FR2968667A1

FR2968667A1 - Composant de centrale nucleaire avec marquage par nanoparticules luminescentes, procede et ensemble de lecture correspondants

Info

Publication number: FR2968667A1
Application number: FR1060425A
Authority: FR
Inventors: Mehdi Moussavi
Original assignee: Areva SA
Current assignee: Areva SA
Priority date: 2010-12-13
Filing date: 2010-12-13
Publication date: 2012-06-15
Anticipated expiration: 2030-12-13
Also published as: US20130270340A1; CN103298906B; JP2014501919A; EP2652080A1; CN103298906A; WO2012080140A1; FR2968667B1; US9087317B2

Abstract

Le composant de centrale nucléaire comprend : - une structure métallique (3) présentant une surface externe (17) ; - au moins un marquage (11) placé sur la surface externe (17) et codant une information relative au composant (1). Le marquage (11) comporte une pluralité de nanoparticules luminescentes (13, 15) chacune prévue pour émettre un rayonnement optique ayant une longueur d'onde d'émission déterminée quand ladite nanoparticule luminescente (13, 15) est excitée avec un rayonnement optique ayant une longueur d'onde d'excitation déterminée.

Description

Composant de centrale nucléaire avec marquage par nanoparticules luminescentes, procédé et ensemble de lecture correspondants L'invention concerne en général l'identification et la traçabilité de composants de centrales nucléaires, notamment d'assemblages de combustible nucléaire ou de pièces de rechange. Plus précisément, l'invention concerne, selon un premier aspect, un composant de centrale nucléaire, du type comprenant : - une structure métallique présentant une surface externe ; - au moins un marquage placé sur la surface externe et codant une information relative au composant. Aujourd'hui, les assemblages de combustible nucléaire ne disposent pas de marquage d'identification particulier. Le suivi d'un assemblage dans le cycle se fait essentiellement par une localisation précise d'une part de son aire de stockage avant son chargement dans le coeur et après son déchargement du coeur, et d'autre part de sa position dans le coeur du réacteur en opération. Ainsi, une erreur de manipulation peut entrainer des risques quant au suivi précis d'un assemblage au cours de sa vie. En particulier lors des étapes de rechargement du coeur, il est nécessaire de garantir que les assemblages sont positionnés et/ou échangés selon un positionnement précis préétabli. Une erreur de manipulation par l'opérateur peut entrainer un déséquilibre du coeur et donc un risque d'accident en opération. Par ailleurs, dans le contexte du renouveau du nucléaire, de nouveaux pays devraient avoir accès à l'énergie nucléaire civile. Pour des raisons de responsabilité et de recours en garantie, il est nécessaire que les fabricants-équipementiers du nucléaire soient capables de vérifier et de garantir l'authenticité de leurs composants.

A cet égard, l'invention vise à proposer un composant de centrale nucléaire portant un marquage permettant de s'assurer de l'authenticité des pièces, qui soit utilisable dans l'environnement d'un réacteur nucléaire, à savoir notamment sous eau et sous irradiation. Par ailleurs, ce marquage peut être individualisé. Associé à un dispositif de lecture standard, il permet un suivi de la vie du composant en tant que tel plutôt que par la position qu'il occupe dans les différentes phases de sa vie opérationnelle et/ou de stockage. A cette fin, l'invention porte sur un composant de centrale nucléaire du type précité, caractérisé en ce que le marquage comporte une pluralité de nanoparticules luminescentes, chacune prévue pour émettre un rayonnement optique ayant une longueur d'onde d'émission déterminée quand ladite nanoparticule luminescente est excitée avec un rayonnement optique ayant une longueur d'onde d'excitation déterminée. Le spectre du rayonnement optique émis globalement par l'ensemble des nanoparticules comportera des pics pour les longueurs d'onde d'émission des différents types de nanoparticules constituant le marquage. La hauteur de chaque pic dépend du nombre de nanoparticules ayant la longueur d'onde d'émission correspondante. Si le marquage comporte plusieurs types de nanoparticules luminescentes, émettant dans des longueurs d'onde d'émission différentes, le rayonnement optique global comportera plusieurs pics de hauteurs différentes. Ce spectre est caractéristique du composant de la centrale nucléaire, et peut être associé de manière biunivoque avec l'information relative au composant. Par exemple, le numéro d'identification du composant peut être associé de manière biunivoque avec un spectre donné. Ce type de marquage est particulièrement avantageux car il est invisible à l'oeil nu, du fait de la très petite taille des nanoparticules luminescentes. Il ne peut être lu qu'avec un dispositif adapté. La lecture nécessite la connaissance de la longueur d'onde d'excitation à utiliser. L'information relative au composant ne peut être déduite que si on connaît la règle permettant de faire correspondre le spectre recueilli et ladite information. Ainsi, il est extrêmement difficile de falsifier ce type de marquage, de telle sorte que l'authenticité des composants est plus facile à garantir.

