FR3040527A1 - Dispositif de decharge pouvant etre utilise pour determiner un flux de neutrons - Google Patents

Abstract

Un dispositif de décharge pouvant être utilisé dans un réacteur nucléaire inclut un dispositif émetteur sous la forme d'une pluralité de segments de fils qui émettent des électrons par désintégration béta vers un collecteur. Le débit auquel les électrons sont émis est directement lié au flux de neutrons au voisinage de chaque segment de fil. L'émission continue d'électrons depuis les segments de fils vers le collecteur provoque un déséquilibre de charge, et un événement de décharge électrostatique sous la forme d'une étincelle a lieu entre le segment fil et le collecteur. Des techniques de temps de vol sont utilisées pour analyser les signaux qui résultent de l'évènement de décharge électrostatique pour déterminer la position le long du dispositif de décharge où l'évènement de décharge électrostatique a eu lieu. Les évènements de décharge électrostatique avec le temps en divers emplacements le long du dispositif de décharge où les segments de fils sont situés sont employés pour déterminer le flux de neutrons et donc la génération d'énergie au niveau des emplacements.

Description

D ispositif de décharge pouvant être utilisé pour déterminer un flux de neutrons

La présente invention concerne généralement un équipement de génération d'énergie nucléaire et, plus particulièrement, un dispositif pouvant être utilisé pour détecter un flux de neutrons et donc la génération d'énergie dans un réacteur nucléaire.

Les centrales nucléaires et autres types de dispositifs qui emploient des réactions nucléaires contrôlées sont bien connues. Pendant le fonctionnement d'un réacteur nucléaire, il est souhaitable de comprendre le débit auquel l'énergie est générée dans diverses zones dans le réacteur. Des dispositifs qui peuvent détecter la génération d'énergie électrique via un flux de neutrons et autres sont bien connus dans l'art. Néanmoins, dans la mesure où l'espace dans un réacteur nucléaire pour l'instrumentation et autres est limité, il a généralement été possible d'employer seulement un nombre limité de dispositifs de détection dans l'enceinte d'un réacteur nucléaire. Le résultat a été que les valeurs détectées de génération d'énergie en divers emplacements dans un cœur de réacteur ne permettaient au mieux qu'une approximation grossière. Cela est dû, au moins en partie, au fait que les dispositifs de détection connus nécessitent tous des fils de télémétrie qui s'étendent entre le dispositif de détection et un dispositif d'enregistrement de données approprié. De tels fils occupent un certain volume dans le cœur de réacteur, et le volume disponible pour de tels fils est limité au mieux. Il est donc souhaitable de permettre d'obtenir des valeurs de génération d'énergie dans le cœur d'un réacteur nucléaire plus précises.

Un dispositif de décharge amélioré pouvant être utilisé dans un réacteur nucléaire inclut un dispositif émetteur sous la forme d'une pluralité de segments de fils qui émettent des électrons par désintégration béta vers un collecteur. Le débit auquel les électrons sont émis est directement lié au flux de neutrons au voisinage de chaque segment de fil. Comme les segments de fils et le collecteur sont électriquement isolés les uns des autres, l'émission continue d'électrons depuis les segments de fils vers le collecteur provoque un déséquilibre de charge entre chaque segment de fil et le collecteur. Finalement, le déséquilibre de charge entre le collecteur et un segment de fil vainc les propriétés diélectriques de l'isolation qui est intercalée entre le segment de fil et le collecteur, et un événement de décharge électrostatique sous la forme d'une étincelle a lieu entre le segment de fil et le collecteur. Un dispositif de détection emploie des techniques de temps de vol pour analyser les signaux qui résultent de l'évènement de décharge électrostatique pour déterminer la position le long du dispositif de décharge où l'évènement de décharge électrostatique a eu lieu. Les diverses occurrences des évènements de décharge électrostatique au cours de temps et en divers emplacements le long du dispositif de décharge où les segments de fils sont situés sont employées pour déterminer le flux de neutrons et donc la génération d'énergie au niveau des emplacements.

Par conséquent, un aspect de l'invention est de fournir un dispositif de décharge amélioré qui puisse être utilisé pour fournir une indication du flux de neutrons et donc de la génération d'énergie en divers emplacements à l'intérieur d'une enceinte nucléaire.

