Brevet FR2660113A1 — publié le 19910927

Capteur de rayonnements nucléaires La présente invention concerne les capteurs de rayonnements nucléaires tels que, par exemple, les rayonnements Bêta et Gamma, plus particulièrement les capteurs fonctionnant en atmosphère statique. I1 existe déjà des capteurs de rayonnements nucléaires. Ils sont par exemple constitués d'une enceinte étanche comportant au moins une fenêtre transparente à ces rayonnements, au moins une électrode pour capter les rayonnements disposée dans l'enceinte, derrière la fenêtre, et coopérant avec des moyens d'alimentation et des moyens de traitement de signaux électriques modulés de façon connue au niveau de ladite électrode. Pour que le système donne de bons résultats avec un bon rendement, l'enceinte est en atmosphère contrôlée à une pression voisine de la pression atmosphérique. Il existe en fait deux procédés pour le remplissage en atmosphère controlée de ce type d'enceinte. L'un d'eux consiste à balayer l'intérieur de l'enceinte de façon continue avec l'atmosphère choisie. L'enceinte est ainsi constamment remplie d'une atmosphère qui, d'une part, est toujours à la bonne pression et, d'autre part, a une qualité optimale, puisque le courant entretenu permet ltévacuation des éventuelles traces d'oxygène qui auraient pénétré par les parois d'entrée du rayonnement nucléaire. Ce procédé donne évidemment de très bons résultats, mais présente plusieurs inconvénients, notamment un coût de mise en oeuvre élevé et un encombrement relativement important pour le capteur.En effet, la mise en oeuvre dudit procédé consomme une quantité importante de gaz entrant dans la composition de l'atmosphère contrôlée choisie et nécessite donc l'utilisation de sources de ces gaz sous forme de bouteilles de réserve reliées à l'anéainte par des tubulures adaptées. Tous ces éléments périphériques encombrants sont incontestablement une entrave à l'utilisation de tels capteurs et limitent considérablement leurs possibilités d'application. Un second procédé a été mis au point pour tenter de pallier, notamment, l'inconvénient de l'encombrement. I1 consiste à faire fonctionner le capteur sous atmosphère statique. Dans ce cas, l'enceinte est remplie avec l'atmosphère choisie, puis scellée. I1 est vrai que cette solution permet de limiter l'encombrement du dispositif. Mais elle entraîne, pour certains types de capteurs, une diminution non négligeable de leur durée de vie. En effet, outre le fait que cette atmosphère statique peut être polluée par échange avec l'atmosphère extérieure, il se produit en général une dilution de cette atmosphère dans l'atmosphère ambiante extérieure dans laquelle se trouve le capteur lui-même.Cet inconvénient est dû au fait qu'il est relativement difficile de réaliser une fenêtre qui soit à la fois transparente aux rayonnements nucléaires à détecter et imperméable aux deux atmosphères se trouvant de part et d'autre. La présente invention a pour but de tenter de pallier les inconvénients mentionnés ci-dessus dans le cas des capteurs fonctionnant en atmosphère statique, et de réaliser un capteur qui puisse fonctionner en atmosphère statique pendant une durée de vie plus importante que celle des capteurs du même type selon l'art antérieur, sans pour autant nécessiter des interventions trop rapprochées pour changer l'atmosphère qu'il doit contenir. Plus précisément, la présente invention a pour objet un capteur de rayonnement nucléaire comprenant une enceinte, ladite enceinte comportant une fenêtre transparente audit rayonnement nucléaire, au moins une électrode de détection dudit rayonnement disposée dans ladite enceinte derrière ladite fenêtre et des moyens pour maintenir une atmosphère donnée à l'intérieur de ladite enceinte, caractérisé par le que ladite fenêtre est constituée par un empilement d'au moins trois couches de matériaux, la couche intermédiaire étant en un matériau différent de celui constituant les deux autres couches. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description suivante donnée en regard du dessin annexé à titre illustratif, mais nullement limitatif, dans lequel la figure unique représente une vue en perspective cavalière éclatée d'un mode de réalisation d'un capteur selon l'invention. La figure unique représente un mode de réalisation d'un capteur de rayonnements nucléaires selon l'invention. Le capteur illustré comprend une enceinte 1 généralement constituée par une enveloppe étanche 21 en un matériau comme du duralumin. Cette enceinte 1 comporte une fenêtre 2 réalisée en un matériau transparent aux rayonnements nucléaires à détecter. Dans cette enceinte, derrière la fenêtre 2, est disposée au moins une électrode 3 de détection des rayonnements. Cette électrode de détection est par exemple constituée par une pluralité de fils 31 en matériau électriquement conducteur comme du tungstène tendus sur deux barrettes 11, 12 en un matériau isolant comme celui commercialisé sous la marque Téflon et fixées sur la face intérieure 22 de l'enveloppe 21. Bien entendu, ces fils sont reliés, par des passages étanches à travers l'enveloppe, à des éléments de traitement situés à l'extérieur de l'enceinte 2 et connus en eux-mêmes pour ce type de capteur de rayonnements nucléaires. Selon une caractéristique de l'invention, la fenêtre 2 est