La lecture du marquage peut être effectuée sous eau, avec une grande fiabilité. Le rayonnement optique servant à exciter les nanoparticules, et le rayonnement optique émis par les nanoparticules, présentent des longueurs d'onde compatibles avec une propagation sous eau. Les nanoparticules du marquage sont rigidement fixées à la surface externe de la structure métallique, et peuvent donc être lues après passage des assemblages de combustibles dans le coeur du réacteur, et même à toutes les étapes de la vie de l'assemblage de combustibles. Un tel marquage permet donc de tracer l'assemblage de combustible nucléaire, et plus généralement tous les composants portant un tel marquage, pendant toute la vie de l'assemblage ou du composant.

Ce type de marquage peut être lu avec des équipements relativement simples (source de rayonnement optique, caméra adapté pour capter le rayonnement optique émis), mais l'association du spectre du rayonnement optique avec l'information relative au composant peut être effectuée à l'aide de logiciels sophistiqués, pour des raisons de sécurité. Ainsi, une personne souhaitant remonter du rayonnement optique émis à l'information codée par le marquage aura de grandes difficultés s'il ne connaît pas le logiciel ayant servi à réaliser cette association, et s'il n'est pas en possession des mots de passe utilisés par le logiciel. Le composant de centrale nucléaire est typiquement un assemblage de combustible nucléaire, ou un composant de la centrale nucléaire tel qu'un élément interne du coeur (grille, baffle, organe de tranquillisation, etc.). Le composant peut être également un élément de tuyauterie, un élément d'une pompe primaire, un élément d'un générateur de vapeur, ou tout autre élément de la centrale nucléaire. La structure métallique peut être constituée de tout métal ou de tout alliage de métal, notamment en acier, en cuivre, etc.

Selon une première variante de réalisation, les nanoparticules sont disposées selon une ligne, à la manière d'un code barres. Cette disposition est simple, et facile à réaliser. Dans ce mode, la lecture peut se faire en balayage et nécessite un mouvement de la caméra ou de la fibre optique utilisées. Ceci peut constituer un inconvénient si le dispositif de lecture est fixé au bout d'un outil de saisi de l'assemblage non muni de pièce supplémentaire assurant ce mouvement. En variante, les nanoparticules sont disposées selon un motif s'étendant dans un plan. Une telle disposition permet d'obtenir une gamme de spectres plus large que la disposition en ligne. Selon encore une autre variante, les nanoparticules sont disposées selon un motif en trois dimensions. Ceci permet d'obtenir une gamme de spectres encore plus large. Dans ce cas, les nanoparticules sont disposées à différents niveaux par rapport à la surface externe, par exemple dans des creux de diverses profondeurs, ou sur différentes marches d'un relief en creux en forme d'escalier creusé dans la surface externe.

L'information relative au composant codée par le marquage est typiquement un numéro d'identification du composant. Toutefois, le marquage peut coder d'autres informations, en plus ou à la place du numéro d'identification. Cette information peut par exemple être un code correspondant au lieu de fabrication du composant, à la date de fabrication, ou toute autre information pertinente.

Les nanoparticules luminescentes sont typiquement des nanoparticules du type décrit dans US 2005/0095715, ou US 2010/0006637 ou FR 2918585 ou WO2008/132223 ou US 2008/0159657 ou encore US 2009/0258200. Avantageusement, chaque nanoparticule comporte un luminophore et une coquille recouvrant le luminophore, la coquille étant constituée d'un oxyde minéral tel que le polysiloxane SiO2, l'oxyde de zirconium ZrO2, ou l'alumine AI2O3.

