Brevet FR2918498A1 — publié le 20090109

La présente invention concerne un dispositif pour protéger les êtres vivants contre les rayonnements ionisants (alpha, bêta plus et moins, X, gamma) et neutroniques (neutrons). Cette opération de protection est habituellement effectuée par la mise en confinement de la matière rayonnante dans des enceintes hermétiques de matière et d'épaisseur dépendant de la nature et de l'énergie du rayonnement. Lorsque le rayonnement est multiple, en particulier, bêta plus, X, gamma et neutrons le confinement est réalisé par une forte épaisseur de matière. Les rayonnements bêta plus, X et gamma sont arrêtés par une épaisseur de béton, de plomb ou des matériaux de forte densité. Le rayonnement neutronique est arrêté par une épaisseur de béton, d'eau ou de paraffine. Il est indirectement ionisant car c'est sa capture par les noyaux des atomes de la matière ou leur interaction avec ceux-ci qui génère des rayonnements gamma et/ou diverses particules. Chaque noyau subit ce qu'on appelle une fission libérant de l'énergie et donc de la chaleur. La paraffine est un des matériaux qui absorbe le mieux le rayonnement neutronique, les inconvénients de son utilisation sont l'échauffement provoqué par la fission et sa faible conductivité thermique, liés à ses propriétés physiques qui la rend liquide à partir de soixante degrés centigrades, inflammable à partir de deux cents degrés centigrades et auto comburant à partir de deux cent quarante degrés centigrades. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients. La première caractéristique du dispositif est d'utiliser la paraffine (2) comme élément absorbeur de rayonnements ionisants liée à une matrice de carbone (1), Fig.: 1. L'agglomérat matrice de carbone plus nodules de paraffine garde tout son caractère neutrophage avec des performances identiques à celles de la paraffine utilisée indépendamment. La deuxième caractéristique du dispositif, est que cet agglomérat matriciel, permet d'augmenter la conductivité thermique de la paraffine, qui est naturellement de l'ordre de 0,25 W/mK, d'un facteur 10 à 100 en fonction de la densité de carbone dans la matrice. L'augmentation de la conductivité tout en gardant le caractère neutrophage permet au dispositif d'évacuer les calories lors d'un bombardement neutronique intense. La troisième caractéristique du dispositif est que cet agglomérat matriciel, est monté en sandwich entre deux matériaux denses (3) afin d'arrêter les rayonnements bêta plus, X, gamma. Parmi ces matériaux denses, les plus utilisés sont le béton et le plomb. Pour conserver le caractère neutrophage lié à l'évacuation des calories, l'utilisation de Densimet pour réaliser le sandwich de la matrice carbone / paraffine est un élément supplémentaire caractérisant l'invention car ce matériau contrairement au plomb possède une conductivité thermique élevée, de l'ordre1000 W/mK. Le dessin en annexe illustre l'invention : - La matrice carbone / paraffine (1) (2) est prise en sandwich entre deux matériaux denses (3) - La matrice carbone / paraffine (1) (2) a un caractère neutrophage - Les matériaux denses (3) arrêtent les rayonnement bêta plus, X, gamma. - Le matériau dense, Densimet , permet d'évacuer les calories en cas de rayonnement neutronique intense. La conductivité augmentée de la matrice carbone / paraffine et la conductivité thermique importante du Densimet liées à un dispositif de refroidissement complémentaire permettent une évacuation des calories évitant ainsi un emballement en cas de rayonnements neutroniques encore plus intenses. REVENDICATIONS 1) Le dispositif pour protéger biologiquement contre les rayonnements bêta plus, X, gamma et neutroniques est caractérisé par un sandwich composé de deux parois en matériau dense (3) avec une bonne conductivité thermique pour arrêter rayonnements bêta plus, X, gamma, enfermant un complexe matriciel de graphite (1) et de nodules de matériau mou, à forte concentration d'hydrogène, (2) pour arrêter les rayonnements neutroniques. 2) Le dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matrice de graphite(1) et matériau à forte concentration d'hydrogène (2), constitue un neutrophage, qui capture et freine les neutrons, capable d'évacuer les calories produites par le rayonnement neutronique.