conformément à l'in- vention, par une modulation du rayonnement de La sour- ce à une fréquence déterminée, et par un traitement du signal délivré par le détecteur. Par modulation du rayonnement de La source, iL faut entendre une occultation périodique du rayon- nement de La source utiLisée pour la mesure en inter- posant entre ceLLe-ci et Le détecteur, un écran opaque au rayonnement, La période d'occultation étant connue et constante pendant une mesure. Ainsi, Le signal provenant de La source n'est plus un signal constant, mais un signal périodique. Cette caractéristique per- met de le distinguer du bruit de fond qui, Lui, est réparti sur L'ensembLe des fréquences. Cette distinc- tion est effectuée au moyen d'un traitement approprié du signal fourni par Le détecteur, en utilisant L'une des méthodes classiques teLLe que La méthode de La densité spectrale de puissance, qui est décrite, par exempLe, dans "Méthodes et techniques du traitement du signal", de J. MAX, édité chez Masson. L'instaLLation de mesure du taux de vide conforme à l'invention comprend donc: - un bloc source renfermant au moins une source de rayonnement, collimatée, - un bloc détecteur comprenant au moins un détecteur collimaté recevant Le rayonnement de cette source ainsi que Les rayonnements parasites, et délivrant un signal qui est fonction du rayonnement reçu en fonction du temps, - des moyens de traitement du signal délivré par le détecteur, - un écran absorbant le rayonnement, mobile et apte à être animé d'un mouvement périodique de manière à obturer le collimateur de chacune desdites sources, avec une fréquence déterminée dite fréquence de mo- dulation, - des moyens de traitement du signal délivré par le détecteur pour transformer la représentation en fonction du temps de ce signal en une représentation en fréquence, - des moyens de contrôle et de commande de l'instal- lation. Dans une première variante de réalisation, l'écran absorbant est mobile en rotation autour de la source de rayonnement. Dans une deuxième variante de réalisation, l'écran absorbant est mobile en rotation autour d'un axe parallèle à la direction du rayonnement. Dans une troisième variante de réalisation, l'écran absorbant est mobile en translation. Ainsi, conformément à l'invention, grâce à la modulation du rayonnement émis par la source radio- active utilisée pour la mesure et grâce au traitement du signal délivré par le détecteur, le signal de La source est concentré à la fréquence de modulation tandis que le signal du bruit de fond est réparti sur l'échelle des fréquences. On peut ainsi différencier le signal provenant de la source du bruit de fond et améliorer la précision de sa détermination. Les moyens de traitement du signal compren- nent: - un filtre passe-bande, pour laisser passer les fré- quences comprises entre une fréquence limite infé- rieure et une fréquence limite supérieure, - une interface de conversion analogique digitale pour convertir le signal analogique délivré par le détec- teur en un signal digital, un microcalculateur relié à l'interface de conversion analogique-digital, pour calculer la densité spectrale de puissance du signal et des unités de sorties pour l'affichage de la valeur calcuLée de la courbe de densité spectrale de puissance du signal, - un premier étage d'amplification courant-tension suivi d'un second étage amplificateur qui supprime la composante continue du signal. Les moyens de contrôle et de commande com- portent une unité logique à laquelle on fournit les signaux utiles pour La commande du système et la dé- termination du taux de vide, en particulier deux si- gnaux de la pression du fluide dans la branche chaude, et deux signaux de la température dans cette branche chaude, cette unité étant apte à commander l'alimenta- tion des moteurs d'entraînement de l'écran d'occulta- tion du bloc source. En outre, l'invention concerne un procédé de mesure du taux de vide a dans une canalisation, dans laquelle circule un fluide en régime bi- phasique, au moyen d'une source de rayonnement, d'un détecteur sé- paré de la source par un trajet traversant la canali- sation et délivrant un signal électrique qui est fonc- tion du rayonnement reçu. Ce procédé se caractérise en ce