Le luminophore est de préférence en un matériau minéral, et non en un matériau organique. Ceci permet au luminophore de présenter une meilleure résistance à l'irradiation. Les luminophores ont typiquement une taille comprise entre un nanomètre et 100 nanomètres, de préférence comprise entre un nanomètre et 50 nanomètres. La coquille d'oxyde minéral a typiquement une épaisseur comprise entre 50 et 500 nm ou plus dans la limite de sa transparence au rayonnement lumineux dans la gamme de longueur d'onde choisie. La coquille est constituée d'un matériau transparent aux rayons infrarouge, visible ou ultra-violet. Ainsi il n'arrête pas le rayonnement optique émis par les luminophores. Selon une première variante de réalisation, le luminophore constitue un noyau de la nanoparticule, la coquille recouvrant entièrement ce noyau. En d'autres termes, le luminophore est noyé dans une matrice d'oxyde minéral ayant la composition indiquée ci-dessus.

Dans ce cas, chaque nanoparticule est rapportée sur la surface externe et fixée à celle-ci par tous moyens adaptés. Selon une autre variante de réalisation, la surface externe de la structure métallique comprend un relief en creux à l'intérieur duquel est placé le luminophore. La coquille en oxyde minérale recouvre le luminophore et ferme le relief en creux. Dans ce cas, le luminophore n'est pas entièrement recouvert par la coquille. Le luminophore et la coquille constituent plutôt deux couches superposées l'une à l'autre, remplissant le relief en creux. Selon une variante de réalisation particulièrement avantageuse, le composant comporte : - un premier marquage placé en un premier endroit prédéfini de la surface externe et prévu pour être lu avec un rayonnement optique ayant une première longueur d'onde d'excitation déterminée ; - un second marquage placé en un second endroit de la surface externe et prévu pour être lu avec un rayonnement optique ayant une seconde longueur d'onde d'excitation ; - le premier marquage codant des informations relatives au second endroit et à la seconde longueur d'onde d'excitation ; - le second marquage codant ladite information relative au composant. Le premier marquage est du type décrit ci-dessus et comporte plusieurs nanoparticules luminescentes. La lecture du premier marquage permet d'accéder à des informations définissant l'endroit où se trouve le second marquage, et la longueur d'onde d'excitation permettant de lire ce second marquage. Le premier endroit, où est placé le premier marquage, est par exemple le même pour tous les assemblages de combustible nucléaire. En revanche, le second endroit peut être spécifique à chaque assemblage de combustible nucléaire, et peut varier d'un assemblage de combustible nucléaire à l'autre.

De même, la longueur d'onde d'excitation permettant de lire le premier marquage peut être commune pour tous les assemblages de combustible nucléaire, alors que la longueur d'onde d'excitation permettant de lire le second marquage peut être différente et spécifique pour chacun des assemblages de combustible nucléaire. Ainsi, il est plus difficile d'accéder aux informations codées par le marquage. La sécurité en est augmentée. La lecture de chaque marquage est effectuée de la manière suivante : - éclairage du marquage avec un rayonnement optique présentant au moins une longueur d'onde adaptée pour exciter les nanoparticules luminescentes du marquage ; - acquisition du rayonnement optique émis par les nanoparticules luminescentes du marquage sous l'effet de l'excitation résultant de l'éclairage ; - reconstitution de ladite information relative au composant de centrale nucléaire à partir du rayonnement optique acquis. Le rayonnement optique utilisé pour éclairer le marquage présente une unique longueur d'onde, ou présente une pluralité de longueur d'onde se trouvant dans une plage étroite autour de la longueur d'onde adaptée pour exciter les nanoparticules luminescentes. La source du rayonnement optique est par exemple déportée à distance du composant dont le marquage doit être lu. Le rayonnement optique est transmis jusqu'au marquage par un guide d'onde, typiquement par une fibre optique. Le rayonnement optique est projeté sur le marquage à partir d'une extrémité de la fibre optique se trouvant à proximité immédiate du marquage, par exemple à quelques millimètres du marquage. Ceci est particulièrement avantageux quand la lecture est effectuée sous eau, puisque les caractéristiques du rayonnement optique ne sont pratiquement pas modifiées avant que ce rayonnement atteigne le marquage.