Un autre aspect de l'invention est de fournir un tel dispositif de décharge qui puisse être utilisé dans une quantité limitée d'espace dans une enceinte nucléaire.

Un autre aspect de l'invention est de réaliser diverses analyses de temps de vol des signaux qui sont détectés comme un résultat d'évènements de décharge électrostatique pour déterminer la position des évènements de décharge électrostatique afin de mesurer le flux de neutrons et donc les taux de génération d'énergie en divers emplacements dans une enceinte de réacteur nucléaire.

Un autre aspect de l'invention est de fournir un dispositif de décharge qui emploie une pluralité d'émetteurs espacés sous la forme de segments de fils qui émettent des électrons par désintégration béta dans un environnement de bombardement de neutrons et dans lequel les émetteurs sont électriquement isolés d'un collecteur qui collecte les électrons depuis les émetteurs.

Par conséquent, un aspect de l'invention est de fournir un dispositif de décharge amélioré pouvant être utilisé dans un environnement de réacteur nucléaire pour déterminer un flux de neutrons en une pluralité d'emplacements et étant structuré pour être connecté avec un certain nombre d'entrées d'un dispositif de détection. Le dispositif de décharge peut être considéré généralement comme incluant un dispositif émetteur allongé comprenant une pluralité d'émetteurs espacés les uns des autres d'une façon prédéterminée le long de l'extension longitudinale du dispositif émetteur, la pluralité d'émetteurs étant chacun structuré pour émettre un certain nombre d'électrons par désintégration béta en réponse à son absorption de neutrons, un collecteur étant situé à proximité du dispositif émetteur et étant structuré pour collecter depuis la pluralité d'émetteurs le nombre d'électrons, un dispositif isolant intercalé entre le dispositif émetteur et le collecteur, le dispositif isolant isolant électriquement les uns des autres au moins certains des émetteurs de la pluralité d'émetteurs, le dispositif émetteur et le collecteur étant isolés électriquement l'un de l'autre du fait au moins en partie du dispositif isolant, et au moins certains des émetteurs de la pluralité d'émetteurs étant chacun structuré pour subir un événement de décharge électrostatique avec le collecteur quand un déséquilibre de charge électrique entre l'émetteur et le collecteur est suffisant pour dépasser les propriétés diélectriques du dispositif isolant. D'autres aspects de l'invention sont fournis par un procédé consistant à employer le dispositif susmentionné de décharge pour déterminer un flux de neutrons en une pluralité d'emplacements dans un environnement de réacteur nucléaire. Le procédé peut être généralement considéré comme incluant de connecter le dispositif de décharge avec un certain nombre d'entrées d'un dispositif de détection, de détecter un signal d'entrée au niveau du certain nombre d'entrées comme étant représentatif d'un événement de décharge électrostatique, de déterminer avec le dispositif de détection un différentiel de temps entre une partie du signal d'entrée et une autre partie du signal d'entrée, d'employer le différentiel de temps pour identifier une position le long de l'extension longitudinale du dispositif émetteur comme étant le site où l'évènement de décharge électrostatique a eu lieu, et de déterminer un flux de neutrons à un emplacement qui inclut la position et qui est fonction au moins en partie de l'occurrence de l'évènement de décharge électrostatique.

Il est possible d'obtenir une meilleure compréhension de l'invention à partir de la description suivante lue en conjonction avec les dessins attenants dans lesquels : -La Fig. 1 est une représentation schématique d'un réacteur nucléaire qui emploie un dispositif de décharge amélioré selon l'invention ; -La Fig. 2 est une représentation schématique d'un assemblage de détection amélioré qui est employé dans le réacteur nucléaire de la Fig. 1 et qui inclut un dispositif de décharge amélioré selon un premier mode de réalisation de l'invention ; -La Fig. 3 est un agrandissement de la partie indiquée de la

Fig. 2 ; -La Fig. 4 est une représentation schématique de l'assemblage de détection de la Fig. 2 ; -La Fig. 5 est une représentation schématique d'un dispositif de décharge amélioré selon un second mode de réalisation de l'invention qui peut être utilisé au lieu du dispositif de décharge représenté sur les figures 1 et 2 ; -La Fig. 6 est une représentation schématique d'un dispositif de décharge amélioré selon un troisième mode de réalisation de l'invention qui peut être utilisé au lieu du dispositif de décharge représenté sur les figures 1 et 2 ; -La Fig. 7 est une représentation schématique d'un dispositif de décharge amélioré selon un quatrième mode de réalisation de l'invention qui peut être utilisé au lieu du dispositif de décharge représenté sur les figures 1 et 2 ; et -La Fig. 8 est une représentation schématique d'un dispositif de décharge amélioré selon un cinquième mode de réalisation de l'invention qui peut être utilisé au lieu du dispositif de décharge représenté sur les figures 1 et 2.

