Brevet FR2734647A1 — publié le 19961129

CUVE D'ANALYSE DE LIQUIDES RADIOACTIFS PAR UN DETECTEUR SURPLOMBANT DESCRIPTION L'invention concerne une cuve d'analyse de liquide radioactif au moyen d'un détecteur surplombant. Elle est d'un genre connu dans lequel le volume de la cuve est rempli par le fond. Le liquide à analyser monte jusqu'à un niveau un peu au- dessous du sommet de la cuve et qui est, dans les réalisations connues, fixé par un conduit de trop-plein qui débouche dans le volume interne et permet donc au liquide excédentaire d'en sortir. La cuve est close au sommet par une plaque mince d'obturateur qui est cependant perméable aux radiations et derrière laquelle le détecteur, généralement sensible aux rayons gamma et collimaté, est placé. L'inconvénient de ces cuves provient de dépôts de particules radioactives dont l'influence se superpose à celle du liquide et trouble les mesures. Ces particules se déposent et éventuellement finissent par s'incruster sur la paroi latérale de la cuve et notamment au niveau de la surface du liquide pour former là ce qu'on appelle un anneau de contamination. On retrouve d'autres dépôts sur les surfaces du conduit de trop-plein et de la cavité de la paroi latérale dans laquelle ce conduit de trop-plein débouche, et on en retrouve même au-dessus du niveau du liquide, sur la partie supérieure latérale de la cuve et jusque sur la surface horizontale de l'obturateur et la surface du conduit d'évent qui débouche dans la paroi latérale au- dessus du conduit du trop-plein. Il faut attribuer l'origine de ces dépôts supplémentaires aux projections possibles avec certains liquides en émulsion et à des condensations de vapeur. On cherche avec l'invention à perfectionner les cuves connues en supprimant ces dépôts quand la cuve est vide. L'élément essentiel de l'invention consiste en des moyens de rinçage qui équipent la cuve et sont conçus pour laver toute sa surface de sommet et toute sa surface latérale, sans qu'aucune parcelle de ces surfaces soit omise. Des moyens de soufflage d'un gaz tel que l'air, utilisables en particulier pendant les mesures, sont adjoints pour contrarier la vaporisation du liquide et l'accumulation de cette vapeur contaminée devant la paroi supérieure de la cuve. Ces moyens peuvent pour la plupart être disposés sur une pièce, appelée ici déflecteur, intercalée entre une enveloppe de cuve qui englobe presque toute la paroi latérale et la pièce d'obturateur qui forme la paroi de sommet. L'invention sera décrite plus en détail, avec notamment plusieurs dispositions particulières qui contribuent à la bonne mise en oeuvre de ces moyens généraux, d'après les figures suivantes qui représentent une réalisation simplement illustrative de l'invention: * la figure 1 est une vue générale de la cuve en coupe longitudinale, * la figure 2 représente le sommet de la cuve, encore en coupe longitudinale; * et les figures 3 et 4 représentent les conduits de rinçage et de soufflage. L'élément structurel essentiel de la cuve de la figure 1 est une pièce d'enveloppe 1 formée d'une paroi latérale 2 cylindrique qui englobe l'essentiel du volume interne 3 de la cuve. La paroi latérale 2 est prolongée en haut par une portion de bridage 4 dans laquelle on a ménagé une cavité 5 o débouchent des conduits de trop-plein 6 et d'évent 7 percés à travers l'enveloppe 1, celui-ci étant placé au-dessus de celui- là, et en bas par un culot 8 dont la surface interne 9 se rétrécit en forme d'entonnoir et débouche dans un conduit d'alimentation en liquide d'analyse 10 servant aussi à la vidange du volume interne 3. Le liquide d'analyse monte donc jusqu'au niveau 11, au pied du débouché du conduit de trop-plein 6. Un obturateur 12 est posé sur le sommet de la portion de bridage 4, et il comprend essentiellement une plaque