Dans une première variante de réalisation, le rayonnement optique émis par les nanoparticules est acquis, c'est-à-dire recueilli, par une caméra. La caméra est par exemple une caméra 2D. Quand le composant portant le marquage est irradiant, par exemple dans le cas d'un assemblage de combustible nucléaire sortant du coeur d'un réacteur, la caméra peut être placée dans un boîtier de protection durci aux rayonnements nucléaires.

Alternativement, la caméra peut être déportée à distance du composant portant le marquage à lire. Dans ce cas, le rayonnement optique émis par les nanoparticules est acquis par un guide d'onde, typiquement par une fibre optique, dont une extrémité est placée à proximité immédiate du marquage. Le guide d'onde transmet le rayonnement optique acquis jusqu'à la caméra. La reconstitution de l'information relative au composant à partir du rayonnement optique acquis est effectuée par un calculateur. Celui-ci est programmé dans ce but. Typiquement, le calculateur va identifier le nombre de pics dans le spectre du rayonnement optique acquis, les longueurs d'onde sur lesquelles sont centrés ces pics, et la hauteur de chacun des pics. A partir de ces informations, le calculateur détermine l'information recherchée, en utilisant par exemple une table placée dans la mémoire du calculateur. La table associe de manière biunivoque les numéros d'identification d'un certain nombre d'assemblages de combustible nucléaire avec des caractéristiques du spectre du rayonnement optique recueilli. Ces caractéristiques sont essentiellement les longueurs d'onde sur lesquelles sont centrés les pics, et les hauteurs des pics. Alternativement, le numéro d'identification où l'information relative au composant peut être déduite de la position et de la hauteur des pics non pas avec une table mais en utilisant des formules de calcul plus complexes. Quand le composant comporte deux marquages, comme décrits ci-dessus, un premier marquage codant l'emplacement du second marquage et la longueur d'onde d'excitation adaptée pour le second marquage, le procédé décrit ci-dessus est effectué deux fois. On éclaire d'abord le premier marquage avec un rayonnement optique ayant une longueur d'onde d'excitation adaptée, on recueille le rayonnement optique émis par le premier marquage, et l'on reconstitue les informations recherchées à partir de ce premier rayonnement optique recueilli. Puis, on éclaire le second marquage avec un second rayonnement optique présentant la longueur d'onde d'excitation adéquate, on recueille le second rayonnement optique émis par le second marquage, et on reconstitue par calcul l'information relative au composant à partir du second rayonnement optique recueilli. Quand le composant de centrale nucléaire est un assemblage de combustible nucléaire, il est particulièrement avantageux de placer l'organe d'éclairage du marquage et l'organe d'acquisition du rayonnement optique émis sur un dispositif de préhension et de transport de l'assemblage de combustible nucléaire. Dans ce cas la lecture est faite typiquement sous eau, dans une piscine. L'organe de préhension est typiquement une pince adaptée pour se coupler à un embout de l'assemblage de combustible nucléaire. Le ou les marquages sont placés sur une surface de l'embout, par exemple sur une surface latérale de l'embout.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront dans la description détaillée qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles : - la Figure 1 est une vue de côté, schématique, de la partie supérieure d'un assemblage de combustible nucléaire conforme à l'invention ; - la Figure 2 est une vue agrandie du marquage de l'embout de l'assemblage de combustible nucléaire de la Figure 1 ; - les Figures 3 à 5 sont des représentations schématiques de différents types de marquage ; - les Figures 6 et 7 sont des représentations schématiques, en coupe, de nanoparticules des marquages des Figures 1 à 5 ; - la Figure 8 est une représentation schématique d'un ensemble adapté pour la lecture du marquage de l'assemblage de combustibles de la Figure 1 ; - la Figure 9 est une représentation graphique du spectre du rayonnement optique émis par le marquage de la Figure 1 ; - la Figure 10 est une représentation schématique d'un ensemble prévu pour la lecture du marquage d'un assemblage de combustible nucléaire monté sur un outil de préhension de cet assemblage ; et - la Figure 11 est une représentation schématique, en perspective, d'un assemblage de combustible nucléaire portant deux marquages. L'assemblage de combustible nucléaire 1 représenté sur la Figure 1 comprend un embout supérieur 3, un embout inférieur (non représenté), un squelette 5 solidarisant les deux embouts l'un à l'autre, et des crayons de combustible nucléaire 7 maintenus en position par le squelette 5. L'embout supérieur 3 présente une section carrée, délimitée par quatre faces latérales planes 9. L'assemblage 1 porte sur l'une des faces 9 de l'embout supérieur un marquage 11. Ce marquage code le numéro d'identification de l'assemblage de combustible nucléaire. Comme visible sur la Figure 2, le marquage 11 comporte une pluralité de nanoparticules luminescentes 13, 15, fixées sur la surface externe 17 de l'embout 3. Chaque nanoparticule comporte, ou est constituée, d'un matériau prévu pour émettre un rayonnement optique ayant une longueur d'onde d'émission déterminée quand ladite nanoparticule est excitée avec un rayonnement optique ayant une longueur d'onde d'excitation déterminée.