Des numéros similaires se réfèrent à des parties similaires dans toute la description.

La Fig. 1 illustre un réacteur nucléaire à eau sous pression 4 typique comportant une enceinte nucléaire 6 qui enclos un assemblage de combustible nucléaire 10. L'assemblage de combustible 10 comporte un squelette structurel qui, à son extrémité inférieure inclut une buse inférieure 14. La buse inférieure 14 supporte l'assemblage de combustible 10 sur une plaque de support de cœur inférieure 18 dans l'enceinte 6. En plus de la buse inférieure 14, le squelette structurel de l'assemblage de combustible 10 inclut aussi une buse supérieure 12 à son extrémité supérieure et un certain nombre de tubes de guidage ou doigts de gants 20, qui s'étendent longitudinalement entre les buses inférieure et supérieure 14 et 12 au niveau des extrémités opposées de celles-ci et qui y sont fixés de manière rigide.

Le squelette structurel de l'assemblage de combustible 10 inclut en outre une pluralité de grilles 22 qui sont espacées axialement le long et sont montées sur les tubes de guidage 20. Dans l'assemblage final les grilles 22 fonctionnent pour maintenir un réseau organisé de barres de combustible allongées 24 espacées et supportées par les grilles 22. Aussi, le squelette structurel de l'assemblage de combustible 10 inclut un tube d'instrumentation 16 situé dans le centre de celui-ci, qui s'étend et est piégé entre les buses inférieure et supérieure 14 et 12. Avec un tel agencement des parties, l'assemblage de combustible 20 forme une unité d'un seul bloc pouvant être manipulée de manière pratique sans endommager les parties assemblées.

Les barres de combustible 24 ne font pas réellement partie du squelette structurel de l'assemblage de combustible 10, mais sont insérées dans les cellules individuelles dans les grilles 22 avant que la buse supérieure soit finalement fixée à l'extrémité de l'assemblage de combustible 10. Comme mentionné ci-dessus, les barres de combustible 24, comme dans le réseau montré dans l'assemblage de combustible 10, sont maintenues dans une relation espacée les unes des autres par les grilles 22 espacées sur toute la longueur de l'assemblage de combustible. Chaque barre de combustible 24 inclut en empilement de pastilles de combustible nucléaire 26 et est fermée à ses extrémités opposées par bouchons d'extrémité de barre de combustible supérieur et inférieur 28 et 30. Les pastilles 26 sont maintenues dans l'empilement par un ressort plein 32 disposé entre le bouchon d'extrémité supérieur 28 et le haut de l'empilement de pastilles. Les pastilles de combustible 26, composées de matériau fissile, sont responsables de la création de l'énergie thermique du réacteur 4.

Un liquide modérateur/réfrigérant comme de l'eau ou de l'eau contenant du bore, est pompé vers le haut à travers une pluralité d'ouvertures d'écoulement dans la plaque de support de cœur inférieure 18 vers l'assemblage de combustible 10. La buse inférieure 14 de l'assemblage de combustible 10 fait passer le réfrigérant vers le haut à travers les tubes de guidage 20 et le long des barres de combustible 24 de l'assemblage 10 afin d'extraire la chaleur générée dedans pour la production d'un travail utile. A des fins d'illustration, la Fig. 1 montre un réseau de 17 x 17 barres de combustible 24 dans une configuration carrée. On appréciera que d'autres réseaux de conceptions et de géométries différentes soient employés dans divers modèles de réacteurs sous pression. Par exemple une variante d'assemblage de combustible peut être formée en un réseau hexagonal avec les composants de base du squelette structurel qui sont illustrés sur la Fig. 1.

