FR2883383A1 - Optical and electronic device for locating and mapping e.g. transuranic element, has optical capillary fiber bundle comprising shape of cylinder or frustum of pyramid with square base or frustum of cone - Google Patents

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    • G02B6/04Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings formed by bundles of fibres

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Abstract

The device has an optical capillary fiber bundle (1) comprising the shape of a cylinder or a frustum of pyramid with square base or a frustum of cone. The bundle has a large front base directed towards a source to be located and a large rear base in contact with a photon detector. The bundle presents an outer diameter in the range of 1 to 20 centimeters and a length in the range of 2 to 50 centimeters.

Description

La présente invention se rapporte à la localisation à distance et à laThe present invention relates to remote localization and to the

cartographie des sources électromagnétiques émettant dans l'extrême ultraviolet, X et gamma ou dans le domaine des rayonnements bêta.  mapping of electromagnetic sources emitting in the extreme ultraviolet, X and gamma or in the field of beta radiation.

On rencontre ce type de radiations dans la Recherche Scientifique, dans l'Industrie notamment Nucléaire et dans le domaine Médical.  This type of radiation is encountered in Scientific Research, in the Nuclear Industry and in the Medical field.

Les rayonnements d'extrême UltraViolet sont devenus d'usage courant dans la gravure des plaques de silicium ou Wafers dans l'industrie électronique.  Extreme UltraViolet radiation has become commonplace in the etching of silicon wafers in the electronics industry.

Les rayonnements X sont un outil incontournable pour le diagnostic dans l'industrie de la manufacture, dans le domaine médical mais aussi dans la recherche notamment biologique.  X-rays are an essential tool for diagnosis in the manufacturing industry, in the medical field but also in research including biological.

Les rayonnement bêta, X ou gamma sont émis par les Radionucléides tels que les Transuraniens, et les Produits de fission nucléaire rencontrés dans l'Industrie Nucléaire; alors qu'ils posent un sérieux défi pour la protection des Travailleurs et du Public, ils sont difficiles à localiser par les méthodes conventionnelles imprécises, peu sensibles et nécessitant le plus souvent l'intervention rapprochée d'un Travailleur soumis alors au rayonnement ionisant.  Beta, X or gamma radiation is emitted by radionuclides such as transuranics, and nuclear fission products encountered in the nuclear industry; while they pose a serious challenge for the protection of workers and the public, they are difficult to locate by conventional methods imprecise, insensitive and often requiring the close intervention of a worker subject to ionizing radiation.

Ces rayonnements électromagnétiques sont caractérisés par leur longueur d'onde( en nm) ou bien par l'énergie de leur photons ( en eV ou KeV ou MeV). On passe de l'un à l'autre par la formule: E=h*c/X, h, étant la Constante de Planck, c, la vitesse de la lumière, ?,la longueur d'onde.  These electromagnetic radiations are characterized by their wavelength (in nm) or by the energy of their photons (in eV or KeV or MeV). We go from one to the other by the formula: E = h * c / X, h, being the Planck constant, c, the speed of light,?, The wavelength.

Pour créer des images à partir de rayons X,ou gamma on ne dispose pas de lentilles permettant de focaliser ces rayons et donc ensuite de fabriquer un appareil photo ou encore une caméra au sens habituel ou camescope.  To create images from X-rays, or gamma lenses are not available to focus these rays and then to make a camera or a camera in the usual sense or camcorder.

Les moyens actuels se résument: + à une plaque sensible à coller contre l'objet à imager, comme on le voit en radiographie du corps humain; cette plaque est encombrante et peut être contaminée si les sources radioactives sont affleurantes.  The current means can be summed up: + to a sensitive plate to stick against the object to be imaged, as one sees it in radiography of the human body; this plate is bulky and can be contaminated if the radioactive sources are flush.

+à 1 utilisation d'un sténopé, qui permet de créer une image homothétique sur un CCD. Le sténopé est toujours un trou de petite taille qui capte en très petite quantité le rayonnement de la source X. Donc sa sensibilité est vraiment très mauvaise.  + 1 use of a pinhole, which allows to create a homothetic image on a CCD. The pinhole is always a small hole that captures in a very small amount the radiation of the source X. So its sensitivity is really very bad.

+à la mise en oeuvre complexe de masques codés , dont la lisibilité est précaire, à cause des artefacts propres à ce genre de technique.  + to the complex implementation of coded masks, whose legibility is precarious, because of the artifacts peculiar to this kind of technique.

+au balayage à distance avec un capteur collimaté sensible au rayonnement à percevoir.  + remote scanning with a collimated sensor sensitive to radiation to be perceived.

Ces trois dernières réalisations donnent une cartographie très lente et de mauvaises résolution et sensibilité.  These last three achievements give a very slow cartography and bad resolution and sensitivity.

