Brevet FR2675904A1 — publié le 19921030

DESCRIPTION PERFECTIONNEMENT AUX DISPOSITIFS DE DETECTION DE MATIERES FISSILES La présente invention a pour objet un perfec- tionnement aux dispositifs de détection de matières fissiles Elle trouve une application dans le contrôle des déchets nucléaires. Pour contrôler La présence de matières fis- siles dans des déchets nucléaires, on sait qu'il est possible d'utiliser des neutrons thermiques produits à partir d'une source pulsée associée à des moyens de thermalisation Ces neutrons thermiques sont aptes à produire, dans les déchets à contrôler, des neutrons de fission, si ces déchets contiennent des matières fissiles La détection de ces matières revient alors à détecter des neutrons de fission. La demande de brevet FR-A-2 588 085 décrit ainsi un dispositif mettant en oeuvre cette technique et qui est représenté sur la figure 1 annexée Ce dispo- sitif comprend un générateur de neutrons pulsé 10 entou- ré d'un bloc convertisseur 12 Ce générateur est consti- tué d'une enveloppe cylindrique a L Longée à l'intérieur de laquelle se trouve une cible de titane tritié Ce générateur est relié, d'un côté, par un câble 14, à une alimentation à très haute tension 16, et de l'autre, par un câble 17 à un coffret électronique 18. Le bloc convertisseur 12 est un cylindre de p Lomb d'environ 15 cm de hauteur et de 5 cm d'épais- seur IL est placé autour du générateur cylindrique au niveau de la cible produisant les neutrons. L'ensemble générateur-convertisseur est dispo- sé sur l'arête d'un dièdre formé par deux panneaux 21 et 22 Ces panneaux sont constitués chacun, dans la variante illustrée, par quatre module de polyéthy- lène Trois modules sont pleins Le quatrième est évidé et permet de Loger un bloc de détection, respectivement 23 et 24 Ces blocs sont constitués chacun par trois compteurs à hélium 3 (du type 65 NH 45) entourés de cadmium et de B 4 C Ces six compteurs sont reliés par des câbles 25 et 26 à ln circuit électronique 28. Les panneaux 21 et 22 reposent sur un support et ils forment un angle réglable. L'objet à contrôler est placé dans un alvéole disposé entre les deux panneaux, à proximité des blocs de détection Cet objet est en général un fût constitué d'une matrice contenant éventuellement une matière fissile Or, les résultats des mesures effectuées par un tel dispositif sont entachés d'erreurs liées à la composition de la matrice, surtout si celle-ci est en un matériau hydrogéné (par exemple en matière vinyli- que) Naturellement, si la matière constituant la matrice est connue, on peut en tenir compte et corriger Les résultats de mesure Mais, dans bien des cas, la composition de La matrice est inconnue On est alors amené à effectuer des mesures de temps de vie des neu- trons dans l'alvéole en fonction du temps Cette techni- que est cependant compliquée et longue. La présente invention a justement pour but de remédier à cet inconvénient en proposant un disposi- tif perfectionné permettant très simplement de détermi- ner si la matrice contient ou non des matières hydrogé- nées. A cette fin, le dispositif comprend, en plus des moyens déjà indiqués, à l'opposé du générateur de neutrons pulsé, deux compteurs proportionnels dispo- sés l'un au-dessus de l'autre, symétriquement par rap- port au plan médian du fût à contrôler, l'un des deux compteurs étant recouvert d'un écran neutronique, ces deux compteurs ayant été préa Lab Lement étalonnés avec diverses matrices homogènes de poids connu et réalisées en divers matériaux dont des matériaux hydrogénés; Le comptage à L'aide du compteur avec écran permet de savoir si La matrice est en matériau Léger ou en matériau Lourd et Le comptage à L'aide du compteur sans écran permet de distinguer, dans Le cas des maté- riaux Légers, La présence de matière hydrogénée.10 De toute façon, Les caractéristiques et avantages de L'invention apparaîtront mieux à La Lumière de La description