Brevet FR2952751A1 — publié le 20110520

LOCAL PARTIELLEMENT ENTERRE DESTINE A RECEVOIR UNE SOURCE IONISANTE L'objet de la présente invention concerne un local, au moins partiellement enterré, plus connu sous le mot de « casemate » et destiné à recevoir une source de rayonnement ou une source ionisante. L'invention permet notamment de permettre une radioprotection à moindre coût. 10 La radioprotection de source ionisante est principalement réalisée par la mise en place d'un blindage adéquat tel que le béton, le béton barité, le plomb ou encore tout type de matériaux présentant des caractéristiques suffisantes pour arrêter le rayonnement et le confiner dans une zone. Il est ainsi connu d'utiliser des dispositifs d'arrêt des 15 rayonnements, connus sous le terme anglo-saxon "beam dump". Toutefois si ces dispositifs sont efficaces, ils se présentent sous la forme d'élément indépendant et donc venant en supplément lors de leur installation dans un local contenant une source de particules. Le dispositif d'arrêt doit être disposé sur le trajet des particules à arrêter. Dans certains cas d'utilisation, il 20 est difficile d'ajouter un tel élément et, en conséquence, cette manière d'opérer peut ne pas être efficace ou même utilisée. Les normes en matière de radioprotection deviennent de plus en plus sévères. Ceci conduit à construire des murs de protection dont l'épaisseur est de plus en plus grande pour les locaux ou les boîtes destinés 25 à recevoir les sources de particules. Ceci est particulièrement critique pour les fortes énergies et pour de forts courants moyens. En conséquence, les coûts de fabrication des locaux permettant de respecter les normes de radioprotection sont de plus en plus élevés. D'autre part, en cas d'évolution des normes, il est aussi nécessaire de prévoir la possibilité d'adapter le local 30 à de nouvelles évolutions. L'épaisseur nécessaire pour un type de rayonnement donné, et un type de matériau donné se calcule, par exemple en utilisant des codes de calcul (type Fluka, Geant 4) connus de l'Homme du métier. Ces codes tiennent compte du flux direct, des particules ou rayonnements secondaires générés ainsi que de la direction des rayonnements primaires et secondaires (tirage statistique de type Monte Carlo). La radioprotection est ensuite mise en oeuvre en conséquence. Les différents codes de calcul évoqués sont connus de l'Homme du métier et en conséquence ne seront pas détaillés. L'invention concerne un local destiné à contenir une source de rayonnement, ledit local étant destiné à être enfoui au moins partiellement dans un milieu, ledit local comprenant une première paroi constituant le sol, ~o au moins une deuxième paroi formant avec le sol un contenant, une troisième paroi destinée à fermer le contenant caractérisé en ce qu'au moins une paroi dudit contenant comprend une cavité disposée dans une zone susceptible d'être impactée par un faisceau ou une particule primaire émis par la source, ladite cavité étant adaptée à piéger la majorité des particules 15 réfléchies. Le local a, par exemple, une forme circulaire et en ce que la paroi comprend une cavité s'étendant sur le pourtour du local. Le local est, par exemple, de forme carrée et qu'il comporte quatre parois formant avec le sol un contenant et ce qu'au moins la paroi disposée 20 sur le trajet d'une particule incidente comprend une cavité adaptée à piéger la majorité des particules réfléchies. Les parois du local sont, par exemple, constituées d'un matériau choisi parmi la liste suivante : plomb, béton, béton. Le local comprend, par exemple, un sas d'entrée communiquant 25 avec une chicane qui permet l'accès à l'intérieur de la casemate. D'autres caractéristiques et avantages du dispositif selon l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit d'un exemple de réalisation donné à titre illustratif et nullement limitatif annexé 30 des figures qui représentent : • La figure 1, une vue en coupe de casemate selon l'art antérieur enfouie partiellement, à l'exception de la plaque formant le plafond et par laquelle il est possible d'introduire la source d'électrons, • Les figure 2A et 2B une vue en coupe et de dessus d'un exemple d'architecture de casemate selon l'invention, • La figure 3, un exemple d'accès de la casemate pour des personnes et des objets peu volumineux. De façon à faire comprendre l'objet de l'invention, la description qui va suivre se situe dans le cas d'une casemate enfouie dans la terre au moins partiellement, et qui comporte un toit amovible permettant l'entrée d"objets volumineux. Sur la figure 1 est représenté un exemple de casemate selon l'art antérieur enfouie dans la terre sur une profondeur P sensiblement égale à la hauteur des murs ou parois formant la casemate. Dans cet exemple, on voit que les parois 1 et 2 ont une épaisseur El, E2 qui peuvent être égales. L'épaisseur E3 de la paroi formant le sol ou bas de la casemate peut être inférieure à El, E2, dans le cas où la casemate serait enfouie dans la terre et en supposant qu'il y a une épaisseur de terre suffisamment profonde sous la casemate. Le toit amovible 4 a une épaisseur E4 importante du fait de la présence des particules réfléchies. Sur le dessin est représentée par une flèche Fi la particule incidente émise par une source 5. Les particules réfléchies sont désignées par la lettre Ri. On remarque sur ce schéma que les particules peuvent être