Par ailleurs, la distance parcourue par les rayonnements bêta est 55 faible et ne permet pas de les détecter à distance, par les moyens cidessus.  Furthermore, the distance traveled by the beta radiation is low and can not be detected remotely by the above means.

Le dispositif optique et électronique selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients, en permettant de façon inattendue, de localiser à distance les sources électromagnétiques émettant dans le domaine de l'extrême UltraViolet et des X et gamma, avec plus de sensibilité que les moyens déjà connus. C'est une nouvelle sorte de caméra X et gamma qui peut prendre des images à distance et au travers de protections, des sources mêmes faibles de ces radiations invisibles.  The optical and electronic device according to the invention makes it possible to remedy these drawbacks, by making it possible, in an unexpected manner, to remotely locate the electromagnetic sources emitting in the field of the extreme UltraViolet and X and gamma, with more sensitivity than the already known means. This is a new kind of X and gamma camera that can take images from a distance and through protections, even weak sources of these invisible radiations.

Par ailleurs, les émetteurs bêta, au contact de matériaux absorbants tels que les métaux ou les bétons, produisent une émission X par effet bremstrahlung. Ces rayonnements X voyagent suffisamment loin pour être détectés par l'invention.  In addition, beta emitters, in contact with absorbing materials such as metals or concretes, produce an emission X by bremstrahlung effect. These X-rays travel far enough to be detected by the invention.

Pour imager les susdits rayonnements, l'invention revendiquée utilise un fagot ou faisceau de longues fibres creuses ou capillaires,dit faisceau optique, associé à un moyen de détection des photons.  In order to image the aforesaid radiations, the claimed invention uses a bundle or bundle of long hollow or capillary fibers, called the optical beam, associated with a photon detection means.

Un long capillaire X,ou gamma est un tube creux, de faible diamètre qui guide les rayons X ou gamma, suivant de multiples réflexions. Diamètre: 10 gm à 2 mm et préférentiellement 50 à 500 m; plus courte est la longueur d'onde à observer, plus fin doit être le capillaire.  A long capillary X, or gamma is a hollow tube, small diameter that guides the X-rays or gamma, following multiple reflections. Diameter: 10 gm to 2 mm and preferably 50 to 500 m; shorter is the wavelength to be observed, the finer must be the capillary.

Longueur 2 cm à 50 cm et préférentiellement 5 à 40 cm. La longueur est 25 en relation avec la longueur d'onde des photons,le matériau des fibres,et la définition de l'image souhaitée.  Length 2 cm to 50 cm and preferably 5 to 40 cm. The length is in relation to the wavelength of the photons, the material of the fibers, and the definition of the desired image.

Son domaine de détection des photons revendiqué est ici de 10 eV à 200 KeV, ce qui correspond aux longueurs d'onde de 115 à 0.006 nm.  Its claimed photon detection range here is from 10 eV to 200 keV, which corresponds to wavelengths of 115 to 0.006 nm.

En présence d'une source multi-énergies, les rayons les plus énergétiques, dits durs, se concentreront dans l'axe de vue directe des capillaires, tandis que les rayons mous s'étaleront en halo, autour. D'une certaine façon, cela mettra davantage en évidence les rayons mous, ce qui est un plus, de cet appareillage.  In the presence of a multi-energy source, the most energetic rays, called hard, will be concentrated in the axis of direct view of the capillaries, while the soft rays will spread in halo, around. In a way, this will further highlight the soft rays, which is a plus, of this apparatus.

L'invention utilise un paquet de milliers de ces capillaires pour former un polycapillaire, de diamètre extérieur de plusieurs cm, préférentiellement de 1 à 20 cm. Nous appelons ce paquet un faisceau optique .  The invention uses a package of thousands of these capillaries to form a polycapillary, with an outer diameter of several cm, preferably from 1 to 20 cm. We call this packet an optical beam.

Le matériau de constitution des capillaires et donc sa réflectivité est adapté à la longueur d'onde des sources à imager. Typiquement ce peut être du verre borosilicaté dopé ou non en baryum ou en plomb; ce peut être aussi tout matériau ductile qu'on peut travailler facilement, tels que l'or, l'argent, le nickel, le cuivre ou des alliages de ces matériaux. On peut aussi envisager des matériaux plus difficiles tels que le tungstène, le carbure de silicium, le carbure de bore si l'on sait les perforer à la manière du faisceau optique décrit dans l'invention. Plus l'énergie des photons à capter augmente plus il faut augmenter la densité du matériau.  The material constituting the capillaries and therefore its reflectivity is adapted to the wavelength of the sources to be imaged. Typically it may be borosilicate glass doped or not in barium or lead; it can also be any ductile material that can be easily worked, such as gold, silver, nickel, copper or alloys of these materials. It is also possible to envisage more difficult materials such as tungsten, silicon carbide, boron carbide if it is known to perforate them in the manner of the optical beam described in the invention. The higher the energy of the photons to be captured, the greater the density of the material.

