Brevet FR2617983A1 — publié le 19890113

La présente invention concerne un dispositif de mesure d'activité gamma d'un liquide radioactif. Ce dispositif s'applique notamment aux mesures d'activité volumique des différents circuits actifs d'une centrale nucléaire. Jusqu'à présent, ces mesures étaient effectuées par prélèvements ponctuels d'échantillons analysés ultérieurement en laboratoire. Les mesures d'activité gamma sont celles.dont la périodicité est la plus rapprochée, pouvant varier de 1 à 2 prélèvements par semaine, en régime stationnaire de la centrale, jusqu'à une périodicité de 15 minutes à 3 heures pendant les phases transitoires de fonctionnement de la centrale. Ces analyses par prélèvements périodiques d'échantillons sont source de nombreuses difficultés. Outre leur aspect fastidieux et croûteux (en raison notamment du personnel nécessaire pour le prélèvement et les manipulations d'analyse), l'inconvénient le plus important est celui de l'impossibilité de disposer immédiatement des résultats de l'analyse, en raison d'une part des pertes de temps dans les prélèvements et les transports des échantillons, et d'autre part dans l'analyse de ces derniers et le dépouillement des résultats. L'un des buts de l'invention est de proposer un dispositif qui pallie ces inconvénients, en permettant une mesure à la fois en temps réel et en continu de l'activité gamma d'un liquide. A cet effet, le dispositif de mesure d'activité gamma d'un liquide radioactif de l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend - un détecteur d'activité gamma, - un tube vertical, placé devant la fenêtre de mesure du détecteur, - des moyens pour faire couler, coaxialement à ce tube, un jet central de liquide échantillon, - des moyens pour faire couler, le long des parois internes du tube, un film de liquide d'entraînement des projections éventuelles produites par le jet échantillon, et - des moyens pour souffler, dans le volume intérieur du tube, un gaz de balayage des produits radioactifs gazeux ou volatils entraînés ou dégagés par l'échantillon liquide, de maniere à permettre une mesure en temps réel et en continu de l'activité gamma du liquide échantillon. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation, faite en référence à la figure unique annexée, qui représente une vue schématique en coupe du dispositif de l'invention. Sur cette figure, la référence 1 désigne le détecteur d'activité gamma, qui est relié à un appareil de mesure 2, par exemple un spectromètre gamma ou un ensemble de comptage gamma. Devant la fenêtre de mesure du détecteur 1, on place un tube vertical 3 à l'intérieur duquel on fera transiter le liquide échantillon à analyser. De préférence, l'ensemble des éléments que l'on vient de décrire est enfermé dans une cellule de plomb 4 pour éviter toute perturbation par des facteurs extérieurs. De façon caractéristique de l'invention, on prévoit un certain nombre de moyens pour rendre le système de prélèvement (c'est à dire le tube 3) non contaminable ; ceci est obtenu par suppression du support de l'échantillon liquide passant devant le détecteur, tout en conservant une enveloppe de confinement des gaz dissous dégagés par cet échantillon (il y a lieu en effet de conserver ces gaz, qui participent à l'activité gamma du liquide prelevé). A cet effet, le tube 3 est fermé en partie supérieure, et à l'extérieur de l'enceinte 4, par un obturateur 5 traversé en son centre et axialement par la conduite 6 d'amenée de l'échantillon liquide radioactif à analyser, brut ou dilué cette amenée centrale du liquide produit un jet axial 7, traversant le tube sur toute sa longueur et en passant devant la fenêtre du détecteur 1, mais sans entrer en contact avec les parois du tube. En partie inférieure, le liquide échantillon est collecté par un coude de réception 8, puis par un siphon (non représenté) disposé en aval, afin d'éviter des retours de gaz vers le volume intérieur du tube ; en variante, on peut prévoir que le volume intérieur du tube soit en légère surpression, ce qui permet de s'affranchir du siphon. Le coude de réception 8- ainsi que la conduite d'évacuation, tout comme la partie supérieure du tube, sont placés à l'extérieur de la cellule de plomb 4 ou, à tout le moins, sont placés de manière à ne pas être en vue directe du détecteur 1 pour ne pas fausser les mesures. L'obturateur 5 est également traversé par une conduite 9 d'amenée d'un gaz sous pression (air ou azote) destiné à balayer le volume intérieur du tube 3 de manière à évacuer les produits radioactifs gazeux et volatils entraînés ou dégagés par l'échantillon liquide pendant sa traversée du tube 3. Les gaz sont ensuite évacués par l'orifice 10 prévu dans la conduite d'évacuation. Le débit gazeux doit être suffisant pour éviter l'accumulation de gaz et de produits volatils dans le tube, mais ne doit pas être trop élevé pour éviter d'extraire trop rapidement les gaz dissous dans l'échantillon (et dont il y a lieu de prendre en compte l'activité). Il est enfin prévu une conduite ll d'amenée de liquide, cette conduite se divisant en une pluralité de branches 12, dont chacune a son extrémité obturée et est pourvue d'un orifice d'aspersion dirigé radialement 13; de manière à projeter le liquide amené par la conduite ll sur la paroi du tube 3. Le nombre des branches 12 et la configuration des buses latérales 13 sont prévues de manière à former un film de liquide sur la totalité de la périphérie de la paroi du tube 3. Le débit du liquide dans la conduite ll est ajusté jusqu'à obtenir un film d'eau réparti de façon homogène tout au long du tube, le film d'eau pouvant être surveillé visuellement par la partie inférieure, transparente, 14 du tube. Le liquide que l'on fait ainsi couler le long des parois du tube sert à évacuer d'éventuelles projections produites par le jet de liquide échantillon, de manière à éviter une contamination de la paroi du tube qui pourrait fausser les mesures. Ce liquide est collecté et évacué en même temps que le liquide échantillon par la conduite d'évacuation 8. Le liquide choisi peut être de l'eau déminéralisée, ou bien en variante de l'eau borée pour acidifier le liquide afin de solubiliser les contaminants susceptibles de s'accumuler dans les conduites d'évacuation en aval du tube. REVENDICATION Un dispositif de mesure d'activité gamma d'un liquide radioactif, caractérisé en ce qu'il comprend - un détecteur (1) d'activité gamma, - un tube vertical (3), placé devant la fenêtre de mesure du 'détecteur, - des moyens (6) pour faire couler, coaxialement à ce tube, un jet central (7) de liquide échantillon, - des moyens (11,12,13)- pour faire couler, le long des parois internes du tube, un film de liquide d'entraînement des projections éventuelles produites par le jet échantillon, et - des moyens (9) pour souffler dans le volume intérieur du tube, un gaz de balayage des produits radioactifs gazeux ou volatils entraînés ou dégagés par l'échantillon liquide, de manière à permettre une mesure en temps réel et en continu de l'activité gamma du liquide échantillon.