Pour commander le processus de fission, un certain nombre de barres de commande 34 peuvent aller et venir dans les tubes de guidage 20 situés dans des positions prédéterminées dans l'assemblage de combustible 10. Un mécanisme de commande de grappe de barres 36 positionné au-dessus de la buse supérieure 12 supporte la barre de commande 34. Le mécanisme de commande comporte un élément cylindrique fileté intérieurement 38 qui fonctionne comme une barre d'entraînement avec une pluralité de pattes ou de bras radiaux 40.

Chaque bras 40 est interconnecté à une barre de commande 34 de telle manière que le mécanisme de barre de commande 36 peut fonctionner pour déplacer les barres de commande verticalement dans les tubes de guidages 20 pour ainsi commander le processus de fission dans l'assemblage de combustible 10, tout cela d'une manière bien connue.

Les grilles 22 sont fixées mécaniquement sur les tubes de guidages 20 de la barre de commande et le tube d'instrumentation 16 par soudure ou par gonflement. Le gonflement est souhaitable là où la soudure de matériaux dissimilaires est difficile.

Un assemblage de détection 42 amélioré est représenté sur la Fig. 2 et peut être utilisé avec le réacteur nucléaire 4 de la Fig. 1. L'assemblage de détection 42 inclut un dispositif de décharge 44, un dispositif de détection 46, et une série de fils connecteurs 48A et 48B. Les fils connecteurs 48A et 48B peuvent être connectés aux extrémités du dispositif de décharge 44 et peuvent en outre être connectés à une paire d'entrées 50A et 50B du dispositif de détection 46. Le dispositif de décharge 44 est représenté sur la Fig. 1 comme s'étendant à travers le tube d'instrumentation 16. Le dispositif de décharge 44 qui est représenté sur les figures 1-3 est un premier mode de réalisation de celui-ci, et il est noté que d'autres modes de réalisation du dispositif de décharge 44 sont représentés sur les figures 5-8. Les variantes de mode de réalisation des modes de réalisation de décharge 44 peuvent être connectées aux fils connecteurs 48A et 48B pour connexion aux entrées 50A et 50B du dispositif de détection 46 pour former des modes de réalisation supplémentaires de l'assemblage de détection 42.

Comme cela sera présenté plus en détail ci-dessous, le dispositif de décharge 44 peut être employé avantageusement pour mesurer le taux auquel l'énergie est produite dans le réacteur nucléaire en divers points le long de ce à quoi on peut se référer comme un “axe de détection” qui, dans l'exemple de mode de réalisation représenté, est situé globalement le long du tube d'instrumentation 16. Alors que l'exemple d'“axe de détection” qui est fourni par le dispositif de décharge 44 est représenté sur la Fig. 1 comme étant dans le tube d'instrumentation 16, on note que le dispositif de décharge 44 en particulier et l'assemblage de détection 42 comme un tout peuvent être utilisés pour détecter des taux de génération d'énergie en d'autres emplacements dans le réacteur nucléaire 4 sans s'éloigner de la présente invention.

Avantageusement, le dispositif de décharge 44 est configuré pour fournir un dispositif qui permet des mesures précises de génération d'énergie dans un grand nombre d'emplacements le long de l'“axe de détection” tout en maintenant une relativement faible empreinte, c'est à dire, en nécessitant un volume relativement faible dans le réacteur nucléaire 4. Cela est dû au moins en partie à ce que le dispositif de décharge 44 ne s'appuie pas sur une pluralité d'éléments de détection comportant chacun des fils séparés qui sont connectés à dispositif d'enregistrement de données. Mais au lieu de ça, et en conjonction avec le dispositif de détection 46, le dispositif de décharge 44 s'appuie plutôt sur l'analyse de temps de vol d'évènements de décharge électrostatique dans le dispositif de décharge 44 pour déterminer les positions le long du dispositif de décharge 44 où les évènements de décharge électrostatique ont eu lieu. Comme cela sera présenté plus en détail ci-dessous, de tels évènements de décharge électrostatique fournissent une indication de la génération d'énergie de nombreux emplacements sur la longueur du dispositif de décharge 44.