Dans une première variante de réalisation représentée sur la Figure 3, les nanoparticules 13, 15 sont disposées selon une ligne. Selon la variante de la Figure 4, et comme représenté sur les Figures 1 et 2, les nanoparticules sont disposées sur une surface plane. Selon la variante de la Figure 5, les nanoparticules sont disposées suivant un motif en trois dimensions. Elles sont par exemple disposées sur des marches d'un relief en creux en forme d'escalier, creusé dans la surface 17. Le rayonnement optique émis globalement par le marquage, qui correspond à la somme des rayonnements émis par chacune des nanoparticules du marquage, est affecté par le motif selon lequel les nanoparticules sont disposées. Ainsi, des nanoparticules disposées selon un motif en trois dimensions émettront globalement un rayonnement optique légèrement différent des mêmes particules disposées suivant un motif en deux dimensions. Chacune des nanoparticules comporte un luminophore 19 et une coquille 21 recouvrant le luminophore 19. Le luminophore 19 est en un matériau minéral, par exemple un pigment coloré minéral. Le luminophore est une particule apte à émettre par luminescence des rayons infrarouges, visibles ou ultraviolets. Dans une variante non représentée, la nanoparticule comporte un élément supplémentaire, associé au luminophore 19, destiné à modifier la longueur d'onde du rayonnement émis par le luminophore. La coquille 21 est constituée d'un oxyde minéral, par exemple le polysiloxane SiO2 , l'oxyde de Zirconium ZrO2, ou en l'alumine AI2O3. Ce matériau est transparent aux rayons infrarouges, visibles ou ultra-violets émis par le luminophore. Il présente une épaisseur de 50 à 500 nm. Une telle épaisseur est adéquate pour protéger le luminophore de l'irradiation et lui permettre de garder ces propriétés de luminescence après par exemple un séjour de trois ans dans le coeur d'un réacteur nucléaire. Dans une autre variante, on peut intentionnellement réduire cette épaisseur de manière à fragiliser, de manière contrôlée, les nanoparticules exposées aux radiations gamma et au flux neutronique. Dans cette variante, la lecture de l'intensité lumineuse émise par les nanoparticules témoigne de la dose de radioactivité émise et/ou reçue par les nanoparticules et peut avantageusement servir comme détecteur d'usure du composant concerné. Par exemple, pour l'assemblage de combustible, cela peut donner une information sur l'usure du combustible. Pour les détecteurs internes au coeur du réacteur, cela peut apporter une information supplémentaire sur leur taux d'usure et ainsi améliorer les procédures de correction de signal et/ou de maintenance de ces détecteurs. Dans la variante de réalisation de la Figure 6, le luminophore 19 constitue un noyau, la coquille recouvrant entièrement le luminophore 19. Le luminophore 19 est donc noyé dans la coquille 21.

Dans la variante de réalisation de la Figure 7, la surface externe 17 présente un relief en creux 23. Le luminophore 19 est placé au fond du relief en creux 23. La coquille 21 est elle aussi placée dans le relief en creux 23, et recouvre complètement le luminophore 19. La coquille 21 forme une couche qui est superposée au luminophore 19.