qui va suivre Cette description porte sur des exemp Les de réalisation donnés à titre15 explicatif et nu L Lement Limitatif et e L Le se réfère à des dessins annexés sur Lesque Ls: La figure 1, déjà décrite, montre un dispo- sitif de L'art antérieur, La figure 2 montre un dispositif conforme à L'invention, La figure 3 montre des courbes d'étalonnage obtenues avec ce Lui des deux compteurs qui comprend un écran, La figure 4 montre des courbes d'éta Lonnage obtenues avec ce Lui des deux compteurs qui ne comprend pas d'écran. Sur La figure 2, on voit un dispositif de détection de matières fissi Les du genre de ce Lui de La figure 1, o seu Lement Le générateur de neutrons pu Lsé 10 a été représenté avec son alimentation à haute tension 16 L'a Lvéo Le o peut être p Lacé Le fût à contrôLer 40 est schématiquement représenté par Le para LLéLépipède 42.35 Deux compteurs proportionne Ls C et C' sont disposés dans l'alvéole de mesure, sur un même axe vertical et de part et d'autre du plan médian du fût. Il peut s'agir de compteurs proportionnels à héLium 3, de type 1,3 NH 4 XERAM Le compteur C est dépourvu d'écran Le compteur C' est recouvert d'un écran neutro- nique, par exemple en cadmium. Par étalonnage préliminaire, on relève les courbes de La figure 3 avec le compteur C' (avec écran). En abscisses est portée la masse de la matrice (en kilogrammes) et en ordonnées, le taux de comptage. Les droites a, b, c et d sont relatives à des matrices homogènes respectivement en fer inox, graphite, vinyle et cellu Lose. La figure 4 est relative au compteur C dépourvu d'écran En abscisses, on a toujours la masse de la matrice (en kilogrammes) et en ordonnées, les taux de comptage obtenus Les droites e, f, g et h sont relatives à des matrices homogènes respectivement en fer inox, graphite, ce Llulose et vinyle. Ainsi, un comptage avec le compteur C' (avec écran) permet tout de suite de déterminer à que Lle catégorie appartient la matrice en cours de contrôle: cel Le des matrices légères (cellulose ou vinyle), cel Le des matrices lourdes (fer, graphite). Le comptage avec le comteur C (sans écran) permet de distinguer entre vinyle et cellulose. On peut donc très rapidement, par doub Le comptage à l'aide des compteurs C et C', déterminer si la matrice est ou non composée de matière hydrogénée et, dans L'affirmative, s'il s'agit de viny Le ou non. REVENDICATIONS 1 Dispositif de détection de matières fis- si Les comprenant: un alvéole de mesure ( 42) apte à recevoir un fût ( 40) constitué d'une matrice, laquel- le est éventuellement hydrogénée, cette matrice étant susceptib Le de contenir de La matière fissile, sur un côté de cet alvéole, un générateur pulsé de neutrons ( 10), autour de L'alvéole ( 40), des moyens ( 21, 22) pour thermaliser les neutrons émis par La source pulsée en neutrons thermiques et un ensemble de détection ( 23, 24) des neutrons de fission émis par l'éventuelle matière fissile, ce dispositif étant caractérisé par le fait qu'il com- prend en outre, dans l'alvéole ( 42), et à l'opposé20 de la source pulsée de neutrons ( 10), deux compteurs proportionnels (C, C') sensibles aux neutrons émis par la source pu Lsée et disposés l'un au- dessus de L'autre symétriquement par rapport au plan médian du fût à contrôler ( 40), L'un des deux compteurs (C')25 étant recouvert d'un écran neutronique, ces deux comp- teurs ayant été préa Lablement étalonnés avec diverses matrices homogènes de poids connu et réa Lisées en divers matériaux dont des matériaux hydrogénés, un comptage à l'aide du compteur avec écran (C') permettant de savoir si la matrice est en matériau Léger ou en maté- riau Lourd et un comptage à l'aide du compteur sans écran (C) permettant de distinguer, dans Le cas de matériaux Légers, la présence de matière hydrogénée. 2 Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé par le fait que l'écran disposé devant l'un des deux compteurs (C') est en cadmium.