Brevet FR2635912A1 — publié le 19900302

DESCRIPTION Dispositif de tube électronique scellé régénérable'. L'invention concerne un dispositif de tube élec- tronique comportant d'une part des éléments invariants et d'autre part des éléments sensibles soumis à l'usure et des éléments consommables tels qu'un gaz ou un mélange gazeux con- tenu dans des réservoirs pour être introduit sous faible pression dans le tube. Un tel dispositif s'applique par exemple aux géné- rateurs de neutrons mobiles ou transportables. Dans leur réa- lisation actuelle, ces générateurs sont équipés de tubes neu- troniques scellés et non pompés", afin de les libérer des contraintes liées au maintien du vide. L'appellation scellé désigne en effet une techno- logie habituellement utilisée pour garantir l'étanchéité né- cessaire au fonctionnement et à l'autonomie du tube et qui isole le système de manière définitive. En contrepartie, toute intervention ultérieure est rendue impossible sans dégrader le produit. L'élément le plus vulnérable du tube neutronique est la cible qui se trouve pulvérisée sous l'effet du boabar- dement du faisceau d'ions incident. Le remplacement de cet élément serait une intervention permettant de régénérer le tube en fin de vie. Une telle intervention implique la remise à l'air du tube, ce qui entraîne la détérioration des réser- voirs de gaz (deutérium et tritium) qu'il faut également remplacer. Le but de l'invention est de proposer un dispositif permettant d'assurer le remplacement des éléments défaillants dans la mesure o les manipulations sont assez légères et les pièces hors d'usage de coût inférieur à celles qui sont encore en état de fonctionner. A cet effet l'invention est remarquable en ce que lesdits éléments sensibles et lesdits réservoirs de gaz sont regroupés sur une même partie dudit tube rendue séparable de l'autre partie au moyen d'un système de liaison assurant l'étanchéité. Ledit système de liaison peut être constitué avan- tageusement par un ensemble de brides avec joint d'étanchéité métallique. Ce joint de forme circulaire et de section torique déformable doit être capable de supporter les conditions de température et de pression nécessaires à la remise en état de fonctionnement du tube. Ledit ensemble de brides est constitué de deux brides en forme de couronne circulaire respectivement soli- daires de l'une et de l'autre parties séparables du tube, et d'une bride intermédiaire de mème forme mais de plus faible largeur, attenant audit joint et serrée entre lesdites brides au moyen de vis de fixation. L'épaisseur de cette bride intermédiaire doit être inférieure au diamètre extérieur de la section torique du joint, de telle façon qu'après écrasement du joint jusqu'à concurrence de l'épaisseur de la bride intermédiaire, la va- leur de pression nécessaire à une bonne étanchéité est atteinte. Un autre système de liaison est avantageusement constitué par deux couronnes métalliques respectivement soli- daires de l'une et de l'autre partie du tube, appliquées l'une sur l'autre et fermées par soudure ou par thermocompression sur leur périphérie pour assurer l'étanchéité. La remise en conditionnement du tube est effectuée par découpe desdites couronnes au moyen d'un outillage appro- prié lors de l'ouverture et par soudure ou thermocompression lors de la fermeture, successivement suivant différents ni- veaux de circonférences. Ladite partie du tube sur laquelle sont regroupés les éléments remplaçables est munie d'éléments nécesaires au reconditionnement du tube tels qu'un dispositif de remise pro- gressive du tube à la pression atmosphérique et un queusot de pompage. La description suivante en regard des dessins an- nexés, le tout donné à titre d'exemple fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Les figures la et lb représentent schématiquement un dispositif permettant la régénération d'un tube neutronique conformément à l'invention. Les figures 2a et 2b montrent une variante de réa- lisation du dispositif des figures la et lb. La figure 3 représente un autre dispositif de régé- nération conforme à l'invention. La figure la montre le schéma en coupe longitu- dinale d'un tube neutronique scindé en deux parties distinctes 1 et 1' La partie 1 à conserver constitue celle dont tous les éléments