La transmission de la lumière est affectée par la rugosité des parois du capillaire, rugosité qui entraîne des phénomènes de diffraction; elle est aussi affectée par sa longueur. La paroi interne des capillaires devra être aussi lisse que possible.  The transmission of light is affected by the roughness of the walls of the capillary, roughness which causes diffraction phenomena; it is also affected by its length. The inner wall of the capillaries should be as smooth as possible.

Parce que ce faisceau est l'optique de l'imageur il doit être soigneusement dessiné en fonction de l'application.  Because this beam is the optics of the imager it must be carefully drawn according to the application.

Il a pour l'essentiel, la forme d'un cylindre ou d'un tronc de pyramide à base carrée ou préférentiellement d'un tronc de cône. Sa base la plus large dite avant est dirigée vers la source à localiser. Sa base la moins large dite arrière est en contact avec le détecteur de photons.  It has essentially the shape of a cylinder or truncated pyramid with a square base or preferably a truncated cone. Its broadest base called before is directed towards the source to locate. Its lesser base called back is in contact with the photon detector.

Lorsque le faisceau est en verre, on assemblera et compressera les capillaires et on les étirera dans un four électrique une fois atteint la température de ramollissement. Chaque fibre prend alors une forme effilée avec un diamètre plus grand côté avant et un diamètre plus fin côté arrière. Cette forme effilée est une des formes privilégiée de la réalisation de l'invention, y compris avec d'autres matériaux. Le ratio diamètre du capillaire à l'avant sur diamètre du capillaire à l'arrière sera compris entre 1 et 10 et préférentiellement entre 2 et 4 L'assemblage de plusieurs centaines de fibres conduit alors naturellement à la forme tronc de cône globale, l'axe des capillaires convergeant virtuellement en un point extérieur F. L'angle en profil conique des perforations du faisceau, définit le 20 champ d'observation de l'appareil optique.  When the beam is made of glass, the capillaries will be assembled and compressed and stretched in an electric oven once the softening temperature has been reached. Each fiber then takes a tapered shape with a larger diameter front side and a thinner diameter back side. This tapered shape is one of the preferred forms of the embodiment of the invention, including with other materials. The diameter ratio of the capillary at the front to diameter of the capillary at the back will be between 1 and 10 and preferably between 2 and 4 The assembly of several hundred fibers then leads naturally to the overall shape of the cone frustum, the The axis of the capillaries virtually converging at an outer point F. The conical angle of the beam perforations defines the field of view of the optical apparatus.

De façon préférentielle, la grande base du tronc de cône, donc l'avant, sera hémisphérique; le rayon de courbure de cette calotte sphérique sera voisin de la distance séparant l'avant du faisceau, du point de convergence virtuel des capillaires.  Preferably, the large base of the truncated cone, so the front, will be hemispherical; the radius of curvature of this spherical cap will be close to the distance separating the front of the beam from the point of virtual convergence of the capillaries.

La conicité, la nature du verre ou du matériau réfléchissant seront avantageusement adaptés à la longueur d'onde et à la largeur de champ que l'on veut capter; de même, le nombre capillaires ainsi que leur diamètre, longueur et épaisseur sont en relation avec la définition ou la précision de l'image obtenue.  The taper, the nature of the glass or the reflective material will advantageously be adapted to the wavelength and the field width that one wants to capture; likewise, the number of capillaries as well as their diameter, length and thickness are related to the definition or the precision of the image obtained.

Le ratio surface totale perforée sur surface frontale du faisceau est en relation directe avec la sensibilité de l'appareil.  The ratio of the total area perforated on the front surface of the beam is directly related to the sensitivity of the device.

Comme on le voit tous ces paramètres géométriques sont à optimiser en vue d'une application donnée.  As we see all these geometric parameters are to optimize for a given application.

Un opercule est placé derrière ou préférentiellement devant le faisceau optique. Il est en matériau d'épaisseur faible, de 0.1 à 2mm, et de densité faible et préférentiellement fait en Aluminium ou mieux en Béryllium.  A lid is placed behind or preferentially in front of the optical beam. It is made of low thickness material, from 0.1 to 2 mm, and of low density and preferably made of aluminum or better Beryllium.