que: - on mesure les valeurs des fréquences des vibrations induites dans la canalisation par les pompes, on obture périodiquement le collimateur de la source de rayonnement avec une fréquence bien déterminée, dite fréquence de modulation choisie, entre I Hz et Hz, et différente des valeurs des fréquences de vibration de la canalisation, - on enregistre le signal A délivré par le détecteur pendant une durée e, - on détermine le signal o ne provenant que de la source de rayonnement, en appliquant une méthode classique de traitement du signal A, par exemple la méthode de la densité spectrale de puissance, - on mesure la pression P et la température T du flui- de présent dans la canalisation au niveau du détec- teur, - on calcule la masse volumique PL et PV du liquide et de la vapeur, respectivement, à cette température et à cette pression, - on calcule le taux de vide par la formule: p - L-1[Log k - Log a] PL pV dans laquelle c et k sont des constantes géométri- ques sont les valeurs sont déterminées expérimenta- lement une fois pour toutes. Le choix de la valeur de la fréquence de modulation résulte d'un compromis tel que, d'une part, le mouvement de l'obturateur ne pose pas de problème de tenue mécanique, et que, d'autre part, le taux de vide et le bruit de fond ne varient pas de façon si- gnificative pendant un intervalle de temps de mesure, tout en évitant les valeurs des fréquences des vibra- tions induites par les pompes dans la canalisation o circule le fluide objet de la mesure. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description d'un exem- ple de réalisation donné à titre indicatif en référen- ce aux figures annexées, sur lesquelles: - la figure 1 est une vue d'ensemble schéma- tique d'une installation nucléaire de production de puissance dans laquelle le réacteur nucléaire est équipé d'une installation -de mesure conforme à l'in- vention, - la figure 2 est une vue schématique en coupe de la partie mécanique de l'installation de me- sure conforme à l'invention, représentée sur la figu- re 1, - la figure 3 est une vue schématique en coupe d'un bloc source comportant un disque de modula- tion, - la figure 4 est une vue d'une variante de réalisation du bloc source. Cette variante comporte deux écrans tournants de modulation du signal de la source, - La figure 5 est une vue en coupe de La branche chaude au niveau de La fixation du bloc source et du bloc de détection, - la figure 6 est une représentation synop- tique des moyens de conditionnement du signal du dé- tecteur, - la figure 7 est une vue synoptique schéma- tique d'ensemble de l'installation de mesure, - la figure 8 représente la densité spectra- le de puissance du signal d'un détecteur en fonction de la fréquence. On a représenté sur la figure 1 une vue schématique et partielle d'une installation nucléaire de production de puissance équipée d'une installation de mesure conforme à L'invention du taux de vide dans la branche chaude du circuit primaire. Le circuit primaire est le circuit de re- froidissement du combustible. Il contient l'eau pri- maire qui transfère la chaleur des éléments combusti- bles du coeur 2 à l'eau du circuit secondaire qui est vaporisée. Il comporte plusieurs boucles de refroidis- sement, généralement trois ou quatre, dont une seule est représentée sur la figure, branchées en parallèle sur la cuve 4 du réacteur. Chaque boucle comprend successivement une branche chaude constituée par une tuyauterie de fort diamètre qui alimente en eau le générateur de vapeur 8 de la boucle, une branche froi- de 10 qui relie le générateur de vapeur à la cuve, et sur laquelle est intercalée une pompe primaire (non représentée) de mise en circulation de l'eau primaire. Sur une des boucles est branché un pressuri- seur qui contrôle Les variations de pression et de volume du fluide primaire. Le circuit primaire est enfermé dans le bâtiment réacteur qui est une enceinte étanche en béton précontraint recouvert d'une peau. Dans le bâtiment réacteur, les équipements du circuit sont Logés à l'intérieur d'une jupe de béton. L'installation de mesure conforme à l'in- vention représentée schématiquement sur la figure 1 comprend un bloc source 12, un ou plusieurs blocs de détection 