FR2505506A1 - APPARATUS FOR MEASURING THE CONCENTRATION OF GAS RADIO-ACTIVITY - Google Patents
APPARATUS FOR MEASURING THE CONCENTRATION OF GAS RADIO-ACTIVITY Download PDFInfo
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN APPAREIL POUR MESURER LA CONCENTRATION DE RADIO-ACTIVITE DE GAZ, EN PARTICULIER D'IODE GAZEUX OU DE COMPOSES D'IODE GAZEUX, COMPRENANT UNE CHAMBRE DE PASSAGE POUR LE GAZ, CONTENANT UN MATERIAU D'ADSORPTION ET UN DETECTEUR DE RAYONNEMENT CONSTITUE POUR MESURER LA CONCENTRATION DE RADIO-ACTIVITE DU MATERIAU D'ADSOPRTION, QUI SE CARACTERISE PAR LE FAIT QUE LE MATERIAU D'ADSORPTION A UNE STRUCTURE GRANULAIRE OU PULVERULENTE AYANT LA CAPACITE DE S'ECOULER, ET PAR LE FAIT QU'UN DISPOSITIF TRANSPORTEUR 15, 29 LE TRANSPORTE SELON UN DEBIT CONSTANT DANS LE TEMPS PAR L'INTERMEDIAIRE DE PARCOURS DE TRANSPORT 21, 25 ETANCHES AUX GAZ, PARTANT D'UN RESERVOIR ETANCHE AUX GAZ 27 ET EN PASSANT PAR LA CHAMBRE DE PASSAGE 3 POUR PARVENIR DANS UN CONTENEUR COLLECTEUR 23 ETANCHE AUX GAZ.THE INVENTION RELATES TO AN APPARATUS FOR MEASURING THE CONCENTRATION OF RADIO-ACTIVITY OF GAS, IN PARTICULAR OF IODINE GAS OR OF IODINE GAS COMPOUNDS, INCLUDING A GAS PASSAGE CHAMBER, CONTAINING ADSORPTION MATERIAL AND A DETECTOR OF GAS. RADIATION CONSTITUTES TO MEASURE THE CONCENTRATION OF RADIO-ACTIVITY OF THE ADSOPRTION MATERIAL, WHICH IS CHARACTERIZED BY THE FACT THAT THE ADSORPTION MATERIAL HAS A GRANULAR OR PULVERULENT STRUCTURE HAVING THE CAPACITY TO FLOW, AND BY THE FACT THAT A DEVICE CARRIER 15, 29 TRANSPORTS IT ACCORDING TO A CONSTANT FLOW OVER TIME THROUGH TRANSPORT PATHS 21, 25 GAS-TIGHT, STARTING FROM A GAS-TIGHT TANK 27 AND PASSING THROUGH PASSAGE CHAMBER 3 TO GET INTO A GAS-TIGHT COLLECTOR CONTAINER 23.
Description
Appareil pour mesurer la concentration de radioactivitéApparatus for measuring the concentration of radioactivity
de gaz.gas.
La présente invention concerne un appareil pour mesurer la concentration de radioactivité de gaz, en particulier d'iode gazeux ou de composés d'iode gazeux, comprenant une chambre de passage de gaz contenant un matériau d'adsorption et un détecteur de rayonnement constitué pour mesurer la The present invention relates to an apparatus for measuring the concentration of radioactivity of gases, in particular iodine gas or iodine gas compounds, comprising a gas passage chamber containing an adsorption material and a radiation detector formed to measure the
concentration de radioactivité du matériau d'adsorption. radioactive concentration of the adsorption material.
Le matériau d'adsorption recueille les aérosols radioac- The adsorption material collects radioactive aerosols.
tifs ou la poussière radioactive ou les gaz radioactifs adsorbés en traces tels que l'iode 131 des gaz qui traversent radioactive dust or radioactive gases adsorbed in traces such as iodine 131 of the gases passing through
continuellement la chambre de passage Le détecteur de rayon- the passage chamber continuously The radius detector
nement mesure la concentration de radioactivité du matériau measure the radioactivity concentration of the material
d'adsorption qui monte avec le temps. adsorption which rises over time.