réfléchies dans toutes les directions, qu'elles peuvent être réfléchies une seule fois, absorbées partiellement ou totalement par les parois formant la casemate. Les matériaux constituant les parois de la casemate peuvent être du plomb, du béton ou tout autre matériau habituellement utilisé dans le domaine de la radioprotection. La figure 2A schématise une vue en coupe d'une casemate ou d'un local destiné à contenir une source ionisante selon l'invention. Comme dans la figure 1, la casemate 20 comprend, dans cet exemple, un plancher 21 posé sur la terre, quatre parois 22, 23, 24, 25 formant un carré, lesdites parois sont enfouies sur une profondeur P sensiblement égale à la hauteur des parois formant la casemate, un plafond 26 qui est constitué d'une plaque amovible d'épaisseur E25. L'épaisseur E22, E23, E24, E25 des parois respectivement 22, 23, 24 et 25 est choisie en fonction du rayonnement et des particules émises dans la casemate, ainsi que l'épaisseur E21 du sol 21. Une des parois au moins de la casemate, dans l'exemple de la figure, la paroi 22 est pourvue d'une cavité 27. La cavité est disposée sur le trajet de la particule incidente ou du faisceau de particules incidentes. Au niveau de la cavité 27, à l'intérieur de cette cavité, la particule incidente va être réfléchie et partiellement absorbée par les parois 28, 29 et 30 formant la cavité (FIG 2B). La cavité 27 a les dimensions suivantes, une profondeur P27, une ~o hauteur H27, et une largeur L27 qui dépendent du rayonnement, de sa puissance et d'autres paramètres dont certains exemples vont être donnés ci-après. Le calcul des dimensions de la cavité dépend de nombreux paramètres tel que le type et l'énergie des particules incidentes, leurs directions, le type de matériaux utilisé pour la réalisation de la casemate. 15 Pour une application précise, ses éléments peuvent être intégrés dans une modélisation de type Monte Carlo prenant en compte la physique de l'interaction des particules (en utilisant des codes connus de l'Homme du métier). Les caractéristiques précédemment énoncées peuvent être intégrées dans de tels modèles pour optimiser la géométrie de la cavité. En 20 particulier, la hauteur de la casemate est choisie afin de collecter le maximum de particules incidentes et sa profondeur devra permettre de limiter le niveau des particules rétrodiffusées. A titre d'exemple d'optimisation on peut imaginer de thermaliser les neutrons rapides produits lors de l'interaction en rajoutant un plaquage d'un matériau qui contient de nombreux 25 noyaux atomiques très légers pour ensuite permettre leur capture sur des matériaux à noyaux lourds. La figure 2B est une vue de dessus de la casemate selon l'invention. La présence d'une cavité dans une ou plusieurs des parois de la casemate, la cavité étant située dans la direction du faisceau rayonnant afin 30 de pouvoir piéger toutes ou le maximum des particules réfléchies, ces dernières étant ainsi confinées dans la cavité permet notamment de ne pas avoir à augmenter l'épaisseur du plafond amovible de la casemate. De manière plus générale, le renfoncement ou cavité dans la paroi est disposé dans les zones à risque d'impact primaire, c'est-à-dire les zones qui risquent de recevoir une particule incidente ou un faisceau de particules incidentes. La figure 3 représente une vue de dessus d'une casemate comprenant une entrée permettant l'accès des personnes à la zone contenant la source de rayonnement ou encore l'introduction d'objets de faible dimension. La casemate comprend un sas d'entrée 35 communiquant 10 avec une chicane 36 qui permet l'accès à l'intérieur 37 de la casemate. La présence de cavités ou renfoncements dans les parois de la casemate enfouie ou zones susceptibles d'être impactées par l'électron primaire offre notamment comme avantage de réduire l'épaisseur 15 habituellement utilisée pour concevoir le toit de la casemate. REVENDICATIONS1 ù Local (20) destiné à contenir une source (5) de rayonnement, ledit local étant destiné à être enfoui au moins partiellement dans un milieu, ledit local comprenant une première paroi (21) constituant le sol, au moins une deuxième paroi (22, 23, 24, 25) formant avec le sol un contenant, une troisième paroi (26) destinée à fermer le contenant caractérisé en ce qu'au moins une paroi (22) dudit contenant comprend une cavité (27) disposée dans une zone susceptible d'être impactée par un faisceau ou une particule ~o primaire émis par la source (5), ladite cavité étant adaptée à piéger la majorité des particules réfléchies. 2 ù Local selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il a une forme circulaire et en ce que la paroi comprend une cavité s'étendant sur le 15 pourtour du local. 3 ù Local selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il est de forme carrée et qu'il comporte quatre parois (22, 23, 24, 25) formant avec le sol un contenant et ce qu'au moins la paroi disposée sur le trajet d'une 20 particule incidente comprend une cavité (27) adapté à piéger la majorité des particules réfléchies. 4 ù Local selon la revendication 1 caractérisé en ce que les parois du local sont constituées d'un matériau choisi parmi la liste suivante : plomb, 25 béton, béton. 5 ù Local selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'il comprend un sas d'entrée (35) communiquant avec une chicane (36) qui permet l'accès à l'intérieur (37) de la casemate (20).