14 diamétralement opposes par rapport à la tuyauterie 6. Le bloc source et Le ou les blocs de détection 14 sont fixes sur la tuyauterie 6 par un ensemble de fixation 16 qui sera décrit plus en détail ultérieurement. De préférence, l'installation comport.e éga- lement un bloc 18 de stockage et de transfert de la source qui, lui aussi, sera décrit plus en détail ul- térieurement. Les signaux électriques analogiques conti- nus délivrés par le ou les blocs de détection 14 sont transmis à un ensemble schématisé par le rectangle 20. Cet ensemble assure un traitement approprié des si- gnaux délivrés par le détecteur de manière à extraire le signal provenant de la source du bruit de fond. Ces résultats du traitement du signal sont affichés, de préférence sous la forme de courbes, sur un écran de visualisation tel que 82. Un dispositif de sécurité du réacteur 21 peut également être actionné automatiquement à partir de l'ensemble du traitement 20. On a représenté sur la figure 2 une vue à échelle agrandie par rapport à la figure 1, et qui montre la partie mécanique de l'installation de mesure du taux de vide. Le bloc 18 de stockage et de transfert des sources comporte une partie principale qui est la protection en plomb 22 et des parties annexes, à sa- voir un pupitre de commande 24, une liaison 26 entre le pupitre 24 et le bloc de stockage proprement dit, une liaison 28 entre le bloc de stockage et le bloc source. La source ou les sources sont logées au centre d'un château sphérique en plomb reposant sur un berceau 30. Ce château 22 est constitué de deux demi- coquilles moulées et assemblées. Le bloc de stockage est fixé sur le sol. Son poids est d'environ 270 Kg. Un chariot de transport permet de le déplacer dans l'enceinte. Des anneaux de préhension (non représen- tés) permettent de lever le bloc à l'aide d'un palan pour retirer le chariot et le reposer ensuite pour sa fixation sur le sol. La fixation au sol permet la tenue aux séismes. Le btoc -de stockage est percé de canaux: deux canaux pour le passage des sources et deux canaux de plus faible diamètre, rejoignant les deux précédents, pour la commande pneumatique du transfert des sources entre le bloc de stockage et le bloc source. Ces canaux sont conformés de manière à ce que le rayonnement émis par les sources ne puisse jamais s'échapper du bloc de stockage pour assurer une protection du personnel contre le rayonnement. On a prévu un contrôle de position de la source au moyen d'un bobinage (non représenté) recevant un noyau de fer doux qui génère une force électromagnétique que LV'on mesure. Chaque source est reliée au bloc source par l'intermédiaire d'un canal source 28. Des tubes de liaison permettent, à l'aide de bouteilles 32 d'air comprimé, soit de pousser la source du bloc de trans- fert vers le bloc source, soit de la faire retourner du bloc source vers le bloc de stockage. Le pupitre de commande 24 regroupe les com- mandes électriques, les vannes, Les indications de la position de la source. Ce pupitre est situé derrière un mur de béton 34 de la salle se trouvant sous la branche chaude 6. Les tubes de liaison 26 entre le pupitre 24 et le bloc de stockage et de transfert, ainsi que les tubes de liaison 36 entre le pupitre et le bloc source 12 sont en acier inoxydable de faible diamètre. Chaque canal source est rigide, son diamètre intérieur est de l'ordre de 12 mm. Pour transférer une source du bloc de stockage dans le bloc source, il suffit de mettre en légère pression le tube de liaison 26. Pour faire re- tourner une source dans le bloc de stockage et de transfert, on met en légère pression le tube de liai- son 36. - En dehors de ces deux opérations, L'instal- Lation est à l'atmosphère. Les bouteilles 32 d'air comprimé sont retirées et la position des sources est contrôlée. Le bloc source, représenté schématiquement sur la figure 3 comprend deux demi-coquilles 38 en plomb solidarisées par trois tirants 39 disposés à , dont un seul a été représenté et qui assurent la collimation de la source radioactive 40. Cette source est introduite, lorsqu'on désire effectuer une mesure, par le canal source 28, comme expliqué en référence à la figure 2. Un disque 42 monté tournant est entraîné en rotation