Dans les appareils de mesure de rayonnement connus de ce type, la chambre de passage a un volume relativement important, pour permettre de mesurer continuellement la modification de la concentration de radioactivité sur une durée prolongée qui est par exemple d'une semaine Du fait que la précision de la In known radiation measuring devices of this type, the passage chamber has a relatively large volume, to allow continuous measurement of the change in the concentration of radioactivity over an extended period of time, for example one week. accuracy of the
détection selon laquelle cette modification peut être détermi- detection that this change can be determined
née dépend de la valeur absolue de la concentration de radio- born depends on the absolute value of the radio concentration
activité, la sensibilité se détériore à la fin de la période de la mesure, du fait de l'effet d'accumulation Lorsque les appareils de mesure de rayonnement connus sont utilisés comme dispositifs de surveillance, ou moniteurs, d'installations de activity, sensitivity deteriorates at the end of the measurement period, due to the accumulation effect When known radiation measuring devices are used as monitoring devices, or monitors, of
surveillance et d'alarme tels que dans des centrales nucléai- surveillance and alarm such as in nuclear power plants
res ou analogues, des concentrations de radioactivité relati- res or the like, relatively low concentrations of radioactivity
vement importantes s'accumulent dans un temps relativement significantly accumulate in a relatively short time
court en cas d'accident, ces concentrations atteignant rapide- short in the event of an accident, these concentrations quickly reaching-
ment la limite de détection-du détecteur de rayonnement Le matériau d'adsorption devrait donc être remplacé avant la fin de la période normale de mesure lorsqu'on est en présence de the detection limit of the radiation detector The adsorption material should therefore be replaced before the end of the normal measurement period when there is
conditions perturbées.disturbed conditions.
Pour que la détection soit suffisamment régulière, il faut que la surface de la fenêtre du détecteur de rayonnement soit relativement importante quand le volume de la chambre de passage a des dimensions importantes Ces détecteurs de rayonnement de grandes dimensions peuvent poser des problèmes en raison du rayonnement de fond En outre, il faut avoir recours à des quantités de plomb relativement importantes pour blinder les chambres de passage de grandes dimensions. Le but de l'invention est de proposer un appareil de mesure de rayonnement au moyen duquel on puisse mesurer la concentration de radioactivité de gaz pendant une durée qui For the detection to be sufficiently regular, the surface of the window of the radiation detector must be relatively large when the volume of the passage chamber has large dimensions. These large radiation detectors may cause problems due to the radiation. In addition, relatively large quantities of lead must be used to shield large passage chambers. The object of the invention is to provide a device for measuring radiation by means of which the concentration of radioactivity of gas can be measured for a period which
ne dépende pas du volume de la chambre de passage des gaz. does not depend on the volume of the gas passage chamber.
Selon l'invention, ce problème est résolu du fait que le According to the invention, this problem is solved because the
matériau d'adsorption a une structure granulaire ou pulvéru- adsorption material has a granular or powdery structure
lente ayant la capacité de s'écouler, et du fait qu'un dispo- slow with the ability to flow, and the fact that a dispo-
sitif transporteur achemine le matériau d'adsorption selon un débit constant dans le temps en le laissant passer par des The transporting agent conveys the adsorption material at a constant rate over time, letting it pass through
parcours de transport étanches aux gaz, partant d'un réser- gas-tight transport route, starting from a tank
voir étanche aux gaz et en passant par une chambre de passage see gas tight and passing through a passage chamber
pour parvenir dans un conteneur collecteur étanche aux gaz. to reach a gas-tight collecting container.
Le matériau d'adsorption qui se trouve dans la chambre de passage est ainsi échangé continuellement Le volume de la chambre de passage doit simplement avoir des dimensions qui The adsorption material which is in the passage chamber is thus exchanged continuously. The volume of the passage chamber must simply have dimensions which
suffisent pour une mesure suffisamment précise de la concen- sufficient for a sufficiently precise measurement of the concentration
tration de radioactivité Le volume, comparé à celui d'appa- radioactivity The volume, compared to that of
reils de mesure de rayonnement connus, peut être très petit, le résultat étant que la quantité de plomb nécessaire a la protection est également réduite En particulier, la section transversale de la chambre de passage ne doit pas être plus importante que la section transversale de la fenêtre de known radiation measurement reils, can be very small, the result being that the amount of lead required for protection is also reduced In particular, the cross section of the passage chamber should not be greater than the cross section of the window of
l'appareil détecteur de rayonnement qui peut être avantageu- the radiation detector device which can be advantageously
sement un détecteur à scintillation tel qu'un détecteur Na J a scintillation detector such as a Na J detector
(Tl) destiné à la mesure des rayons gamma. (Tl) intended for the measurement of gamma rays.