Comme cela est représenté sur la Fig. 4, on comprendra que le dispositif de décharge 44, les fils connecteurs 48A et 48B, et les entrées 50A et 50B sur le dispositif de détection 46 peuvent être considérés comme fonctionnant ensemble comme un dispositif d'entrée 52 qui fournit des signaux d'entrée à un dispositif de processeur 54. Le dispositif de détection 46 peut être considéré incluant le dispositif de processeur 54, et le dispositif de processeur 54 inclut un processeur 56 et un élément de stockage 58 ayant un certain nombre de routines 60 stockées à l'intérieur. Telle qu'employée ici, l'expression “un certain nombre de” et des variantes de celle-ci se réfère en gros à toute quantité non nulle, y compris une quantité d'un. Le processeur 56 peut être l'un quelconque d'une grande variété de processeurs informatiques, y compris des microprocesseurs et autres qui peuvent réaliser des opérations en fonction d'instructions qui sont stockées dans une mémoire ou un autre élément de stockage. L'élément de stockage 58 est un substrat de stockage non transitoire et peut inclure l'un quelconque ou plusieurs d'une grande variété de dispositifs de stockage électroniques comme RAM, ROM, EPROM, EEPROM, FLASH, et autres qui permettent le stockage d'instructions et de données qui sont utilisées par le dispositif de processeur 54. Les routines 60 sont stockées dans l'élément de stockage 58 et sont exécutables par le processeur 56 et comprennent n'importe lesquelles d'une variété d'instructions qui, quand elles sont exécutées par le processeur 56, font que le dispositif de processeur 54 et donc l'assemblage de détection 42 réalisent certaines opérations qui seront présentées plus en détail ci-dessous.

Le dispositif de détection 46 inclut en outre un dispositif de sortie 62 qui reçoit des signaux de sortie depuis le dispositif de processeur 54 et qui est représenté sur la Fig. 2 comme étant un affichage visuel 64 comme de la nature d'un affichage informatique ou comme un CRT d'un oscilloscope. Le dispositif de détection 46 peut lui-même être ou inclure un ordinateur généraliste. Le dispositif de sortie 62 peut en outre inclure des connexions avec un ordinateur principal, des serveurs, et autres, et on note que le dispositif de sortie 62 peut faciliter un traitement distribué de certains des signaux d'entrée qui sont fournis par le dispositif d'entrée 52 au dispositif de processeur 54.

Le dispositif de décharge 44 est représenté d'une manière schématique sur la Fig. 2 et inclut un dispositif émetteur 66 comportant une pluralité d'émetteurs 68. Le dispositif de décharge 44 comprend en outre un collecteur 70 qui est sous la forme d'un tube allongé dans lequel le dispositif émetteur 66 est situé. Comme cela sera présenté plus en détail ci-dessous, le dispositif de décharge 44 inclut en outre un dispositif isolant 78 qui est situé dans une région intérieure 76 et qui isole électriquement les émetteurs 68 les uns des autres et isole en outre électriquement chacun des émetteurs 68 du collecteur 70.

Dans l'exemple de mode de réalisation représenté, les émetteurs 68 sont de courtes sections de fils, formées d’un matériau comme du vanadium 51 ou du rhodium, et pouvant avoir de l'ordre de trois pouces de longueur, par exemple. Le matériau à partir duquel les émetteurs 68 sont formés est de préférence un matériau qui émet des électrons à haute énergie par désintégration béta quand il est bombardé par des neutrons, comme cela est décrit dans le Brevet U.S. No. 3,373,750 intitulé “Détecteur de neutrons auto-alimenté en énergie”

Comme cela est globalement compris dans l'art concerné, quand un émetteur 68 est formé d'un métal tel que décrit ici ou dans le brevet susmentionné et est bombardé par des neutrons, il émet périodiquement des électrons à haute énergie par désintégration béta, et de tels électrons à haute énergie sont collectés par le collecteur 70. Le collecteur 70 est formé habituellement d'un matériau qui n'émet pas un grand nombre d'électrons par désintégration béta quand il est bombardé par des neutrons. Dans le brevet susmentionné, et en contraste avec l'invention, l'émetteur et le collecteur sont connectés électriquement ensemble, et les électrons qui sont émis par l’émetteur et qui sont collectés par le collecteur sont ensuite retournés électriquement via une connexion électrique entre l'émetteur et le collecteur, et le courant qui résulte d'un tel transfert en retour des électrons collectés du collecteur vers l'émetteur est mesuré et le résultat est communiqué à un dispositif d'enregistrement de données. Les fils qui sont nécessaires dans le brevet susmentionné pour compléter le circuit et pour connexion au dispositif d'enregistrement de données occupent une certaine quantité d'espace, et il n'est donc pas pratique de fournir un grand nombre de tels détecteurs de neutrons autoalimentés en énergie le long d'un axe d'un réacteur nucléaire parce que les fils occupent finalement une grande quantité d'espace.

