Procédé de détection de l'hexafluorure d'uranium présent dans un gaz à l'état d'impuretés
et appareil pour la mise en oeuvre dudit procédé
L'invention a pour objet un procédé de détection de l'hexafluorure d'uranium présent dans un gaz à l'état d'impuretés ainsi qu'un appareil de mise en oeuvre dudit procédé.
Dans de nombreux cas, il est utile de connaître la teneur d'une atmosphère en hexafluorure d'uranium de manière commode et précise; or les procédés utilisés jusqu'à maintenant ne répondaient pas à ces conditions.
Afin d'obtenir un procédé de détection d'hexafluorure d'uranium qui soit précis et facile à mettre en oeuvre, le procédé suivant l'invention comprend la mise en contact du gaz avec un liquide changeant de coloration en présence d'hexafluorure d'uranium et la mesure de l'absorption subie par un faisceau lumineux traversant ledit liquide.
L'invention propose également un appareil de mise en oeuvre dudit procédé, appareil qui comprend un tube muni à une extrémité d'une tubulure d'arrivée du gaz à analyser et à l'autre d'une tubulure de sortie du gaz, une pluralité de plateaux transparents superposés destinés à recevoir un liquide changeant de coloration en présence d'hexafluorure d'uranium et munis de trous disposés en chicane de façon à laisser circuler le gaz, un système de production d'un faisceau lumineux parallèle et un système de mesure de l'intensité du flux lumineux ayant traversé la succession des plateaux.
On a observé que certaines huiles changent de couleur sous l'action de l'hexafluorure d'uranium (UF 6), notamment l'huile AD de la SOGEV de couleur jaune brunit sous l'action d'UF 6 et son changement de coloration devient d'autant plus prononcé que la concentration en UF 6 est plus importante. D'autres huiles présentant le même phénomène de changement de coloration, par exemple l'huile APIEZON C de la Société SHELL, pourraient aussi bien être utilisées ainsi que toutes les huiles pour pompe à vide sous réserve d'un étalonnage préalable de sensibilité. Ce phénomène permet une détection de trace d'UF 6 se trouvant à l'état d'impuretés dans un courant gazeux. Pour cela, on mesure l'absorption subie par un faisceau lumineux traversant le liquide ayant changé de couleur sous l'action de l'UF 6.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un appareil de mise en ceuvre dudit procédé, se référant à la figure unique qui l'accompagne et qui représente une vue en coupe longitudinale d'un appareil suivant l'invention.
L'appareil comprend un tube 2 muni à une extrémité d'une tubulure 4 d'admission du mélange gazeux à analyser et à l'autre extrémité d'une tubulure de sortie 6 du mélange gazeux analysé. Ce tube 2 est avantageusement réalisé en verre et comporte une pluralité de plateaux transparents avantageusement en verre tels que 8, superposés, qui sont recouverts chacun d'un mince film d'huile. Le nombre de plateaux est déterminé de façon à obtenir une efficacité maximale de l'appareil pour un débit gazeux et une consommation d'UF 6 fixés dans le mélange gazeux.
Au lieu d'utiliser le verre pour le tube 2, on peut employer le métal et l'appareil est alors constitué par un empilement de plateaux transparents tels que 8 dans une armature métallique. Les plateaux transparents 8 sont percés de trous en chicane tels que 9 afin que le mélange gazeux lèche chacun des plateaux recouverts de l'huile changeant de coloration en présence d'UF 6.
A une extrémité du tube 2, du côté de la tubulure d'arrivée 4, est placé un système de production du faisceau lumineux constitué par une ampoule 10 de 10W reliée à un circuit d'alimentation. Devant cette ampoule, est disposée une lentille convergente 12 destinée à fournir un faisceau lumineux parallèle. A l'autre extrémité du tube se trouve un système de mesure de l'intensité du faisceau lumineux ayant traversé la succession des plateaux recouverts d'une faible épaisseur d'huile, système qui est constitué par une cellule photo-électrique 14 fournissant un courant proportionnel à l'intensité du faisceau lumineux.