sont invariants et donc réutilisables après un usage déterminé du tube. Elle comporte la source d'ions 3 et l'électrode d'accélération 4 solidaires de la paroi 2. La partie 1' à remplacer dont la figure lb montre une vue latérale comporte non seulement les éléments défec- tueux qu'il est nécessaire de changer (cible 6 et réservoirs de titane 7 et 8) mais aussi des éléments qui ne sont pas en- dommagés (électrode suppresseuse 5 et jauge 9) ainsi que les éléments dont cette partie a été munie pour le recondition- nement du tube (queusot de pompage 10 et dispositif de remise progressive du tube à la pression atmosphérique 11); La cible 6 soumise au bombardement du faisceau pro- duit par la source d'ions 3 est l'élément le plus vulnérable et dont le remplacement impose la remise à l'air et l'ouver- ture du tube. Les réservoirs de titane 7 et 8 contiennent le mé- lange deutérium-tritium servant à mettre le tube en pression à partir des propriétés d'équilibre du système Ti-H. A l'ouver- ture du tube, ou lors des opérations de recyclage, le titane chimiquement très actif au contact de l'air ambiant, perd ses propriétés de 'getter', ce qui rend lesdits réservoirs inuti- lisables. Le queusot de pompage 10 est un simple orifice constitué par un tube en cuivre & partir duquel on effectuera après montage de la nouvelle partie 1' du tube, les opérations de dégazage, d'étuvage et d'imprégnation du tube en mélange deutérium-tritium avant obturation du queusot par simple pin- cement. Le dispositif 1t permet de faire une admission pro- gressive d'air ou de gaz neutre pour rétablir la pession at- mosphérique à l'intérieur du tube de manière à pouvoir l'ou- vrir. Il peut être constitué par une vanne ou plus simplement par un queusot à l'intérieur duquel on a introduit un filtre métallique. Ainsi l'admission d'air ou de gaz neutre est réa- lisée extrêmement lentement et le filtre prévient toute conta- mination en particules de poussières ou autres impuretés vers l'intérieur du tube. Un système de liaison assurant l'étanchéité entre les deux parties du tube est constitué de deux brides en forme de couronne circulaire 12 et 12' respectivement solidaires des parois 2 et 2' du tube, et d'une bride intermédiaire 14 de né- me forme mais de plus faible largeur, attenant à un joint mé- tallique 15 et serrée entre les brides 12 et 12' au moyen de vis de fixation 13. Le joint 15 est une couronne circulaire de section torique déformable écrasée entre les brides 12 et 12'. Il est conçu de façon à pouvoir supporter les conditions de tempéra- ture et de pression de la mise en conditionnement du tube. L'épaisseur de la bride 14 est inférieure au diamè- tre extérieur de la section torique du joint 15 de telle sorte qu'après écrasement du joint jusqu'à concurrence de l'épais- seur de la bride, la valeur de pression nécessaire & une bonne étanchéité est atteinte. On peut imaginer d'autres dispositions qui nécessi- tent uniquement le remplacement des éléments usés et détério- rés du tube. Si la séparation est effectuée juste au niveau de la cible, tel que représenté sur la figure 2a, et si l'on dis- pose un quelconque système de fermeture étanche 16 sur une tu- bulure 17 commune aux réservoirs de gaz 7 et 8, tel que repré- senté sur la figure 2b, on ne remplacera que la cible et les réservoirs et on fera l'économie des éléments qu'il n'est pas nécessaire de changer dans la partie du tube située au-delà de l'électrode d'accélération. Un autre système de liaison entre les parties 1 et 1' du mbme tube neutronique est représenté sur la figure 3. Ce système est constitué par deux couronnes métal- liques 18 et 19 de forme circulaire et de faible épaisseur, respectivement solidaires des parois 2 et 2' du tube, appli- quées l'une sur l'autre et fermées par soudure ou par thermo- compression sur leur périphérie 20 afin d'assurer l'étanchéi- té. L'ouverture du tube pour sa remise en conditionne- ment est effectuée par une découpe suivant une circonférence de la couronne la plus proche possible de la périphérie. Cette opération nécessite l'acquisition d'un outillage spécialisé de découpe à la presse, par molettes, par emboutissage ou par faisceau laser par exemple. On peut alors retirer la partie 1' du tube et la remplacer par une nouvelle. Les opérations