La coquille 21 ferme entièrement le relief en creux 23. Un ensemble adapté pour la lecture du marquage 11 de l'assemblage de combustible représenté sur la Figure 1 est illustré sur la Figure 8. Cet ensemble comporte : - un organe 25 d'éclairage du marquage 11 avec un rayonnement optique présentant au moins une longueur d'onde adaptée pour exciter les nanoparticules luminescentes 13,15 du marquage 11 ; - un organe d'acquisition 27 adapté pour recueillir le rayonnement optique émis par les nanoparticules luminescentes du marquage 11 sous l'effet de l'excitation résultant de l'éclairage ; - un calculateur 29 programmé pour reconstituer l'information codée par le marquage 11 à partir du rayonnement optique recueilli par l'organe 27. L'organe d'éclairage 25 comprend une source 31 de rayonnement optique adaptée pour générer un rayonnement de la longueur d'onde recherchée, et une fibre optique 33. La source 31 est par exemple une source laser. La fibre optique 33 est adaptée pour conduire le rayonnement optique généré par la source 31 jusqu'à un point situé à proximité du marquage 11. Le rayonnement optique est ainsi projeté à partir d'une extrémité 35 de la fibre optique sur le marquage 11. Dans l'exemple illustré sur la Figure 8, l'organe adapté pour recueillir le rayonnement optique émis par les nanoparticules du marquage 11 est une caméra 37 à deux dimensions. La caméra 37 est raccordée au calculateur 29, et est prévue pour transmettre le signal recueilli au calculateur 29. Le signal recueilli par la caméra 37 est du type représenté sur la Figure 9. On a représenté sur cette figure le spectre du rayonnement optique recueilli par la caméra. La longueur d'onde est en abscisse et l'intensité du rayonnement pour chaque longueur d'onde est en ordonnée. Dans l'exemple représenté, le marquage comporte deux types de nanoparticules. Les nanoparticules 13 sont du type émettant un rayonnement optique de longueur d'onde 2 quand ladite nanoparticule est excitée avec un rayonnement optique de longueur d'onde d'excitation 2 e. Les nanoparticules 15 sont du type émettant un rayonnement optique de longueur d'onde X2 quand ladite nanoparticule est excitée avec un rayonnement optique de longueur d'onde d'excitation 2 e. Le signal recueilli par la caméra 37 comporte donc deux pics, l'un centré sur la longueur d'onde 2 et l'autre sur la longueur d'onde X2. La hauteur du pic dépend en particulier du nombre de nanoparticules 13 et du nombre de nanoparticules 15. Dans l'exemple représenté, le marquage comporte un plus grand nombre de nanoparticules 13 que de nanoparticules 15.

Bien entendu, le marquage peut comporter plus de deux types de particules, de telle sorte que le signal comporte plus de deux pics. Le signal peut comporter trois pics, quatre pics ou plus de quatre pics. Le calculateur 29 déduit le numéro d'identification de l'assemblage de combustible nucléaire 1 en fonction du rayonnement optique recueilli. Par exemple, il comporte une table associant le numéro d'identification à la position et à la hauteur des pics. La fibre optique 35 et la caméra 37 sont montées sur un outil de préhension et de transport de l'assemblage de combustible nucléaire, comme illustré sur la Figure 10. L'outil 39 est prévu pour agripper l'embout supérieur 3 de l'assemblage de combustible nucléaire. Quand l'outil 39 est en prise avec l'embout supérieur 3, l'extrémité 35 de la fibre optique et la caméra 37 sont disposées en regard et à proximité immédiate du marquage 11. Le procédé de lecture du marquage 11 va maintenant être brièvement décrit. L'assemblage de combustible 1 est au départ stocké dans une piscine du réacteur. L'outil 39 est déplacé, par exemple par le pont de manutention de la piscine, et vient agripper l'embout supérieur 3 de l'assemblage de combustible. Une fois l'outil 39 en prise, le calculateur 29 déclenche la lecture du marquage. Le calculateur 29 commande à la source lumineuse 31 d'émettre un rayonnement optique de fréquence adaptée pour la lecture. Ce rayonnement optique est transmis par la fibre optique 33 jusqu'au marquage. Les nanoparticules 13, 15 sont excitées par le rayonnement électro-magnétique, et réémettent des rayonnements optiques de longueurs d'onde différentes. Le rayonnement est fonction de la nature de la nanoparticule, de la disposition spatiale des nanoparticules, etc Ces rayonnements optiques sont captés par la caméra 27, et le signal est transmis au calculateur 29. Celui-ci en déduit le numéro d'identification de l'assemblage de combustible nucléaire.