Cette cellule 14 est reliée à un galvanomètre non représenté sur la figure et qui permet d'obtenir la variation du courant émis par la cellule. La cellule 14 donnant un courant proportionnel au flux lumineux reçu par elle, la variation du courant détecté que donne le galvanomètre est donc proportionnelle à la masse d'UF 6 absorbée par l'huile. La sensibilité de l'appareil dépend de la cellule utilisée; à titre indicatif, avec une cellule du type 58 GC fabriquée par la Société La Radiotechnique , l'appareil permet de déceler 8.10-4g d'UF6 par millivolt pour un débit d'azote souillé en UF 6 de 88 I/h ; le débit du mélange gazeux ne doit pas être trop élevé afin que tout l'UF 6 présent dans le mélange puisse être piégé par l'huile.
On peut évidemment augmenter la sensibilité de l'appareil en modifiant le circuit électronique et on peut ainsi arriver à la multiplier par 10.
Le fonctionnement de l'appareil apparaît clairement à la lecture de la description ci-dessus et par conséquent ne va être que succinctement décrit.
Un faisceau lumineux parallèle est produit dans le tube 2 à l'aide de la lampe 10 et de la lentille 12 et, après stabilisation de l'émission lumineuse, le mélange gazeux contenant l'UF 6 est introduit dans l'appareil par l'intermédiaire de la tubulure 4. Le mélange gazeux circule dans le tube 2 et passe d'un plateau 8 à l'autre en léchant le film d'huile déposé sur chacun des plateaux avant de sortir du tube 2 par la tubulure 6.
Au cours du passage d'un plateau à l'autre, le mélange gazeux se trouve en contact avec l'huile et celle-ci change de coloration sous l'action de FUF 6 présent; par conséquent, le flux lumineux reçu par la cellule 14 a subi une absorption due au changement de coloration de l'huile. La cellule 14 donnant un courant proportionnel au flux lumineux qu'elle reçoit, le galvanomètre enregistre la variation du courant fourni par la cellule et on en déduit, d'après un étalonnage, la quantité d'UF 6 présent dans le mélange gazeux.
L'appareil décrit peut être relié à un système d'alarme qui se déclenche lorsque la teneur en UF6 devient supérieure à une valeur déterminée. L'appareil décrit ci-dessus, de fonctionnement particulièrement simple, peut, soit doser de faibles concentrations d'UF 6 dans un gaz, soit servir de détecteur d'UF 6.
Dans un exemple de réalisation du procédé conforme à l'invention, l'appareil utilisé avait les caractéristiques qui suivent.
Le détecteur comportait sept plateaux et une lampe à filament linéaire de 11 à 15 watts 6,3 volts qui excitait une cellule 58 C.G radiotechnique.
Le débit du gaz à analyser était de 88 litres normauxi heure. I1 faut remarquer que cette cellule marcherait aussi bien avec un débit plus faible de 50 litres normaux/ heure.
La température de fonctionnement était de l'ordre de 200 C.
La sensibilité mesurée était de 8.10-4g d'UF 6 par millivolt. Le millivoltmètre MECI utilisé avait une gamme de 0 à 10 mV.
REVENDICATIONS
I. Procédé de détection de l'hexafluorure d'uranium présent à l'état d'impureté dans un gaz, caractérisé en ce qu'il comprend la mise en contact du gaz avec un liquide changeant de coloration en présence d'hexafluorure d'uranium et la mesure de l'absorption subie par un faisceau lumineux traversant ledit liquide.
Method for detecting uranium hexafluoride present in a gas in the state of impurities
and apparatus for carrying out said method
The subject of the invention is a method for detecting uranium hexafluoride present in a gas in the state of impurities as well as an apparatus for carrying out said method.
In many cases, it is useful to know the uranium hexafluoride content in an atmosphere conveniently and accurately; however, the processes used until now did not meet these conditions.
In order to obtain a method of detecting uranium hexafluoride which is precise and easy to implement, the method according to the invention comprises bringing the gas into contact with a liquid which changes color in the presence of hexafluoride. uranium and the measurement of the absorption undergone by a light beam passing through said liquid.
The invention also provides an apparatus for carrying out said method, which apparatus comprises a tube provided at one end with an inlet pipe for the gas to be analyzed and at the other with a gas outlet pipe, a plurality of superimposed transparent trays intended to receive a liquid which changes color in the presence of uranium hexafluoride and provided with holes arranged in a baffle so as to allow the gas to circulate, a system for producing a parallel light beam and a measuring system of the intensity of the luminous flux having crossed the succession of the plates.