par un moteur synchrone (non représenté) solidaire de l'arbre 44, afin d'éviter toute liaison supplémentaire. Un passage 46 est prévu dans le disque 42 de sorte que, lorsque le disque 42 se trouve en regard de l'ouverture 47, c'est-à-dire dans la posi- tion représentée sur la figure 3, le rayonnement de La source 40 atteint ces détecteurs. Lorsque le disque 42 tourne, il occulte périodiquement la source, ce qui crée une modulation du signal de source. On a représenté sur la figure 4 une variante de réalisation dans laquelle le bloc source comprend deux disques de modulation 42a, 42b entraînés à des vitesses de rotation différentes par deux moteurs synchrones séparés (non représentés) par l'intermé- diaire de deux arbres 44a et 44b. Chaque disque comporte un passage, respec- tivement 46a et 46b, pour Laisser passer le rayonne- ment des sources 40a et 40b respectives. Ce disque 42b a été représenté de manière que le passage 46b est orienté perpendiculairement au plan de la figure, tandis que le disque 42a est décaLé angulairement de '. Le passage 46a se trouve donc dans Le plan de la figure 4. IL est orienté vers te bas. On a désigné par 47 l'ouverture pratiquée dans les coquilles 38. La source 40a est donc occuLtée tandis que le rayonnement de la source 40b atteintLes détecteurs. La mise en place des sources est obtenue, de manière identique à ce qui a été expliqué précédem- ment, par les canaux de sources 28e et 28b. Le retour des sources est obtenu au moyen d'une pression d'air comprimé appliquée par les tubes de liaison 36a et 36b. Le bloc source 12 comprend une partie en plomb qui assure la colLimation des deux sources et leur modulation. Elle est constituée de deux demi-co- quilles 38 fixées sur une partie centrale fixe consti- tuée d'un disque central 45 percé pour le passage des canaux de sources 28a et 28b et des canalisations d'air comprimé 36a et 36b. Ce disque comporte une ca- vité centrale aménagée pour le positionnement des deux sources 40a et40b. Les deux disques mobiles 42a et 42b sont entraÂnés par deux moteurs synchrones. Ils sont solidaires des arbres moteurs 44a et 44b pour éviter toute liaison supplémentaire. Le bloc source maintient les sources à l'endroit de la mesure, assure la collimation et la modulation du signal issu des sources. Il assure une protection biologique en cas d'intervention sur le dispositif, par exemple en cas de non retour de la source. Le bloc de détection a pour fonction d'assu- rer la collimation des détecteurs. Il comporte un coL- limateur quadrillé constitué par deux séries de tôles parallèles échancrées à mi-hauteur et emboîtées l'une dans l'autre de manière à constituer une grille qui réduit l'influence du rayonnement parasite. Le bloc de détection est de forme parallélé- pipédique. Il contient des détecteurs, à savoir des chambres d'ionisation optimisées pour le rayonnement du cobalt 60, de 40 mm de diamètre et de 200 mm de longueur utile, par exemple. Le système de fixation représenté sur la figure 5 a pour fonction de rendre le bloc source et le bloc de détection 53 solidaires de la branche chaude. Il se compose de deux secteurs 50 reliés par des vis ceinturant le calorifuge 54 et fixés à la branche chaude par trois vérins 52 disposés à 120 l'un de l'autre. Afin de ne pas transmettre les vibra- tions, les tiges des vérins sont terminées par des blocs amortisseurs en caoutchouc. Etant donné que le bloc de stockage et de transfert, le bloc source, le bloc de détection 53 et le système de fixation sont situés dans le bâtiment réacteur, il faut assurer la liaison entre ces élé- * ments et l'électronique et le système de contrôle de commande de ce système. Cette liaison est assurée par des câbles de Liaison (non représentés) qui présentent des caractéristiques de résistance suffisantes pour tenir aux conditions de température et d'irradiation imposées par les normes relatives aux accidents de dimensionnement. On trouve d'une part des câbles des- tinés à acheminer les signaux de type coaxial anti- microphonique, et des câbles d'alimentation à haute tension. Le signal utile, en fonction des conditions de mesure, (avec ou sans contamination), se situe entre 10- 11 et 10-8 Ampère. Pour ne pas être