Avantageusement, le calculateur 29 est programmé pour évaluer l'intensité du rayonnement optique émis par les nanoparticules, et pour déduire de ladite intensité une information relative à la dose de radioactivité reçue et/ou émise par les nanoparticules luminescentes. Cette information peut être donnée par une courbe ou par un tableau enregistré dans la mémoire du calculateur. La courbe ou le tableau peut donner par exemple la dose exprimée en Gray, en fonction de l'intensité du rayonnement. Cette courbe ou ce tableau est typiquement spécifique pour chaque marquage. Elle dépend des caractéristiques physiques des nanoparticules du marquage. En variante, l'embout supérieur comporte deux marquages sur sa surface externe. Le premier marquage 41 code une information permettant de déduire l'endroit où est situé le second marquage, et la longueur d'onde du rayonnement optique adapté pour exciter les nanoparticules du second marquage 43. Le premier marquage est situé toujours au même endroit pour tous les assemblages de combustible nucléaire. Le premier marquage est prévu pour être lu à l'aide d'un rayonnement optique d'excitation ayant une longueur d'onde connue, identique pour tous les assemblages de combustible nucléaire.

Le second marquage 43 est disposé à un endroit qui diffère d'un assemblage de combustible à l'autre. Il peut être placé sur un des deux embouts, ou sur une grille de maintien des crayons de combustible nucléaire ou sur un tube guide ou à tout autre endroit. Par ailleurs, ce second marquage est prévu pour être lu à l'aide d'un rayonnement optique d'excitation ayant une longueur d'onde qui varie d'un assemblage de combustible à l'autre. Ce second marquage code le numéro d'identification de l'assemblage de combustible nucléaire. Ainsi, pour connaître le numéro d'identification de l'assemblage de la Figure 11, il est nécessaire d'abord de lire le premier marquage 41, puis de lire le second marquage 43. Ces deux lectures peuvent être effectuées avec le même ensemble de lecture, à la condition que la source lumineuse soit adaptée pour émettre un rayonnement optique de longueur d'onde ajustable. En variante, il est possible d'utiliser deux ensembles de lecture différents, l'un pour lire le premier marquage 41 et l'autre pour lire le second marquage 43.25