It has been observed that certain oils change color under the action of uranium hexafluoride (UF 6), in particular the AD oil of SOGEV, which is yellow in color, turns brown under the action of UF 6 and its color change. becomes all the more pronounced as the concentration of UF 6 is greater. Other oils exhibiting the same color change phenomenon, for example APIEZON C oil from the SHELL company, could equally well be used, as well as all the oils for vacuum pumps, subject to prior sensitivity calibration. This phenomenon allows a trace of UF 6 to be detected in the state of impurities in a gas stream. For this, the absorption undergone by a light beam passing through the liquid having changed color under the action of UF 6 is measured.
The invention will be better understood on reading the following description of an apparatus for implementing said method, with reference to the single figure which accompanies it and which represents a view in longitudinal section of an apparatus according to the invention.
The apparatus comprises a tube 2 provided at one end with an inlet pipe 4 for the gas mixture to be analyzed and at the other end with an outlet pipe 6 for the gas mixture analyzed. This tube 2 is advantageously made of glass and comprises a plurality of transparent trays, advantageously made of glass, such as 8, superimposed, which are each covered with a thin film of oil. The number of trays is determined so as to obtain maximum efficiency of the apparatus for a gas flow rate and a consumption of UF 6 fixed in the gas mixture.
Instead of using glass for the tube 2, metal can be used and the apparatus is then formed by a stack of transparent trays such as 8 in a metal frame. The transparent plates 8 are pierced with baffle holes such as 9 so that the gas mixture licks each of the plates covered with the oil which changes color in the presence of UF 6.
At one end of the tube 2, on the side of the inlet pipe 4, is placed a system for producing the light beam consisting of a 10W bulb 10 connected to a supply circuit. In front of this bulb, there is a converging lens 12 intended to provide a parallel light beam. At the other end of the tube is a system for measuring the intensity of the light beam having passed through the succession of plates covered with a small thickness of oil, a system which consists of a photoelectric cell 14 providing a current. proportional to the intensity of the light beam.
This cell 14 is connected to a galvanometer not shown in the figure and which makes it possible to obtain the variation of the current emitted by the cell. The cell 14 giving a current proportional to the luminous flux received by it, the variation of the detected current given by the galvanometer is therefore proportional to the mass of UF 6 absorbed by the oil. The sensitivity of the device depends on the cell used; by way of indication, with a 58 GC type cell manufactured by La Radiotechnique, the apparatus makes it possible to detect 8.10-4 g of UF6 per millivolt for a flow rate of nitrogen soiled with UF 6 of 88 I / h; the flow rate of the gas mixture must not be too high so that all the UF 6 present in the mixture can be trapped by the oil.
We can obviously increase the sensitivity of the device by modifying the electronic circuit and we can thus manage to multiply it by 10.
The operation of the apparatus becomes clear on reading the above description and therefore will only be briefly described.
A parallel light beam is produced in the tube 2 using the lamp 10 and the lens 12 and, after stabilization of the light emission, the gas mixture containing UF 6 is introduced into the apparatus by the intermediate pipe 4. The gas mixture circulates in tube 2 and passes from one plate 8 to another, licking the film of oil deposited on each of the plates before exiting tube 2 through pipe 6.
During the passage from one plate to another, the gas mixture is in contact with the oil and the latter changes color under the action of FUF 6 present; therefore, the light flux received by the cell 14 has undergone absorption due to the change in color of the oil. The cell 14 giving a current proportional to the luminous flux that it receives, the galvanometer records the variation of the current supplied by the cell and from this is deduced, from a calibration, the quantity of UF 6 present in the gas mixture.
The apparatus described can be connected to an alarm system which is triggered when the UF6 content becomes greater than a determined value. The device described above, of particularly simple operation, can either measure low concentrations of UF 6 in a gas, or serve as a UF 6 detector.
In an exemplary embodiment of the method according to the invention, the apparatus used had the following characteristics.
The detector consisted of seven trays and an 11-15 watt 6.3 volt linear filament lamp that excited a 58 C.G radio cell.
The flow rate of the gas to be analyzed was 88 normal liters per hour. It should be noted that this cell would also work well with a lower flow rate of 50 normal liters / hour.
The operating temperature was around 200 C.
The measured sensitivity was 8.10-4g UF 6 per millivolt. The MECI millivoltmeter used had a range of 0 to 10 mV.
CLAIMS
I. Method for detecting uranium hexafluoride present in the state of impurity in a gas, characterized in that it comprises bringing the gas into contact with a liquid which changes color in the presence of hexafluoride. uranium and the measurement of the absorption undergone by a light beam passing through said liquid.