A l'arrière du faisceau optique est appliqué le détecteur de photons, dont le premier élément est le photoscintillateur. C'est une plaque mince dont l'épaisseur est d'autant plus forte que l'énergie des photons est élevée, qui convertit les photons incidents ultraviolets, X ou gamma en photons visibles; on l'appelle l'écran phosphore. Sa matière est de l'iodure de Césium, ou de l'Iodure de Sodium. Alternativement, et préférentiellement il consiste en un dépôt de grains ou de cristaux sur un substrat: verre ou aluminium... de Gd2O2S: Tb ou CsI: TI.  At the rear of the optical beam is applied the photon detector, whose first element is the photoscapillator. It is a thin plate whose thickness is all the stronger as the energy of the photons is high, which converts the incident ultraviolet, X or gamma photons into visible photons; it is called the phosphor screen. Its material is cesium iodide, or sodium iodide. Alternatively, and preferably it consists of a deposit of grains or crystals on a substrate: glass or aluminum ... of Gd2O2S: Tb or CsI: TI.

Derrière le photoscintillateur est appliqué un photoamplificateur électronique. Le signal lumineux crée dans le Scintillateur est électroniquement amplifié dans ce tube intensifieur.  Behind the photoscintillator is an electronic photo booster. The light signal created in the scintillator is electronically amplified in this intensifier tube.

Derrière l'amplificateur est placé un chignon de fibres optiques ou taper , destiné à réduire la taille de l'image pour la faire correspondre à la taille du capteur CCD.  Behind the amplifier is placed an optical fiber bun or tap, intended to reduce the size of the image to match the size of the CCD sensor.

Derrière ce réducteur d'image est placé le capteur CCD ou CMOS qui convertit l'image finale en signal électronique envoyé à la carte électronique d'acquisition d'image de l'ordinateur.  Behind this image reducer is placed the CCD or CMOS sensor which converts the final image into an electronic signal sent to the image acquisition electronic board of the computer.

Le couplage optique de tous ces éléments peut se faire au moyen d'une 5 colle transparente ou d'un gel ad hoc .  The optical coupling of all these elements can be done by means of a transparent adhesive or an ad hoc gel.

L'image configurée sur le CCD ou CMOS, est acheminée en temps réel vers un ordinateur, et analysée en léger différé, par un logiciel d'imagerie approprié, permettant entre autre, d'assembler toutes les taches de lumière issues de chaque fibre en une image,en tenant compte de l'éclairement des fibres voisines. De cette façon on améliore l'éclairement et la définition de l'image finale.  The image configured on the CCD or CMOS, is conveyed in real time to a computer, and analyzed in a slight delay, by an appropriate imaging software, allowing among other things, to assemble all the light spots coming from each fiber in an image, taking into account the illumination of neighboring fibers. In this way we improve the illumination and the definition of the final image.

Si une seule image acquise dans l'ordinateur ne suffit pas, plusieurs dizaines d'images peuvent être accumulées dans la mémoire de l'ordinateur ou du capteur, pour finalement être assemblées en une image statistique synthétique.  If a single image acquired in the computer is not enough, several tens of images can be accumulated in the memory of the computer or the sensor, to finally be assembled into a synthetic statistical image.

L'ensemble du montage, hors ordinateur, est enfermé et fixé dans un boîtier support qui, étanche aux radiations lumineuses, protège de par son épaisseur le photoscintillateur et le CCD ou CMOS des radiations X ou gamma parasites. Seul, l'avant du boîtier est ouvert sur l'avant du faisceau optique et de son opercule.  The whole assembly, except computer, is enclosed and fixed in a support case which, sealed to the luminous radiations, protects by its thickness the photoscintillator and the CCD or CMOS of the parasites X or gamma radiations. Only the front of the case is open on the front of the optical beam and its operculum.

Les dessins annexés illustrent l'invention: La figure 1 représente un faisceau optique ou polycapillaire de forme tronconique, les axes des capillaires effilés convergents au point F. La figure 2 présente un mode de réalisation du faisceau optique pyramidal à base carrée.  The attached drawings illustrate the invention: FIG. 1 represents an optical or polycapillary beam of frustoconical shape, the axes of the tapered capillaries converging at point F. FIG. 2 shows an embodiment of the pyramidal optical beam with a square base.

La figure 3 montre un mode de réalisation du faisceau optique 30 tronconique à base de capillaires en verre.  Figure 3 shows an embodiment of the frustoconical optical beam 30 based on glass capillaries.

La figure 4 représente selon un premier mode de réalisation du dispositif complet sans son opercule et sans son boîtier protecteur. La figure 5 schématise ce premier mode de réalisation assemblant de façon appropriée, un opercule(2), un faisceau optique à base de capillaires(l), un photoscintillateur(3), un photoamplificateur(4), un chignon ou taper de fibres optiques(5),un CCD(6) ou un CMOS ou encore un capteur électronique de lumière et un ordinateur(7.  FIG. 4 represents according to a first embodiment of the complete device without its cover and without its protective casing. FIG. 5 schematizes this first embodiment suitably assembling a cap (2), a capillary-based optical beam (1), a photoscintillator (3), a photoamplifier (4), a bun or typing optical fibers. (5), a CCD (6) or a CMOS or an electronic light sensor and a computer (7.