Le dispositif de décharge amélioré 44 de l'invention évite de tels nombreux fils de connexion en isolant électriquement chacun des émetteurs 68 du collecteur 70 pendant la désintégration béta pendant laquelle chaque émetteur 68 est bombardé par des neutrons et émet périodiquement des électrons à haute puissance qui sont collectés par le collecteur 70. Comme les émetteurs 68 continuent à décharger des électrons vers le collecteur 70 sans un retour de tels électrons vers les émetteurs 68, chaque émetteur 68 commence à développer un déséquilibre de charge par rapport au collecteur 70. Le déséquilibre de charge implique l'émetteur 68 comportant une charge relativement positive et le collecteur 70, étant mis à la terre, ayant une charge neutre. Une fois que le déséquilibre de charge atteint un niveau prédéterminé, l'émetteur 68 et le collecteur 70 connaissent un événement de décharge électrostatique, c'est à dire, une étincelle entre l'émetteur 68 et le collecteur 70, dans lequel des électrons sont transférés entre eux et le déséquilibre de charge est réduit. Comme cela sera présenté plus en détail ci-dessous, l'évènement de décharge électrostatique peut être détecté et, en employant l'analyse de temps de vol, la position sur la longueur du dispositif de décharge 44 peut être déterminée. A partir de cela, le taux de génération d'énergie dans la position peut être déterminé, comme cela sera présenté plus en détail ci-dessous.

Comme on peut le comprendre à partir de la Fig. 2, le collecteur 70 est allongé et comporte une paire d'extrémités 72A et 72B, et le dispositif de décharge 44 inclut en outre une paire de connecteurs 74A et 74B qui sont situés sur les extrémités 72A et 72B, respectivement. Les exemples de connecteurs 74A et 74B sont des connecteurs de type coaxial comme des connecteurs coaxiaux à baïonnette ou d'autres types appropriés de connecteurs. Des connecteurs coaxiaux sont envisagés pour utiliser dans la présente invention puisque les émetteurs 68 sont positionnés dans la région intérieure du tube 76 et sont situés d'une manière coaxiale avec le tube du collecteur 70, mais on comprend que d'autres types de connecteurs peuvent être employés comme les connecteurs 74A et 74B sans s'éloigner de l'invention.

Comme on le comprendra à partir des figures 2 et 3, le dispositif isolant 78 est situé dans la région intérieure 76 et isole électriquement les émetteurs 68 les uns des autres et isole en outre électriquement chacun des émetteurs 68 du collecteur 70. De ce point de vue, on note que les émetteurs 68 sont électriquement isolés du collecteur 70 par le fait que le dispositif isolant 78 est intercalé entre les émetteurs 68 et le collecteur 70 et parce qu'aucune structure électriquement conductrice désignée comme un fil ou un autre conducteur n'existe pour connecter électriquement ensemble le collecteur 70 avec l'un quelconque des émetteurs 68. On peut donc dire que le dispositif émetteur 66 et le collecteur 70 sont électriquement isolés l'un de l'autre. De plus, le dispositif émetteur 66 et le collecteur 70 peuvent être dits électriquement isolés l'un de l'autre en dépit du fait que des évènements de décharge électrostatique peuvent avoir lieu entre eux à travers le dispositif isolant 78 quand la différence de charge atteint un niveau suffisant qui vainc les propriétés diélectriques du dispositif isolant 78. On comprend donc que le dispositif émetteur 68 et le collecteur 70 sont isolés électriquement et isolés l'un de l'autre par le dispositif isolant 78, et c'est seulement quand un différentiel de charge dépasse les propriétés diélectriques du dispositif isolant 78 qu'un évènement de décharge électrostatique d'équilibrage de charge peut avoir lieu, et on note que l'occurrence de tels évènements de décharge électrostatique ne nie pas le fait que le dispositif émetteur 66 et le collecteur 70 sont électriquement isolés l'un de l'autre. L'occurrence d'évènements de décharge électrostatique entre le dispositif émetteur 68 et le collecteur 70 ne signifie pas que les deux ne sont pas électriquement isolés l'un de l'autre, et c'est plutôt parce que le dispositif émetteur 68 et le collecteur 70 sont électriquement isolés l'un de l'autre que le déséquilibre de charge qui a lieu entre eux occasionne les évènements de décharge électrostatique entre eux.