La puissance du dispositif transporteur détermine la durée pendant laquelle le matériau d'adsorption reste dans la The power of the conveying device determines the time during which the adsorption material remains in the
chambre de passage Avantageusement, le dispositif transpor- Advantageously, the transport device
teur peut être réglé sur au moins deux étages de puissance prédéterminés et différents Lorsque les conditions sont normales, le matériau d'adsorption est transporté à vitesse réduite par la chambre de passage mais en cas d'urgence, quand des concentrations élevées de radioactivité sont libérées, tor can be adjusted to at least two predetermined and different power stages When the conditions are normal, the adsorption material is transported at reduced speed by the passage chamber but in an emergency, when high concentrations of radioactivity are released ,
la puissance du transporteur peut être fortement augmentée. the power of the transporter can be greatly increased.
Le matériau d'adsorption dans lequel des concentrations élevées de radioactivité se sont déjà accumulées peut être échangé suffisamment rapidement pour que même des valeurs élevées de la concentration de radioactivité puissent être mesurées avec une précision suffisante La puissance du The adsorption material in which high concentrations of radioactivity have already accumulated can be exchanged quickly enough that even high values of the radioactivity concentration can be measured with sufficient accuracy.
dispositif transporteur qui peut être avantageusement modi- conveyor device which can be advantageously modified
fiée par étages doit pouvoir être commutée selon un facteur connected by stages must be able to be switched according to a factor
compris entre 10 et 100.between 10 and 100.
En ce qui concerne le matériau d'adsorption, on préfère un matériau de tamisage moléculaire sous forme de billes ou As regards the adsorption material, a molecular sieving material in the form of beads is preferred or
du charbon actif activé à l'argent et en forme de billes. activated charcoal activated with silver and in the form of beads.
Selon une forme de réalisation préférée, le dispositif transporteur est disposé sur un parcours sortant sur le côté inférieur de la chambre de passage Le transport s'effectue essentiellement du fait de la force de la gravité, ce qui fait que le dispositif transporteur peut être constitué sous forme d'une roue doseuse qui ferme la chambre de passage à sa partie inférieure et qui comprend au moins une cavité doseuse s'ouvrant vers le haut et pouvant se déplacer dans la chambre de passage Le volume de la cavité doseuse détermine, en liaison avec là vitesse, de rotation selon laquelle la roue According to a preferred embodiment, the conveyor device is arranged on an outgoing path on the lower side of the passage chamber Transport takes place essentially due to the force of gravity, which means that the conveyor device can be constituted in the form of a metering wheel which closes the passage chamber at its lower part and which comprises at least one metering cavity opening upwards and which can move in the passage chamber The volume of the metering cavity determines, in conjunction with the speed, of rotation according to which the wheel
doseuse est entraînée, la capacité du transport. dosing machine is driven, transport capacity.
Avantageusement, la roue doseuse se présente essentielle- Advantageously, the metering wheel is essential-
ment sous la forme d'un tambour cylindrique comportant des rainures doseuses transversales par rapport à sa direction périphérique, et de préférence parallèles à son axe Cette ment in the form of a cylindrical drum comprising metering grooves transverse to its peripheral direction, and preferably parallel to its axis Ce
forme donnée à la roue doseuse est particulièrement avantageu- shape given to the metering wheel is particularly advantageous-
se quand la chambre de passage a également une forme cylin- when the passage chamber also has a cylindrical form
drique et est disposée parallèlement à l'axe du tambour. drique and is arranged parallel to the axis of the drum.
Une autre forme de réalisation ayant une importance particulière est celle dans laquelle une surface latérale dirigée axialement de la roue doseuse s'applique à plat sur un tamis fermant l'ouverture d'une canalisation de sortie des gaz de la chambre de passage, chaque cavité doseuse étant ouverte en direction de cette surface latérale et passant sur le tamis lors de la rotation de la roue doseuse Le gaz qui est envoyé de préférence à la partie supérieure de la chambre de passage s'écoule par les cavités doseuses et passe par le tamis pour parvenir dans la canalisation de sortie Les rebords des cavités doseuses glissent sur le tamis et nettoient Another embodiment of particular importance is that in which an axially directed lateral surface of the metering wheel is applied flat on a screen closing the opening of a gas outlet pipe from the passage chamber, each cavity metering being open towards this lateral surface and passing over the sieve during the rotation of the metering wheel The gas which is preferably sent to the upper part of the passage chamber flows through the metering cavities and passes through the sieve to reach the outlet pipe The edges of the dosing cavities slide on the screen and clean
les pores du tamis qui retiennent le matériau d'adsorption. the pores of the screen which retain the adsorption material.