confronté à la difficulté de transporter des courants très fai- bles (il n'est pas souhaitable d'avoir un amplifica- teur courant tension dans le bâtiment réacteur, car il faudrait limiter les variations de température aux- quelles il est soumis au moyen d'un thermostat), on utilise une "porteuse", c'est-à-dire une petite source (de l'ordre de 1 millicurie de césium 137) qui génère -dans les compteurs un courant de l'ordre de 109 Ampè- re, ainsi que des câbles coaxiaux adaptés. Il est alors possible de ne prévoir aucun conditionnement du signal en bâtiment réacteur. Les câbles utilisés sont également protégés sur le plan des parasites électro- magnétiques et de la microphonie. L'intérêt d'avoir une source auxiliaire est de permettre de contrôler le bon fonctionnement du système lorsque le collimateur source ne tourne pas et qu'il est en position obstruée. Les aspects de linéarité et de dynamique de la chaîne de mesure ne posent pas de difficulté, que ce soit au niveau de la chambre ou au niveau du condi- tionnement et de la numérisation. Il suffit de choisir des composants adaptés, en particulier au niveau du premier étage d'amplification; pour la numérisation il est souhaitable de considérer deux catégories de signaux pour des problèmes de rapidité de calcul, comme on l'expliquera ultérieurement. Electronique de conditionnement du signal L'électronique de conditionnement du signal a été représentée sur La figure 6. Elle comprend un filtre passe-bas de fréquence 15 Hz d'ordre élevé pour respecter Le théorème de Shannon. On sait en effet que selon ce théorème, pour que la répétition périodique d'un spectre ne déforme pas le motif répété, il faut et il suffit que la fréquence de répétition Fe, qui est la fréquence d'échantillonnage, soit égaLe ou su- périeure à 2FM, FM étant la fréquence la plus haute contenue dans le spectre. Le filtre passe-bas est suivi d'un filtre passe-haut de fréquence 1 Hz avec un filtre du second ordre. Les composants utilisés pour le conditionnement du signal permettent d'avoir La bande passante compri- se entre 1 et 15 Hz. L'électronique associée est située dans la salle de contrôle séparée du bâtiment réacteur par le mur de béton 34. Elle comprend, pour chaque voie de mesure,une alimentation 60 à haute tension stabilisée et filtrée afin d'éviter d'introduire des fréquences parasites; un préamplificateur 61; un premier étage 62 d'amplification courant-tension prévu pour fonc- tionner dans une bande de fréquence comprise entre 1 et 50 Hz. Cet étage d'amplification 62 présente un faible rapport bruit/signal et un gain suffisant comp- te tenu de La faiblesse du courant minimal à mesurer, environ 10-11 Ampère. Ce premier étage d'amplification est suivi d'un second étage d'amplification 64. Ce second étage d'amplification est suivi d'un filtre passe-bande 66 constitué d'un filtre passe-haut avec un filtre du second ordre qui laisse passer les fréquences supé- rieures à 1 Hz et d'un filtre passe-bas avec filtre d'ordre deux qui laisse passer les fréquences infé- rieures à 50 Hz. Dans ce second étage amplificateur 64, on supprime la composante continue et on amplifie Les fluctuations (v). Ensemble de numérisation, traitement et visualisation Cet ensemble comprend un calculateur infor- matique 70. La fonction de ce calculateur est de numé- riser les différents signaux analogiques et de faire ensuite les traitements mathématiques nécessaires pour obtenir le taux de vide moyen en branche chaude. Plusieurs types de signaux sont reçus par le microcalculateur: les signaux électriques émis par les détecteurs de radiation; les valeurs moyennes des signaux émis par les détecteurs; les signaux des voies de contrôle ainsi que les informations venant de la centrale. Ces informations sont constituées par te signal d'arrêt d'urgence qui provoquera le déclenche- ment des mesures, par deux informations 74 de La pression du circuit primaire (capteur du pressuri- seur); deux informations 76 qui donnent la températu- re de l'eau en branche chaude obtenue par une sonde située dans un doigt de gant installé dans la branche chaude. Le calculateur informatique est composé de différents éléments. Il comporte d'abord une interface de conversion analogique