constituée, pour améliorer son étanchéité aux gaz sans affecter notablement sa transparence aux rayonnements, par un empilage d'au moins trois couches de matériaux 4, 5 et 6, la couche intermédiaire 5 étant en un matériau différent de celui constituant les deux autres couches. Dans un mode de réalisation avantageux, les deux couches extrêmes 4 et 6 de la fenêtre 2 sont réalisées en un matériau à base d'aluminium et la couche intermédiaire 5 est en un matériau plastique tel que celui qui est connu sous la dénomination PETP. Les structures de ces deux types de matériaux sont complémentaires et permettent de réaliser une étanchéité totale de l'empilage des couches, aussi bien vis-à-vis de gaz comme l'argon et ou le gaz carbonique que vis-à-vis de l'air extérieur ambiant. Pour exemple, la Demanderesse a obtenu un capteur de rayonnements nucléaires offrant tous les avantages désirés en réalisant une fenêtre comme décrite ci-dessus, avec trois couches 4, 5.et 6 d'épaisseur respectivement égale à 9, 12 et 9 microns. La figure unique est une représentation dite en éclaté du capteur selon l'invention, pour permettre une meilleure compréhension de sa structure. Cependant, dans la réalité, les trois couches constituant la fenêtre 2 sont maintenues au contact et empilées les unes sur les autres, par exemple par des moyens de collage à l'aide de produits avantageusement du type "epoxy". Le capteur comporte avantageusement, en plus, des moyens de protection de la fenêtre 2, plus particulièrement de la face extérieure 7 de sa couche externe 6. Ces moyens de protection sont par exemple constitués par une grille de protection 8 qui permet en outre de maintenir les trois couches 4, 5 et 6 empilées. En effet, cette grille 8 est située à l'extérieur de l'enceinte en pinçant l'empilage des trois couches, entre elle et le bord 9 de l'enceinte définissant le contour de la fenêtre 2. Le capteur peut comporter en outre des moyens pour maintenir l'empilage des trois couches relativement tendu et lui éviter ainsi d'avoir tendance à s'infléchir vers l'intérieur de l'enceinte 2, au risque, par exemple, de venir au contact des électrodes 3. Ces moyens sont par exemple avantageusement constitués par un collage de la face extérieure 7 de la couche externe 6 sur la grille de support 8. Quant à la grille de support 8, elle est par exemple réalisée dans une plaque en matériau métallique, par exemple, de l'acier inoxydable, dans laquelle est percée une pluralité d'orifices traversants 10. Le capteur comporte de plus des moyens pour effectuer le remplissage de l'enceinte 1 avec une atmosphère donnée et pour maintenir cette atmosphère à l'intérieur de l'enceinte. Ces moyens sont par exemple constitués par une valve de remplissage et de vidange disposée sur la paroi de l'enveloppe 21 constituant l'enceinte. Une telle valve est bien connue en elle-même et, dans le but de simplifier le dessin, il n'en a pas été représenté un exemple de réalisation. Quant à la composition de l'atmosphère donnée pour capter, par exemple, des rayonnements gamma et/ou bêta, elle est connue, elle aussi : elle est par exemple constituée d'un mélange d'argon et de gaz carbonique. REVENDICATIONS 1. Capteur de rayonnements nucléaires comportant une enceinte (1), ladite enceinte comportant une fenêtre (2) transparente auxdits rayonnements nucléaires, au moins une électrode de détection (3) disposée dans ladite enceinte derrière ladite fenêtre, et des moyens pour maintenir une atmosphère donnée à l'intérieur de ladite enceinte, caractérisé par le fait que ladite fenêtre est constituée par un empilage d'au moins trois couches (4,5,6) de matériaux, la couche intermédiaire (5) étant en un matériau différent de celui constituant les deux autres couches (4,6). 2. Capteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les deux couches externes (4,6) de l'empilage sont réalisées en un matériau à base d'aluminium et que la couche intermédiaire (5) est en un matériau plastique. 3. Capteur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdites trois couches sont maintenues au contact l'une de l'autre par des moyens de collage. 4. Capteur selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre une grille de support (8) de l'empilage des dites trois couches (4,5,6). 5. Capteur selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ladite grille de support est située à l'extérieur de ladite enceinte. 6. Capteur selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre des moyens pour maintenir l'empilage des dites trois couches (4,5,6) sur ladite grille de support (8). 7. Capteur selon la revendication 6, caractérisé par le fait que lesdits moyens de maintien sont constitués par un collage. 8. Capteur selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé par le fait que ladite grille de support est constituée par une plaque en matériau métallique comportant une pluralité d'orifices traversants (10). 9. Capteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens pour maintenir enfermée ladite atmosphère donnée dans ladite enceinte (1) comportent une valve de remplissage et de vidange de ladite enceinte. 10. Capteur selon l'une des revendications 2 à 9, caractérisé par le fait que lesdites trois couches (4,5,6) ont des épaisseurs respectivement sensiblement égales à 9, 12 et 9 microns.