La figure 6 représente selon un deuxième mode de réalisation, le montage de façon appropriée d'un obturateur, d'un faisceau optique à base de capillaires(l)imprégnés d'un photoscintillateur(3), d'un photoamplificateur (4), d'un taper de fibres optiques(5), d'un CCD (6) ou d'un CMOS ou encore d'un capteur électronique de lumière et d'un ordinateur(7. De façon préférentielle, l'avant du faisceau, est hémisphérique.  FIG. 6 shows, according to a second embodiment, the appropriate mounting of a shutter, an optical beam based on capillaries (1) impregnated with a photoscapillator (3), a photoamplifier (4), an optical fiber tap (5), a CCD (6) or a CMOS or an electronic light sensor and a computer (7), preferably the front of the beam, is hemispherical.

Dans ce mode particulier de réalisation, l'extrémité arrière des fibres est imprégnée de grains ou cristaux de CsI, ou NaI, ou Gd2O2S:Tb ou CsI:TI, sur un ou plusieurs millimètres. Le photoamplificateur est alors plaqué directement sur l'arrière du taper . Le reste du dispositif n'est pas différent de ce qui est exposé ci-dessus.  In this particular embodiment, the rear end of the fibers is impregnated with grains or crystals of CsI, or NaI, or Gd2O2S: Tb or CsI: TI, over one or more millimeters. The photoamplifier is then plated directly on the back of the tap. The rest of the device is not different from what is stated above.

Pour faciliter les repérages, et créer une cartographie, cette image UV, X ou Gamma est convertie en fausses couleurs traduisant l'intensité du rayonnement reçu ou encore les différentes longueurs d'ondes captées et superposée à une image visible prise en même temps par un appareil photo opérant en lumière visible et d'axe colinéaire à celui du dispositif de l'invention.  To facilitate the identification and to create a map, this UV, X or Gamma image is converted into false colors reflecting the intensity of the radiation received or the different wavelengths captured and superimposed on a visible image taken at the same time by a camera operating in visible light and axis collinear with that of the device of the invention.

Deux visées décalées de façon appropriée, d'une même scène la feront avantageusement apparaître en relief et permettront une imagerie dite 3D; ceci permet de lever le doute sur l'emplacement exact en profondeur, de la source UV, X ou gamma.  Two appropriately staggered shots of the same scene will advantageously appear in relief and allow 3D imaging; this eliminates doubt about the exact location at depth of the UV, X or gamma source.

Cette invention peut être appliquée industriellement et avantageusement partout ou le besoin d'imagerie à distance se fait sentir, ceci couvrant une large bande de longueurs d'onde, de l'ultraviolet aux rayonnements gamma durs (de 10 eV jusqu'à 0.2 MeV)émis directement ou provenant de sources bêta. Il suffira à chaque fois d'adapter le matériau, la forme et les perforations du faisceau optique, ainsi que la matière photoscintillante. A chaque fois le gain par rapport à d'autres systèmes connus, se fera en termes de sensibilité, compacité, légèreté, coût de réalisation, superpositions faciles d'images ou encore robustesse.  This invention can be applied industrially and advantageously wherever the need for remote imaging is felt, this covering a wide band of wavelengths, from ultraviolet to hard gamma radiation (from 10 eV to 0.2 MeV) issued directly or from beta sources. It will be sufficient each time to adapt the material, the shape and the perforations of the optical beam, as well as the photoscintillante material. Each time the gain compared to other known systems, will be in terms of sensitivity, compactness, lightness, cost of implementation, easy overlays of images or robustness.

L'expérience du Déclassement des Installations Nucléaires a montré par exemple, que la radioactivité responsable de l'irradiation ionisante, est rarement uniformément distribuée. Elle est souvent située à des endroits spécifiques dépendant de la configuration de l'Installation Nucléaire, ou encore des incidents produits durant son exploitation. En localisant à distance ces sources radioactives, elles peuvent être astucieusement traitées par des moyens appropriés, tels que l'enlèvement par moyens téléopérés ou robotisés, la décontamination ou la mise en place d'écrans.  For example, the Nuclear Decommissioning experiment has shown that the radioactivity responsible for ionizing radiation is rarely evenly distributed. It is often located in specific locations depending on the configuration of the Nuclear Installation, or incidents produced during its operation. By remotely locating these radioactive sources, they can be cleverly processed by appropriate means, such as removals by teleoperated or robotic means, decontamination or setting up screens.

Dans les procédures de Décontamination, à titre de second exemple, la localisation des taches radioactives est cruciale pour l'économie de temps, d'exposition radioactive du Personnel, ou tout simplement des produits de nettoyage utilisés et des déchets à stocker sur de longues durées qu'ils représentent.  In the Decontamination procedures, as a second example, the location of radioactive spots is crucial for the time savings, the radioactive exposure of personnel, or simply the cleaning products used and the waste to be stored over long periods of time. that they represent.