d'obturation horizontale formant une paroi de sommet 13 au volume interne 3. Un collimateur 14 est posé sur la paroi du sommet 13. Il est composé de couronnes de plomb empilées 15 qui laissent subsister un conduit de détection 16 élargi par intervalles en chambres 17. Une sonde à scintillations 18 est placée à l'arrière du conduit de détection 16 et sert à mesurer, dans cette réalisation, le débit des photons qui parviennent à elle. Mais malgré le collimateur 14, la mesure est rendue erronée par les rayonnements supplémentaires mentionnés plus haut que produisent les particules déposées sur les parois. Le sommet de la cuve apparaît plus nettement à la figure 2, o on voit en particulier qu'un déflecteur 9 est intercalé entre la portion de bridage 4 de l'enveloppe de cuve 1 et l'obturateur 12. Il porte une partie importante des moyens de rinçage et de soufflage qui vont maintenant être décrits. On mentionnera sans s'y attarder certains éléments de construction étrangers à l'invention qui concernent l'agencement et la liaison des pièces de la cuve. C'est ainsi que l'obturateur 12 est composé, outre de la paroi de sommet 13, d'une bordure cylindrique 20 se dressant au-dessus de la paroi 13, entourant un alvéole 21 dans lequel le bas du collimateur 14 est ajusté et se terminant par une collerette extérieure 22; cette dernière porte des poignées 23 d'extraction de l'obturateur 12 et des serre-joint 24 susceptibles de la plaquer contre une autre collerette 25 solidaire de la portion de bridage 4, à laquelle elle est raccordée par une bordure 26. Le déflecteur 19 est quant à lui composé tout d'abord d'une bordure cylindrique 27, disposée entre les bordures 20 et 26 du déflecteur 12 et de l'enveloppe de cuve 1, et d'une couronne 28 horizontale comprimée entre la paroi de sommet 13 et une surface d'appui 29, horizontale également, de la portion de bridage 4. Des surfaces de centrage 30 et 31 de faible hauteur sont prévues entre la bordure 27, à la lisière de la couronne 28, et les bordures 20 et 26 respectivement; des joints 32 et 33 sont comprimés entre le déflecteur 19, et l'obturateur 12 et la portion de bridage 4 respectivement pour maintenir l'étanchéité; enfin, deux goujons 34 (tous deux visibles à la figure 3) sont vissés au déflecteur 19 et prolongés par des poignées 35 pour extraire le déflecteur 19 ou pour aider à le placer à une position angulaire déterminée sur la portion de bridage 4. Cette nécessité s'explique par l'existence d'un conduit d'alimentation en liquide de rinçage 40, décrit plus loin, et d'un conduit de soufflage 36 originaire de l'extérieur de la cuve qui traverse la portion de bridage 4, la couronne 28 du déflecteur 19 et le bas de la bordure 27 de l'obturateur 12 pour se terminer dans une gorge 37 ménagée entre les bordures 20 et 27 de l'obturateur 12 et du déflecteur 19 quand ces deux pièces sont emboîtées, et plus précisément peu au-dessus de la paroi de sommet 13. Il est maintenant utile de se reporter simultanément à la figure 3 qui représente une vue de dessus du déflecteur 19, l'obturateur 12 étant ôté. La face supérieure de la couronne 28 est entaillée de cavités trapézoïdales 38, au nombre de cinq dans le cas présent et qui s'élargissent vers le volume interne 3 de la cuve tout en s'étendant vers le fond jusqu'à la gorge 37. Le soutien de l'obturateur 12 n'est donc assuré que par les facettes d'appui 39 qui séparent les cavités 38. La paroi de sommet 13 sert en conséquence de plafond aux cavités 38. L'air originaire du conduit de soufflage 36 et dirigé vers la gorge 37 bifurque dans les deux directions angulaires et une partie en est prélevée en passant devant chacune des cavités 38. Cet air sera soufflé horizontalement et selon un écoulement à la fois centripète et divergent à cause de l'ouverture des