Un exemple de réalisation de l'invention sera maintenant expliqué plus en détail avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels: An embodiment of the invention will now be explained in more detail with reference to the attached drawings in which:
la figure 1 est une vue en coupe schématique d'un appa- Figure 1 is a schematic sectional view of an apparatus
reil de mesure de rayonnement destiné à la mesure de la concentration de radioactivité d'un gaz, en particulier de l'air, selon la ligne I-I de la figure 2, et la figure 2 est une vue en coupe de l'appareil de mesure radiation measurement device intended for measuring the concentration of radioactivity of a gas, in particular air, according to line I-I of FIG. 2, and FIG. 2 is a sectional view of the measuring apparatus
de rayonnement selon la ligne II-II de la figure 1. of radiation along line II-II of Figure 1.
L'appareil de mesure de rayonnement représenté sur les figures sert en particulier à la mesure de la concentration de radioactivité d'iode radioactif émettant des rayons gamma dans l'air Il comprend un corps de base 1 constitué par exemple en matière synthétique, comportant une chambre de passage creuse et cylindrique 3, sur le côté supérieur de laquelle pénètre, par une canalisation d'amenée 5, l'air dont on doit mesurer la concentration de radioactivité L'air est aspiré vers le côté inférieur de la chambre de passage 3 par une canalisation de sortie 7 En fonctionnement, la chambre de passage 3 est remplie, comme représenté à la figure 1, avec un matériau de tamisage moléculaire en forme de billes 9 qui adsorbe les particules radioactives de l'air qui le traverse La concentration de radioactivité du matériau de tamisage moléculaire 9 disposé dans la chambre de passage 3 est mesurée au moyen d'un détecteur de rayonnement Il monté The radiation measuring device shown in the figures is used in particular for measuring the radioactivity concentration of radioactive iodine emitting gamma rays in the air. It comprises a basic body 1 made for example of synthetic material, comprising a hollow and cylindrical passage chamber 3, on the upper side of which penetrates, by a supply pipe 5, the air whose radioactivity concentration is to be measured The air is sucked towards the lower side of the passage chamber 3 by an outlet pipe 7 In operation, the passage chamber 3 is filled, as shown in FIG. 1, with a molecular sieving material in the form of beads 9 which adsorbs the radioactive particles from the air passing through it The concentration of radioactivity of the molecular sieving material 9 disposed in the passage chamber 3 is measured by means of a radiation detector II mounted
sur un côté frontal de la chambre de passage 3, en particu- on a front side of the passage chamber 3, in particular
lier au moyen d'un détecteur de scintillation (TI) Na J La bind using a scintillation detector (TI) Na J La
surface de la fenêtre du détecteur de rayonnement est sensi- window area of the radiation detector is sensitive
blement égale à la surface en section transversale de la chambre de passage 3 Une protection 13 en plomb ou analogue et indiquée en tiretés sur la figure 1 entoure au moins le roughly equal to the cross-sectional area of the passage chamber 3 A protection 13 made of lead or the like and indicated in dashes in FIG. 1 surrounds at least the
corps de base 1.basic body 1.
Pour éviter des effets d'engorgement dus à la concentra- To avoid bottlenecks due to the concentration
tion de radioactivité et de ce fait la détérioration des limites de la détection et de la sensibilité de la détection, le matériau du tamis moléculaire 9 de la chambre de passage 3 est continuellement remplacé par une substance présentant une capacité de passage constante dans le temps Dans ce but, on dispose sur le côté inférieur de la chambre de passage 3 un tambour doseur sensiblement cylindrique 15 dont l'axe est parallèle à l'axe de la chambre de passage 3 et qui est monté rotatif dans une chambre correspondante Le tambour doseur 15 comprend plusieurs rainures doseuses 19 parallèles à son axe et réparties sur sa périphérie à distances égales, dont la tion of radioactivity and thereby the deterioration of the limits of detection and of the sensitivity of detection, the material of the molecular sieve 9 of the passage chamber 3 is continuously replaced by a substance having a constant passage capacity over time. For this purpose, there is on the lower side of the passage chamber 3 a substantially cylindrical metering drum 15 whose axis is parallel to the axis of the passage chamber 3 and which is rotatably mounted in a corresponding chamber The metering drum 15 comprises several metering grooves 19 parallel to its axis and distributed over its periphery at equal distances, the
largeur et la hauteur sont approximativement égales au diamè- width and height are approximately equal to the diameter
tre des billes du tamis moléculaire Lorsque le tambour doseur 15 tourne, le matériau du tamis moléculaire 9 est transporté de la chambre de passage 3, en passant par une canalisation de sortie 21 raccordée de façon étanche à l'air au-dessous du tambour doseur 15, vers un conteneur collecteur 23 étanche à l'air Simultanément, du matériau de tamisage moléculaire frais coule en passant par une canalisation d'amenée 25 sensiblement verticale et débouchant de façon be molecular sieve balls When the metering drum 15 rotates, the material of the molecular sieve 9 is transported from the passage chamber 3, passing through an outlet pipe 21 connected in an airtight manner below the metering drum 15, to an airtight collecting container 23 Simultaneously, fresh molecular sieving material flows through a substantially vertical supply pipe 25 and opens out so
étanche à l'air sur le côté supérieur de la chambre de passa- airtight on the upper side of the pass chamber
ge 3, ce-matériau provenant d'un récipient 27 raccordé de ge 3, ce-material from a container 27 connected from
façon étanche à l'air et tombant sous l'effet de la gravité. airtight and falling under the effect of gravity.