Dans l'exploitation d'une Installation Nucléaire,à titre de troisième exemple, les différentes sources radioactives se déplacent et nécessitent un suivi cartographique. Dans un Réacteur Nucléaire, les contaminants se déplacent dans le Circuit Primaire, ou diffusent dans les piscines de stockage avant d'être piégés sur des lits de résines échangeuses d'ions. Dans les Usines de Retraitement, l'énorme radioactivité contenue dans les crayons de Combustible, est libérée puis traitée et séparée, avant de refaire un nouveau combustible. Tous ces processus peuvent être suivis à distance et au travers des parois de confinement, par une cartographie X ou gamma, relevant de cette Invention.  In the operation of a Nuclear Installation, as a third example, the different radioactive sources move and require cartographic monitoring. In a Nuclear Reactor, contaminants move in the Primary Circuit, or diffuse into storage pools before being trapped on ion exchange resin beds. In the reprocessing plants, the enormous radioactivity contained in the fuel rods is released and then treated and separated, before making a new fuel. All these processes can be monitored remotely and through the containment walls, by X or gamma mapping, pertaining to this invention.

Des aspects concernant la sécurité s'imposent aussi dans la gravure des Wafers ou dans le domaine biomédical ou dans le contrôle industriel, de façon à s'assurer qu'aucun faisceau dangereux ne s'échappe des appareils émetteurs UV ou X et gamma. L'invention permettant de repérer facilement les fuites de rayonnement, il sera facile d'y remédier.  Safety aspects are also required in Wafer etching or in the biomedical field or in industrial control, in order to ensure that no dangerous beam escapes from the UV or X and gamma emitting devices. The invention makes it easy to identify radiation leaks, it will be easy to remedy.

Toute la description ci-dessus et les schéma ci-dessous sont destinés à la compréhension de l'invention sans en limiter la portée et les applications potentielles.  All of the above description and the drawings below are intended to understand the invention without limiting its scope and potential applications.

Claims (10)