cavités 38 et de leur très faible hauteur. On obtiendra donc un écoulement rasant toute la surface de la paroi de sommet 13 tout en occupant la plus grande partie du volume au-dessus du conduit de trop-plein 6. Les vapeurs contaminées ne pourront se maintenir dans ce milieu et seront entraînées dans le conduit d'évent 7. On remarquera que toutes les cavités 38 sont identiques, sauf celle, notée par dérogation 385, qui est diamétralement opposée au conduit de soufflage 36: les deux courants d'air soufflés dans la gorge 37 s'y rejoignent, ce qui fait que l'air est soufflé à plus forte pression à cet endroit. Pour garantir un soufflage à peu près régulier, il est bon que le débit soit plus faible à cet endroit, ce qui explique l'étroitesse de cette cavité 385, deux fois moins large que les autres. Les cavités 38, y compris la cavité 385, sont encore affectées à un autre rôle: il débouche un conduit d'alimentation en liquide de rinçage 40 au fond de l'une d'elles, ce conduit 40 étant percé à travers la portion de bridage 4 et la couronne 28 comme le conduit 36 de soufflage. Quand de l'eau ou un autre liquide de rinçage est projeté à travers le conduit 40, ce liquide se répartit dans la cavité 38 et est projeté dans le volume interne 3 en lavant toute la face inférieure de la paroi de sommet 13, qu'il baigne. Il existe un conduit supplémentaire de rinçage 41, mais dont la disposition est différente car il n'est percé qu'à travers la portion de bridage 4 en affleurant à la surface d'appui 29, comme on le voit également à la figure 4 qui est une vue de dessus o le déflecteur 19 a été enlevé. Le conduit supplémentaire 41 aboutit à une rainure circulaire 42 et plus précisément à une partie inférieure 43 de celle-ci qui est creusée dans la face d'appui 29. La section de cette partie est constante mais la rainure circulaire 42 comprend aussi une portion supérieure 44, creusée dans la couronne 28 et qui présente la propriété de s'amenuiser en section en s'éloignant du conduit 41. C'est que la rainure circulaire 42 n'est pas fermée mais communique sur tout son périmètre avec le volume interne 3 grâce à une fente 45 ménagée dans le déflecteur 19. La fente 45 est plus étroite que la rainure circulaire 42. Le liquide de rinçage originaire de la conduite 41 coule donc sur toute la paroi latérale 2, et il est utile de compenser la perte de débit toujours plus grande en s'éloignant du conduit 41 par une réduction de section correspondante de la rainure circulaire 42 qui maintient une vitesse satisfaisante et un écoulement convenable du liquide sur toute la circonférence. Le liquide lave donc toute la paroi latérale 2 jusqu'à l'entonnoir 9. Il est guidé par un béquet 46 établi sur le déflecteur 19 et qui s'avance au-dessus de la paroi latérale 2 en s'étendant vers le bas depuis le bord interne de la couronne 28, masquant ainsi la fente 45 et déviant le liquide projeté hors de la rainure circulaire 42 vers le bas. On remarque enfin un diverticule 47 du conduit 41, qui relie la rainure circulaire 42 à la cavité 5; du liquide de rinçage y est projeté afin de nettoyer cette cavité 5 et les entrées des conduits d'évent 7 et de trop-plein 6. Le but mentionné d'éliminer toute la contamination résiduelle incrustée sur la surface de la cuve est alors pleinement atteint. La paroi latérale de la cuve comprend certes aussi la face interne 48 du déflecteur 19, mais cette face est lavée par le liquide originaire du conduit 40. REVENDICATIONS 1. Cuve d'analyse de liquide radioactif comprenant une paroi latérale (2, 48) et une paroi de sommet (13) servant d'obturateur (12) et sur laquelle un détecteur de radioactivité (18) est placé, le liquide emplissant un volume de cuve (3) délimité par les parois, caractérisée en ce qu'elle est équipée de moyens de rinçage (28, 40, 41, 42, 46) conçus pour projeter du liquide de rinçage sur tout l'obturateur (12) et pour faire couler du liquide de rinçage sur toute la paroi latérale (2, 48), et de moyens de soufflage (36, 37, 38) conçus pour souffler du gaz devant l'obturateur (12). 