Le tambour doseur 15 est accouplé à un moteur d'entraîne- The metering drum 15 is coupled to a drive motor.
ment électrique 29 qui le fait tourner de façon continue, electric motor 29 which makes it rotate continuously,
mais avantageusement aussi de façon intermittente et pério- but advantageously also intermittently and periodically
dique La vitesse de rotation et/ou la durée de branchement The speed of rotation and / or the duration of connection
du moteur d'entraînement 29 déterminent la capacité de trans- of the drive motor 29 determine the capacity of trans-
port selon laquelle le matériau de tamisage moléculaire est échangé Le moteur d'entraînement 29 peut être avantageusement branché sur deux étages de vitesse différents ou sur deux étages de durée différents, ces étages étant différents l'un de l'autre selon un facteur compris entre 10 et 100 Ainsi, la durée de l'échange peut être considérablement raccourcie en cas d'urgence, lorsque des concentrations élevées de port according to which the molecular sieving material is exchanged The drive motor 29 can advantageously be connected to two stages of different speed or to two stages of different duration, these stages being different from each other according to a factor between 10 and 100 Thus, the duration of the exchange can be considerably shortened in an emergency, when high concentrations of
radioactivité sont libérées.radioactivity are released.
La canalisation de sortie 7-destinée à l'air débouche sur un tamis 31 qui est disposé sur une surface latérale du tambour doseur 15 qui est perpendiculaire à l'axe Les rainures doseuses sont ouvertes en direction du tamis 31 et nettoient les pores du tamis pendant la rotation du tambour The outlet pipe 7-intended for air opens onto a screen 31 which is arranged on a lateral surface of the dosing drum 15 which is perpendicular to the axis The dosing grooves are open in the direction of the screen 31 and clean the pores of the screen during drum rotation
doseur 15 L'air est aspiré au travers du tamis 31 par l'in- metering device 15 The air is sucked through the screen 31 by the
termédiaire des ouvertures latérales des rainures doseuses 19. Pour éviter des concentrations de radioactivité 9 formant intermediate the lateral openings of the metering grooves 19. To avoid concentrations of radioactivity 9 forming
des ponts dans la chambre de passage 3 ou dans les canalisa- bridges in the passage chamber 3 or in the pipelines
tions 21 et 25, le corps de base 1 est accouplé mécaniquement, comme indiqué en 32, à un dispositif vibreur 33 qui le fait vibrer Le matériau de tamisage moléculaire 9 est alors détaché, ce qui fait qu'il peut s'écouler du réservoir 27 pour parvenir dans le conteneur collecteur 23 sans formation de ponts ou de bouchons Le corps de base 1 est monté de façon élastique et mobile sur des montures élastiques 35 Le dispositif vibreur est constitué avantageusement par exemple par un électro-aimant excité périodiquement et dont l'armature est accouplée au corps de base 1 Souvent, les secousses transmises par le moteur d'entraînement 29 au corps de base 1 suffisent pour obtenir un effet de vibration suffisant Ceci est en particulier valable quand le moteur d'entraînement est relié de façon rigide au corps de base l qui est monté de tions 21 and 25, the basic body 1 is mechanically coupled, as indicated at 32, to a vibrating device 33 which makes it vibrate The molecular sieving material 9 is then detached, which means that it can flow from the reservoir 27 to reach the collecting container 23 without forming bridges or plugs The base body 1 is mounted in an elastic and movable manner on elastic mounts 35 The vibrating device advantageously consists for example of an electromagnet excited periodically and whose l the armature is coupled to the base body 1 Often, the shocks transmitted by the drive motor 29 to the base body 1 are sufficient to obtain a sufficient vibration effect This is particularly valid when the drive motor is rigidly connected to the base body l which is mounted from
façon à pouvoir osciller.so that you can oscillate.
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