La Fig. 2 représente le dispositif émetteur 66 avec les émetteurs 68 étant distribués sur la longueur du collecteur 70 en un espacement fixe comme cela est indiqué sur la Fig. 3 au numéro 79. La Fig. 2 représente aussi les émetteurs 68 comme étant chacun de la même longueur fixe, comme au numéro 75 sur la Fig. 3. On comprend, néanmoins, que dans d'autres modes de réalisation les longueurs et espacements particuliers des divers émetteurs peuvent être fixés et/ou peuvent varier pour toute une variété de raisons. Avantageusement, le positionnement particulier des divers émetteurs 68 est stocké dans l'élément de stockage 58 pour être utilisé pour déterminer un émetteur particulier 68 qui a subi un événement de décharge électrostatique. On peut donc voir que le positionnement et l'espacement des divers émetteurs peut potentiellement être optimisé ou raffiné en fonction de zones d'intérêt particulières, de régions connues particulières de forte production d'énergie, ou pour l'une quelconque d'une variété de raisons pour lesquelles une telle optimisation peut être appropriée.

La Fig. 2 représente purement dans un but d'illustration le dispositif de décharge 44 déconnecté des fils connecteurs 48A et 48B. En fonctionnement, les fils connecteurs 48A et 48B sont connectés électriquement aux connecteurs 47A et 48B et sont de même connectés électriquement aux entrées 50A et 50B de telle manière que des exemples d'occurrence détectable dans le dispositif de décharge 44 sont électriquement communiquées du dispositif de détection 46.

Plus précisément, la Fig. 2 illustre d’une manière schématique un évènement de décharge électrostatique 80 sous la forme d'une étincelle se formant entre un émetteur particulier 68A de la pluralité d'émetteurs 68 et le collecteur 70 dans la région intérieure 76. Le collecteur 70 fonctionne sous la forme d'un guide d'ondes pour communiquer le résultat électromagnétique de l'évènement de décharge électrostatique 80 aux deux extrémités 72A et 72B.

Le connecteur 74A peut être considéré comme ayant un conducteur 81A qui est situé adjacent ou qui s'étend dans l'intérieur 76 du collecteur 70 et inclut en outre un autre conducteur 82A qui est connecté électriquement au collecteur 70. Les conducteurs 81A et 82A sont par exemple en forme d'un connecteur à baïonnette coaxial, comme noté ci-dessus, qui peut être connecté électriquement à un connecteur à baïonnette coopératif à l'extrémité du fil connecteur 48A pour connexion des deux conducteurs 81A et 82A avec les entrées 50A. De même, le connecteur 74B comporte un conducteur 81B qui est situé adjacent ou qui s'étend dans l'intérieur 76 du collecteur 70 et un autre conducteur 82B qui est connecté électriquement avec le collecteur 70, avec les deux conducteurs 81B et 82B étant par exemple en forme d'un collecteur à baïonnette coaxial qui peut être connecté avec un connecteur à baïonnette coopératif à l'extrémité du fil connecteur 48B pour connexion des conducteurs 81B et 82B à l'entrée 50B. De ce point de vue, alors que les conducteurs 82A et 82B sont tous deux représentés comme étant connectés électriquement au collecteur 70, on comprend que cela n'est pas toujours le cas dans toutes les circonstances, et des situations sont envisagées dans lesquelles l'évènement de décharge électrostatique peut être détecté en l'absence d'une seule connexion électriquement conductrice entre les conducteurs 82A et 82B avec le collecteur 70. L'évènement de décharge électrostatique 80 est indiqué sur la Fig. 2 comme ayant lieu en une position particulière P qui est indiquée au numéro 82 comme étant une position sur la longueur du collecteur 70. Comme mentionné ci-dessus, le collecteur 70 fonctionne sous la forme d'un guide d'ondes qui communique les résultats électromagnétiques de l'évènement de décharge électrostatique 80 vers les extrémités 72A et 72B du collecteur 70, et on comprend qu'une tension est induite dans les conducteurs 81A et 81B quand une telle énergie électromagnétique atteint les extrémités 72A et 72B du collecteur 70. Comme une telle énergie électromagnétique avance à la vitesse de la lumière, qui est une vitesse fixe, l'énergie électromagnétique résultant de l'évènement de décharge électrostatique 80 atteint les extrémités 72A et 72B à des moments qui dépendent de la distance depuis les extrémités 72A et 72B où l'évènement de décharge électrostatique 80 a eu lieu. Une telle énergie électromagnétique atteint les extrémités 72A et 72B à différents moments sauf si l'évènement de décharge électrostatique 80 a eu lieu précisément au milieu du collecteur 70. Dans l'exemple représenté sur la Fig. 2, la position P 82 où l'évènement de décharge électrostatique 80 a eu lieu est décalée du centre du collecteur 70, occasionnant ainsi un retard entre les signaux détectés aux extrémités 72A et 72B.