2. Cuve d'analyse suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la paroi latérale a un diamètre constant ou décroissant vers le bas. 3. Cuve d'analyse suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens de rinçage comprennent un conduit d'alimentation (40) en liquide de rinçage percé à travers la cuve et débouchant dans une cavité de rinçage (38) creusée dans la paroi latérale juste sous l'obturateur (12) et s'élargissant vers le volume de cuve (3). 4. Cuve d'analyse suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les moyens de rinçage comprennent un conduit d'alimentation supplémentaire (41) en liquide de rinçage, percé à travers la cuve et débouchant dans une rainure circulaire (42) débouchant par une fente (45) de largeur inférieure à celle de la rainure (42) dans le volume de cuve (3). 5. Cuve d'analyse suivant la revendication 4, caractérisée en ce que la rainure (42) a une section allant s'amenuisant en s'éloignant du conduit d'alimentation supplémentaire (41). 6. Cuve d'analyse suivant l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisée en ce qu'elle est composée d'une enveloppe de cuve (1) englobant presque toute la paroi latérale (2), d'une pièce d'obturateur (12) comprenant la paroi de sommet (13) et d'un déflecteur (19) situé entre l'enveloppe de cuve (1) et la pièce d'obturateur (12). 7. Cuve d'analyse suivant les revendications 3 et 6, caractérisée en ce que les cavités (38) sont creusées dans une face supérieure du déflecteur (19). 8. Cuve d'analyse suivant les revendications 4 et 6, caractérisée en ce que la rainure circulaire (42) est creusée dans une face inférieure du déflecteur (19). 9. Cuve d'analyse suivant les revendications 5 et 8, caractérisée en ce que la rainure circulaire est aussi creusée dans une face supérieure de l'enveloppe de cuve (1) selon une portion de rainure (43) à section uniforme. 10. Cuve d'analyse suivant les revendications 4 et 6, caractérisée en ce que le déflecteur est équipé d'un béquet circulaire (46) avançant par- dessus la paroi latérale (2) de l'enveloppe de cuve (1), dirigé vers le bas et recouvrant la fente (45). 11. Cuve d'analyse suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu'elle comprend un conduit d'alimentation additionnel en liquide de rinçage (47) percé à travers la cuve et aboutissant à un renfoncement (5) de la paroi latérale (2) dans lequel des conduits d'évent (7) ou de trop- plein (6) de cuve débouchent. 12. Cuve d'analyse suivant les revendications 4 et 11, caractérisée en ce que le conduit d'alimentation additionnel (47) provient de la rainure circulaire (42). 13. Cuve d'analyse suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que les moyens de soufflage comprennent au moins un conduit de soufflage (36) percé à travers la cuve et débouchant dans au moins une cavité (38) de soufflage creusée dans la paroi latérale (48). 14. Cuve d'assemblage suivant la revendication 13, caractérisée en ce qu'existent plusieurs cavités de soufflage, dont une coïncide avec la cavité de rinçage. 15. Cuve d'assemblage suivant la revendication 14, caractérisée en ce qu'un seul conduit de soufflage (36) existe, qui débouche dans les cavités de soufflage (38) par un distributeur formé d'une gorge (37) entourant les cavités de soufflage. 16. Cuve d'assemblage suivant la revendication 15, caractérisée en ce que les cavités de soufflage sont en nombre impair et qu'une d'elles (385), diamétralement opposée au conduit de soufflage (36) sur la cuve, est plus étroite que les autres cavités de soufflage (38).