digitale 80. Trois types de signaux sont traités dans cette interface: ceux pour lesquels on accumule l'information pour obtenir une meilleure précision. Ce sont les v(t) (fluctuation), ceux pour lesquels il est suffisant de connaître une valeur moyenne pendant la mesure. Ces signaux sont la pression qui règne dans le circuit primaire et la tem- pérature de l'eau en branche chaude ainsi que les si- gnaux de contrôLe du bon fonctionnement et de l'arrêt d'urgence du réacteur. L'interface de conversion analogique-numé- rique reçoit les valeurs analogiques de ces différents signaux et les transforme en valeurs numériques. Dans une réalisation préférentielle de l'invention, on uti- lise deux interfaces: la première assure la conver- sion analogique-numérique des fluctuations et la se- conde, la conversion des autres signaux. Dans l'exemple de réalisation décrit, les interfaces utilisées possèdent 12 bits. Microcalculateur Le microcalculateur utilise un microproces- seur de 16 bits. Un microprocesseur de marque ZILOG (Z8000), Motorola, ou un Intel 8086, conviennent pour cette utilisation. Pupitre de commande et de contrôle Il comporte une console 82 de visualisation de la courbe de densité spectrale de puissance du si- gnal émis par les détecteurs, un clavier 83 et des afficheurs 84, par exemple du type à diode émettrice de lumière qui permettent l'affichage des calculs ef- fectués par le calculateur. Un microprocesseur 16 bits assure la ges- tion de l'ensemble, à savoir l'acquisition des don- nees, le stockage de ces données, les calculs et les entrées-sorties. L'utilisation d'un microprocesseur supplé- mentaire ou second microprocesseur, affecté à la ges- tion des données, permet un gain de temps appréciable. Il comporte une mémoire à accès aléatoire (RAM) dans laquelle sont stockées les données; une mémoire morte (ROM) qui contient le programme et en particulier l'algorithme de calcul de la densité spectrale de puissance. Cet algorithme de transformée de Fourier rapide est de préférence un algorithme de Cooley- Tuckey; le microprocesseur comporte également une carte d'entrée-sortie. Les opérations se déroulent de la façon sui- vante: - acquisition des données de fluctuation en fonction du temps v(t) pendant une durée e; - acquisition des autres données (valeurs moyennes de v(t), pression et température) dans la branche chaude, - calcul de la transformée de Fourier du signal de fluctuation, - calculs conduisant à la détermination du taux de vide, - sortie des informations, Algorithmes de traitement Le principe général du traitement du signal consiste à extraire et à déterminer le signal utile, c'est-à-dire le taux de comptage utile du détecteur dans le signal total constitué par le signal utile augmenté du signal parasite. Le signal de la source est modulé à une fréquence de 50 Hz environ. La fluctuation du signal parasite dû au rayonnement y parasite fournit une contribution au signal total dans les basses fréquences. Cette contri- bution est due aux phénomènes suivants. Dans le cas o le régime est un régime d'écoulement à bulles ou à bouchons de vapeur, le passage de ces bulles ou de ces bouchons de vapeur dans la tuyauterie en regard du détecteur provoque des fluctuations du signal car la concentration volumique en émetteurs y parasites est différente dans le liqui- de et dans la vapeur. En cas d'écoulement en régime stratifié, la présence de vagues au niveau de la séparation entre le liquide et la vapeur provoque des rapprochements et des éloignements du Liquide par rapport au détecteur, et donc des fluctuations du signal total perçu par ce détecteur. Dans les cas les plus défavorables, la con- tribution de ces phénomènes est pratiquement nuLLe au- delà d'une fréquence de 1 Hz. C'est la raison pour laquelle on utilise un filtre passe-haut de fréquence 1 Hz qui permet de les éliminer. Le bruit de détection est un bruit blanc, c'est-à-dire un bruit qui comporte toutes les fréquen- ces. Il est lié au nombre de coups comptés par le détecteur. Le principe du traitement du signal consis- te à déterminer le niveau d de bruit de détection pour calculer l'amplitude H=L-D du pic de signal utile. H est relié au taux de comptage utile a par la formule: 2 -2 