Claims

REVENDICATIONS1.- Composant de centrale nucléaire, comprenant : - une structure métallique (3) présentant une surface externe (17) ; - au moins un marquage (11, 41, 43) placé sur la surface externe (17) et codant une information relative au composant (1) ; caractérisé en ce que le marquage (11, 41, 43) comporte une pluralité de nanoparticules luminescentes (13, 15) chacune prévue pour émettre un rayonnement optique ayant une longueur d'onde d'émission déterminée quand ladite nanoparticule luminescente (13, 15) est excitée avec un rayonnement optique ayant une longueur d'onde d'excitation déterminée.
2.- Composant selon la revendication 1, caractérisé en ce que les nanoparticules (13, 15) sont disposées selon une ligne.
3.- Composant selon la revendication 1, caractérisé en ce que les nanoparticules (13, 15) sont disposées selon un motif s'étendant dans un plan.
4.- Composant selon la revendication 1, caractérisé en ce que les nanoparticules (13, 15) sont disposées selon un motif en trois dimensions.
5.- Composant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque nanoparticule (13, 15) comporte un luminophore (19) et une coquille (21) recouvrant le luminophore (19), la coquille (21) étant constituée d'un oxyde minéral tel que le polysiloxane SiO2, l'oxyde de zirconium ZrO2 , ou l'alumine AI2O3.
6.- Composant selon la revendication 5, caractérisé en ce que la coquille (21) est d'une épaisseur adaptée pour garantir la luminescence de la nanoparticule (13, 15) après au moins trois ans sous irradiation dans le coeur d'une centrale nucléaire.
7.- Composant selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le luminophore (19) est en un matériau minéral.
8.- Composant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le composant (1) comporte : - un premier marquage (41) placé en un premier endroit prédéfini de la surface externe (17) et prévu pour être lu avec un rayonnement optique ayant une première longueur d'onde d'excitation déterminée ; - un second marquage (43) placé en un second endroit de la surface externe (17) et prévu pour être lu avec un rayonnement optique ayant une seconde longueur d'onde d'excitation ; - le premier marquage (41) codant des informations relatives au second endroit et à la seconde longueur d'onde d'excitation ; - le second marquage (43) codant ladite information relative au composant.
9.- Procédé de lecture d'une information relative à un composant de centrale nucléaire (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, le procédé comprenant les étapes suivantes : - éclairage du marquage (11, 41, 43) avec un rayonnement optique présentant au moins une longueur d'onde adaptée pour exciter les nanoparticules luminescentes (13, 15) ; - acquisition du rayonnement optique émis par les nanoparticules luminescentes (13, 15) du marquage (11) sous l'effet de l'excitation résultant de l'éclairage ; - reconstitution de ladite information relative au composant de centrale nucléaire (1) à partir du rayonnement optique acquis.
10.- Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que les étapes d'éclairage et d'acquisition sont effectuées sous eau.
11.- Procédé selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que le rayonnement optique utilisé pour l'éclairage est transmis jusqu'au composant (1) à l'aide d'un guide d'onde (33) par exemple une fibre optique.
12.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que le rayonnement optique émis par les nanoparticules (13, 15) est acquis à l'aide d'une caméra (37) ou d'une fibre optique placée à proximité du marquage (11).
13.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - éclairage d'un premier marquage (41) placé en un premier endroit prédéfini de la surface externe (17), avec un rayonnement optique présentant une première longueur d'onde d'excitation déterminée ; - acquisition d'un premier rayonnement optique émis par les nanoparticules luminescentes du premier marquage (41) sous l'effet de l'excitation résultant de l'éclairage ; - reconstitution à partir du premier rayonnement optique acquis d'une première information indiquant un second endroit de la surface externe (17) où se trouve un second marquage (43) et indiquant au moins une seconde longueur d'onde d'excitation adaptée pour lire le second marquage (43) ; - éclairage du second marquage (43) avec un second rayonnement optique présentant au moins ladite seconde longueur d'onde d'excitation ; - acquisition d'un second rayonnement optique émis par les nanoparticules luminescentes (13, 15) du second marquage (43) sous l'effet de l'excitation résultant de l'éclairage ;- reconstitution de ladite information relative au composant de centrale nucléaire (1) à partir du second rayonnement optique acquis.
14.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 13, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - évaluer une grandeur représentative de l'intensité du rayonnement optique émis par les nanoparticules luminescentes (13,
15) ; - déduire de ladite grandeur représentative une infomation relative à une dose de radioactivité émise et/ou reçue par les nanoparticules luminescentes (13, 15). 15.- Ensemble adapté pour la lecture d'un marquage selon un procédé conforme à l'une quelconque de revendications 9 à 14, caractérisé en ce qu'il comprend : - un organe (25) d'éclairage du marquage (11, 41, 43) avec un rayonnement optique présentant au moins une longueur d'onde adaptée pour exciter les nanoparticules luminescentes (13, 15) ; - un organe (27) adapté pour recueillir le rayonnement optique émis par les nanoparticules luminescentes (13, 15) du marquage (11, 41, 43) sous l'effet de l'excitation résultant de l'éclairage ; - un calculateur (29) programmé pour reconstituer ladite information relative au composant de centrale nucléaire (1) à partir du rayonnement optique recueilli.
16.- Ensemble selon la revendication 15, caractérisé en ce que le composant de centrale nucléaire (1) est un assemblage de combustible nucléaire, l'organe (25) d'éclairage du marquage (11, 41, 43) et l'organe (27) d'acquisition du rayonnement optique émis étant montés sur un dispositif (39) de préhension et de transport de l'assemblage de combustible nucléaire.25