d'ou- verture et de fermeture sont ainsi renouvelées successivement suivant différents niveaux décroissants de circonférences. Les systèmes de liaison entre les deux parties du tube neutronique décrits ci-dessus présentent deux solutions extrémes quant à la nature de difficulté de réalisation. Le système de liaison par joint d'étanchéité métal- lique nécessite des épaisseurs de brides et un nombre de vis de fixation relativement importants pour tenir compte des flexions et des efforts exercés, ce qui implique une grande quantité de matière; cela constitue un inconvénient dans le cas des tubes neutroniques à haut flux pour lesquels l'effet d'activation de la matière est proportionnel à la masse de ma- tière qui se trouve à proximité du flux. En revanche, les opé- rations de montage et de démontage sont faciles et ne nécessi- tent pas d'outillage particulier. Le système de liaison par soudures et découpes suc- cessives est d'une réalisation plus simple. Il est plus fiable quant aux risques de fuites. La quantité de matière offerte à l'activation est moins importante. Ce système est donc moins onéreux en lui-méme que le sysètme par joint torique, mais par contre il nécessite pour effectuer les découpes successives, l'intervention d'un outillage spécialisé qui exige un inves- tissement préalable plus important. REVENDICATIONS 1. Dispositif de régénération d'un tube électronique comportant d'une part des éléments invariants et d'autre part des éléments sensibles soumis à l'usure et des éléments con- sommables tels qu'un gaz ou un mélange gazeux contenu dans des réservoirs pour être introduit sous faible pression dans le tube, caractérisé en ce que lesdits éléments sensibles et les- dits réservoirs de gaz sont regroupés sur une aème partie du- dit tube rendue séparable de l'autre partie au moyen d'un sys- tème de liaison étanche en vue d'effectuer les remplacements nécessaires à la régénération. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit système de liaison est constitué par un en- semble de brides avec joint d'étanchéité métallique. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit joint métallique est une couronne circulaire de section torique déformable capable de supporter les conditions de température et de pression de la mise en conditionnement du tube. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit ensemble de brides est constitué de deux brides en forme de couronne circulaire respectivement soli- daires desdites parties séparables du tube, et d'une bride in- termédiaire de même forme mais de plus faible largeur, atte- nant audit joint et serrée entre lesdites brides au moyen de vis de fixation, l'épaisseur de ladite bride intermédiaire étant inférieure au diamètre extérieur de la section torique dudit joint, de telle façon qu'après écrasement du joint jus- qu'à concurrence de l'épaisseur de la bride intermédiaire, la valeur de pression nécessaire à une bonne étanchéité soit atteinte. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit système de liaison est constitué par deux cou- ronnes métalliques circulaires respectivement solidaires de l'une et de l'autre partie dudit tube, appliquées l'une sur l'autre et fermées par soudure ou par thermocompression sur leur périphérie pour assurer l'étanchéité, la régénération du tube étant effectuée par découpe desdites couronnes au moyen d'un outillage approprié lors de l'ouverture et par soudure ou thermocompression lors de la fermeture, successivement suivant différents niveaux de circonférences. 6. Dispositif selon les revendications 1 à 5, carac- térisé en ce que ladite partie du tube sur laquelle sont re- goupés les éléments remplaçables est munie d'éléments né- cessaires au reconditionnement du tube tels qu'un queusot de pompage et un dispositif de remise progressive du tube à la pression atmosphérique. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit dispositif de remise progressive du tube à la pression atmosphérique lors de la séparation desdites parties est constitué par une vanne. 8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit dispositif de remise progressive du tube à la pression atmosphérique lors de la séparation desdites parties est constitué par un queusot dont l'intérieur est muni d'un filtre métallique.