e a q. H 4 q est la charge moyenne par événement d'io- nisation dans la chambre d'ionisation et 6 la durée de traitement. Donc a se déduit de H par la formule: a - q. On peut ensuite calculer a par la formule: 1 [Log k - Log a] PL - PL - PV dans laqueLle c et k sont des constantes. On a représenté sur la figure 8, une courbe représentant la densité spectrale de puissance du signal d'un détecteur, en fonction de la fréquence. Les fluctuations du signal dues aux rayons y parasites représentent une contribution dans les basses fréquen- ces. Le bruit de détection, correspondant à la partie rectiligne 104 de la courbe, est un bruit blanc réparti sur l'ensemble des fréquences. Le pic du signal utile modulé 106 est obtenu pour une fréquence égale à la fréquence de modulation de l'obturateur de source. Conformément à l'invention, on calcule l'amplitude H=L-D de ce pic, L étant la densité spectrale de puissance du pic et D celle du bruit blanc de détection. Au-delà d'une fréquence de coupure, par exemple de 15 Hz, obtenue au moyen d'un filtre passe- bas, la densité spectrale de puissance chute (partie 108 de la courbe). L'installation de mesure du taux de vide en branche chaude, par transmission de rayonnement y mo- dulé, qui vient d'être décrit, permet de suivre l'évo- Lution du taux de vide en branche chaude et d'en con- naître la valeur avec une précision meilleure que 6%, et un temps de réponse de moins de 2 mn, dans Le cas de situations accidentelles (taux de vide variant entre O et 1, activité du circuit primaire pouvant correspon- dre à 50% de combustible dissout dans L'eau primaire). Optionnellement, il peut fournir une information sur le niveau de stratification. Dans le cas très défavorable de 100% de ruptures de gaines en début d'accident, L'instaLlation permettrait de détecter un taux de vide pour peu que celui-ci soit égal ou supérieur à ta>0,003. Pour Les situations les plus dégradées (du type TMI, forte con- tamination atmosphérique) La sensibilité serait de Aoc >0,03 ce qui reste encore très bon. Ce dispositif de mesure permet aux équipes de conduite de prendre suffisamment tôt, toutes les dispositions nécessaires pour éviter La dégradation de La situation, en particulier le dénoyage du coeur. Ses caractéristiques satisfont aux critères de qualification, redondance et fiabilité demandés à l'instrumentation des centrales nucléaires. Son implantation non intrusive et suffisam- ment simple peut se faire sur des réacteurs déjà en exploitation. Le coût des matériels pour équiper les trois boucles d'un réacteur à eau sous pression d'une puissance de 900 MWe est peu élevé. L'utilisation d'un tel dispositif autorise l'intervention sur les tuyau- teries primaires et ne représente pas de contrainte particulière à l'exploitation. Il pourrait aussi permettre de mesurer la température du fluide primaire en utilisant alors une source de plus forte activité (500 Curies). REVENDICATIONS 1. Installation de mesure du taux de vide dans une canalisation (6) véhiculant un fluide compre- nant: - un bloc source (12) constitué par un bloc renfermant au moins une source de rayonnement (40), collimatée, - un bloc détecteur (55) comprenant au moins un détec- teur coLLimaté recevant le rayonnement de cette source ainsi que les rayonnements parasites et déli- vrant un signal qui est fonction du rayonnement reçu en fonction du temps, - des moyens de traitement du signal délivré par le détecteur (55), caractérisée en ce qu'elle comporte: - un écran (42) absorbant le rayonnement, mobile et apte à être animé d'un mouvement périodique de ma- nière à obturer le collimateur de chacunedesdites sources-avec une fréquence déterminée dite fréquence de modulation, - des moyens (T) de traitement du signal délivré par le détecteur (55) pour transformer la représentation en fonction du temps en une représentation en fré- quence, - des moyens de contrôle et de commande de l'installa- tion. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens (T) de traitement du signal comprennent: - un filtre passe-bande (66), pour laisser passer les fréquences comprises entre une fr.