-6-REVENDICATIONS-6-CLAIMS 1+ Dispositif optique et électronique pour localiser des sources électromagnétiques d'extrême ultraviolet, X ou gamma, de 10 eV à 200 KeV ou encore des sources bêta, caractérisé en ce qu'il comporte pour imager les susdits rayonnements, un faisceau optique ou faisceau de longues fibres creuses ou capillaires, ce faisceau ayant la forme d'un cylindre ou d'un tronc de pyramide à base carrée ou d'un tronc de cône, dont la base la plus large dite avant est dirigée vers la source à localiser et dont la base la moins large dite arrière est en contact avec un détecteur de photons, ce faisceau ayant un diamètre extérieur de plusieurs cm, et préférentiellement de 1 à 20 cm et ayant une longueur de 2 à 50 cm.  1+ Optical and electronic device for locating electromagnetic sources of extreme ultraviolet, X or gamma, from 10 eV to 200 KeV or beta sources, characterized in that it comprises for imaging said radiation, an optical beam or beam long hollow or capillary fibers, this beam having the shape of a cylinder or truncated pyramid with a square base or a truncated cone, whose broadest base said front is directed towards the source to locate and whose lesser said rear base is in contact with a photon detector, this beam having an outer diameter of several cm, and preferably 1 to 20 cm and having a length of 2 to 50 cm. 2+ Dispositif optique et électronique pour localiser des sources électromagnétiques d'extrême ultraviolet, X ou gamma, de 10 eV à 200 KeV ou encore des sources bêta, selon la revendication 1, caractérisé en ce que les capillaires du faisceau optique sont des tubes creux, de faible diamètre, de 10 gm à 2mm et préférentiellement 50 à 500 m, de longueur 2 cm à 50 cm et préférentiellement 5 à 40 cm, leur longueur étant en relation avec la longueur d'onde des photons à capter, le matériau des fibres, et la définition de l'image souhaitée.  Optical and electronic device for locating electromagnetic sources of extreme ultraviolet, X or gamma, from 10 eV to 200 KeV or beta sources, according to claim 1, characterized in that the capillaries of the optical beam are hollow tubes , of small diameter, from 10 gm to 2 mm and preferably 50 to 500 m, length 2 cm to 50 cm and preferably 5 to 40 cm, their length being related to the wavelength of the photons to be captured, the material of fibers, and the definition of the desired image. 3+ Dispositif optique et électronique pour localiser des sources électromagnétiques d'extrême ultraviolet, X ou gamma, de 10 eV à 200 KeV ou encore des sources bêta, selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les fibres capillaires ont une forme effilée avec un diamètre plus grand côté avant et un diamètre plus fin côté arrière, le ratio diamètre du capillaire à l'avant sur diamètre du capillaire à l'arrière étant compris entre 1 et 10 et préférentiellement entre 2 et 4.  3+ Optical and electronic device for locating electromagnetic sources of extreme ultraviolet, X or gamma, from 10 eV to 200 KeV or beta sources, according to claims 1 and 2, characterized in that the hair fibers have a tapered shape with a larger diameter on the front side and a thinner diameter on the back side, the diameter ratio of the capillary at the front to diameter of the capillary at the back being between 1 and 10 and preferably between 2 and 4. 4+ Dispositif optique et électronique pour localiser des sources électromagnétiques d'extrême ultraviolet, X ou gamma, de 10 eV à 200 KeV ou encore des sources bêta, selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les capillaires du faisceau optique sont en verre borosilicaté dopé ou non en baryum ou en plomb, ou en matériau ductile qu'on peut travailler facilement, tel que l'or, l'argent, le nickel, le cuivre ou des alliages de ces matériaux ou encore des matériaux plus difficiles tels que le tungstène, le carbure de silicium, le carbure de bore si l'on sait les perforer à la manière du faisceau optique décrit dans l'invention, le dit matériau étant choisi en fonction de l'énergie des photons à capter.  4+ Optical and electronic device for locating electromagnetic sources of extreme ultraviolet, X or gamma, from 10 eV to 200 KeV or beta sources, according to claims 1 and 2, characterized in that the optical beam capillaries are in borosilicate glass, whether or not doped with barium or lead, or ductile material that can be easily worked, such as gold, silver, nickel, copper or alloys of these materials or more difficult materials such as that tungsten, silicon carbide, boron carbide if it is known to perforate them in the manner of the optical beam described in the invention, said material being selected according to the energy of the photons to be captured. 5+ Dispositif optique et électronique pour localiser des sources électromagnétiques d'extrême ultraviolet, X ou gamma, de 10 eV à 200 KeV ou encore des sources bêta, caractérisé en ce que il comporte, selon une première réalisation, l'addition de façon appropriée, d'un opercule étanche à la lumière visible, d'un faisceau optique à base de capillaires selon les Revendications 1,2, et 4, d'un détecteur de photons constitué d'un photo-scintillateur, d'un photoamplificateur, d'un chignon ou taper de fibres optiques, d'un CCD (charged coupled device) ou d'un CMOS (Compementary Metal Oxide Semiconductor) et d'un ordinateur, l'ensemble du montage, hors ordinateur, étant enfermé et fixé dans un boîtier support qui, étanche aux radiations lumineuses, protège de par son épaisseur le photoscintillateur et le CCD ou CMOS des radiations X ou gamma parasites, l'avant seul du boîtier étant ouvert sur l'avant du faisceau optique et de son opercule.  5+ Optical and electronic device for locating electromagnetic sources of extreme ultraviolet, X or gamma, from 10 eV to 200 KeV or beta sources, characterized in that it comprises, according to a first embodiment, the addition appropriately , a sealing operculum to visible light, a capillary-based optical beam according to Claims 1,2, and 4, a photon detector consisting of a photo-scintillator, a photoamplifier, a a bun or tap of optical fibers, a CCD (coupled coupled device) or a CMOS (Compementary Metal Oxide Semiconductor) and a computer, the entire assembly, excluding computer, being enclosed and fixed in a a support case which, sealed to the luminous radiations, protects the photoscinterillator and the CCD or CMOS from parasitic X or gamma radiation by its thickness, the front only of the case being open on the front of the optical beam and its operculum. 