équence limite in- férieure et une fréquence limite supérieure, - une interface (80) de conversion analogique digitale pour convertir le signal analogique délivré par le détecteur (55) en un signal digital, un microcalcu- lateur (70) relié à l'interface de conversion analo- gique-digital (80), pour calculer la densité spec- trale de puissance du signal et des unités de sor- ties (82, 83, 84) pour l'affichage de la valeur cal- culée et de La courbe de densité spectrale de puis- sance du signal, - un premier étage (62) d'amplification courant-ten- sion suivi d'un second étage amplificateur (64) qui supprime la composante continue du signal. 3. Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'écran absorbant est mobile en rotation autour de la source de rayonnement. 4. Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'écran absorbant est mobile en rotation autour d'un axe parallèle à la direction du rayonnement. 5. Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'écran absorbant est mobile en translation. 6. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les moyens de contrôle et de commande comportent une unité logique de contrôle (86), à laquelle on fournit deux signaux de la pression du fluide dans la branche chau- de (6), et les signaux utiles pour la commande du sys- tème et la détermination du taux de vide en particu- lier deux signaux de la température dans cette branche chaude, cette unité (86) étant apte à commander l'ali- mentation des moteurs (M1, M2 d'entraînement de l'écran (42) d'occultation du bloc source (12). 30. 7. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle com- porte des moyens de fixation à La conduite, ces moyens étant constitués par une pluralité de secteurs (50) disposés autour de la canalisation (6), des moyens pour assembler lesdits secteurs, des vérins (52) mon- tés radialement par rapport à la canalisation (6) et en appui sur cette canalisation, le bloc source (12) et le bloc détecteur (53) étant fixes sur les secteurs (50). 8. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le bloc source (12) comprend: - une partie centrale comprenant une cavité centrale dans laquelle est logée ladite source de rayonne- ment, - deux demi-coquilles (38) fixées sur la partie cen- trale, - un écran obturateur (42) opaque au rayonnement de la source, monté tournant, - un moteur d'entraînement (M1, M2) de cet obturateur. 9. Installation selon l'une quelconque des- revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le bloc de détection (53) comprend: - un bloc de protection de plomb présentant une cavité intérieure, - Un collimateur constitué par un ensemble de deux familles de tôles échancrées et emboîtées perpendi- culairement pour constituer un quadrillage, et dis- posé à l'entrée de la cavité, - un détecteur (55) disposé derrière ce collimateur, au fond de la cavité. 10. Procédé de mesure du taux de vide a dans une canalisation (6) dans laquelle circule un fluide en régime biphasique,au moyen d'une source de rayonne- ment (40), d'un détecteur (55) séparé de la source pal un trajet traversant la canalisation (6) et délivrant un signal électrique qui est fonction du rayonnement reçu, caractérisé en ce que: - on obture périodiquement le collimateur de la source de rayonnement avec une fréquence bien déterminée dite fréquence de modulation choisie entre 1 Hz et Hz et différente des valeurs des fréquences de vibration de la canalisation, - on enregistre le signal A délivré par le détecteur pendant une durée 6, - on détermine le signal A ne provenant que de la source de rayonnement en appliquant une méthode classique du signal A, par exemple la méthode de la densité spectrale de puissance, - on calcule le signal a dû à l'activité de la source par la formule ai= 2, dans laquelle q représente la charge électrique moyenne délivrée par le détec- teur par rayonnement y détecté, - on mesure la pression P et la température T du fluide présent dans la canalisation au niveau du détecteur (55), - on calcule la masse volumique pL et PV du liquide et de la vapeur, respectivement, à cette température et à cette pression, - on calcule le taux de vide a par la formule: PL- [Log k - Log a] L c "c- P y L- V dans laquelle c et k sont des constantes géométri- ques dont les valeurs sont déterminées expérimenta- lement une fois pour toutes.