6+ Dispositif optique et électronique pour localiser des sources électromagnétiques d'extrême ultraviolet, X ou gamma, de 10 eV à 200 KeV ou encore des sources bêta, caractérisé en ce que il comporte en l'addition de façon appropriée, d'un opercule étanche à la lumière visible, d'un faisceau optique à base de capillaires selon les Revendications 1,2,3,4 dont l'extrémité arrière est imprégnée d'une matière photoscintillante et préférentiellement de grains ou cristaux de CsI, ou NaI, ou Gd2O2S:Tb ou CsI:TI, sur un ou plusieurs millimètres, le dit faisceau optique étant encore additionné d'un photoamplificateur, d'un taper de fibres optiques, d'un CCD (charged coupled device) ou d'un CMOS (Complementary Metal Oxide Semi-Conductor)et d'un ordinateur, l'ensemble du montage, hors ordinateur, étant enfermé et fixé dans un boîtier support qui, étanche aux radiations lumineuses, protège de par son épaisseur le photoscintillateur et le CCD ou CMOS des radiations X ou gamma parasites,l'avant seul du boîtier étant ouvert sur l'avant du faisceau optique et de son opercule.  6+ Optical and electronic device for locating electromagnetic sources of extreme ultraviolet, X or gamma, from 10 eV to 200 KeV or beta sources, characterized in that it comprises in the appropriate addition, a lid visible light-tight, of a capillary-based optical beam according to Claims 1,2,3,4 whose rear end is impregnated with a photoscintillante material and preferably grains or crystals of CsI, or NaI, or Gd2O2S: Tb or CsI: TI, over one or more millimeters, the said optical beam being further added to a photoamplifier, an optical fiber tap, a CCD (coupled coupled device) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semi-Conductor) and a computer, the whole assembly, except computer, being enclosed and fixed in a support case which, sealed to the luminous radiations, protects by its thickness the photoscintillator and the CCD or CMOS of the radiatio X or gamma parasites, the front only of the housing being open on the front of the optical beam and its operculum. 7+ Dispositif optique et électronique pour localiser des sources électromagnétiques d'extrême ultraviolet, X ou gamma, de 10 eV à 200 KeV ou encore des sources bêta, selon les revendications 5 ou 6 caractérisé en ce que l'image configurée sur le CCD ou CMOS, est acheminée en temps réel vers un ordinateur, analysée en léger différé, par un logiciel d'imagerie approprié, permettant entre autre, d'assembler toutes les taches de lumière issues de chaque fibre en une image, tout en tenant compte de l'éclairement des fibres voisines, plusieurs dizaines d'images pouvant être accumulées dans la mémoire de l'ordinateur ou du capteur, pour finalement être assemblées en une image statistique synthétique.  7+ An optical and electronic device for locating electromagnetic sources of extreme ultraviolet, X or gamma, from 10 eV to 200 KeV or beta sources, according to claims 5 or 6 characterized in that the image configured on the CCD or CMOS, is routed in real time to a computer, analyzed in light deferred, by appropriate imaging software, allowing among other things, to assemble all the light spots from each fiber into an image, while taking into account the illumination of adjacent fibers, several tens of images that can be accumulated in the memory of the computer or the sensor, to finally be assembled into a synthetic statistical image. 8+ Dispositif optique et électronique pour localiser des sources électromagnétiques d'extrême ultraviolet, X ou gamma, de 10 eV à 200 KeV ou encore des sources bêta, selon les revendications 5 ou 6 ou 7, caractérisé en ce que pour faciliter les repérages, l'image UV, X ou Gamma est traduite en fausses couleurs représentant l'intensité du rayonnement reçu ou encore les différentes longueurs d'ondes captées, et en ce que la dite image est superposée à une image visible prise en même temps par un appareil photo opérant en lumière visible et d'axe colinéaire à celui du dispositif de l'invention.  8+ Optical and electronic device for locating electromagnetic sources of extreme ultraviolet, X or gamma, from 10 eV to 200 KeV or beta sources, according to claims 5 or 6 or 7, characterized in that to facilitate the locations, the UV, X or Gamma image is translated into false colors representing the intensity of the radiation received or the different wavelengths captured, and in that the said image is superimposed on a visible image taken at the same time by a device photo operating in visible light and axis collinear with that of the device of the invention. 9+ Dispositif optique et électronique pour localiser des sources électromagnétiques d'extrême ultraviolet, X ou gamma, de 10 eV à 200 KeV ou encore des sources bêta, selon les revendications 5 ou 6 ou 7 ou 8, caractérisé en ce que deux visées de la même scène avec un décalage approprié, la feront avantageusement apparaître en relief et permettront une imagerie dite 3D de façon lever le doute sur l'emplacement exact en profondeur, de la source UV, X ou gamma, ou bêta.  9+ An optical and electronic device for locating electromagnetic sources of extreme ultraviolet, X or gamma, from 10 eV to 200 KeV or beta sources, according to claims 5 or 6 or 7 or 8, characterized in that two lenses of the same scene with an appropriate offset, will advantageously appear in relief and allow so-called 3D imaging to remove the doubt about the exact location in depth, the UV source, X or gamma, or beta. 10+ Dispositif optique selon les revendications précédentes utilisé pour localiser des sources électromagnétiques d'extrême ultraviolet, X ou gamma, de 10 eV à 200 KeV ou encore des sources bêta, dans l'Industrie Nucléaire en Décontamination, en Exploitation ou en Sécurisation, dans le domaine biomédical, dans le contrôle industriel, ou dans la gravure des Wafers, l'invention permettant de s'assurer qu'aucun faisceau dangereux ne s'échappe des appareils émetteurs UV ou X et gamma, et facilitant ainsi les actions correctrices.  Optical device according to the preceding claims used to locate electromagnetic sources of extreme ultraviolet, X or gamma, from 10 eV to 200 KeV or beta sources, in the Nuclear Industry Decontamination, Operation or Security, in the biomedical field, in industrial control, or in the engraving of Wafers, the invention making it possible to ensure that no dangerous beam escapes from the UV or X and gamma emitting devices, and thus facilitating the corrective actions.
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