Plus précisément, on peut voir que la position P 82 est relativement plus proche de l'extrémité 72A qu'elle ne l'est de l'extrémité 72B. Comme l'énergie électromagnétique venant de l'évènement de décharge électrostatique 80 avance à la vitesse de la lumière dans les deux directions depuis la position P 82 vers les extrémités 72A et 72B, l'énergie électromagnétique est détectée à l'extrémité 72A avant sa détection à l'extrémité 72B dans l'exemple représenté d'évènement de décharge électrostatique 80. En fonction du décalage de temps entre la détection à une des extrémités 72A et 72B et la détection à l'autre des deux extrémités 72A et 72B, la différence de temps de vol depuis la position P 82 jusqu'aux deux extrémités 72A et 72B peut être utilisée pour déterminer l'emplacement de la position P 82 sur la longueur du collecteur 70.

Avantageusement, donc, le dispositif de détection 46 détecte précisément les signaux communiqués par les fils connecteurs 48A et 48B aux entrées 50A et 50B et détermine à partir du retard ΔΤ la différence entre la distance B, qui est indiquée par le numéro 88, et qui représente la distance entre l'extrémité 72A du collecteur 70 et la position P 82, et la distance D, qui est représentée par le numéro 90, et qui est la distance entre l'extrémité opposée 72B du collecteur 70 et la position P. De ce point de vue, on note que la longueur A, indiquée par le numéro 86, et qui représente la longueur du fil connecteur 48A, et la longueur E, qui est indiquée par le numéro 92, et qui représente la longueur du fil connecteur 48B, peuvent ou peuvent ne pas être égales. Que les distances A et B 86 et 92 soient égales ou non, la différence positionnelle entre les distances B et D 88 et 90 peut être dérivée de l'équation suivante :

On répète que A et E 86 et 92 sont connus. On peut donc dériver de la précédente équation l'équation suivante :

D - B = ATV + A - E

En employant les valeurs connues pour A et E 86 et 92, la vitesse de la lumière (qui est V), et le ΔΤ qui a été détecté par le dispositif de détection 46 comme étant la différence de temps entre la détection des deux signaux au niveau de l'entrée 50A et 50B, la valeur de D - B peut facilement être déterminée. Si D - B égale 0, la position P 82 est précisément au centre du collecteur 70 à distances égales entre les extrémités 72A et 72B. Selon si D - B est positive ou négative et sa valeur, la position précise de l'occurrence de l'évènement de décharge électrostatique 80 peut être déterminée, on répète que l'exemple d'évènement de décharge électrostatique 80 est représenté sur la Fig. 2 comme ayant lieu dans la position P 82.

Une fois que l'emplacement de la position P 82 a été déterminé, les routines 60 emploient ensuite une fonction de tableau pour déterminer, en fonction d'un mappage des émetteurs 68 le long du collecteur 70, que des émetteurs 68 connaissent l'évènement de décharge électrostatique 80. Dans l'exemple de mode de réalisation représenté, l'émetteur 68 A spécifique a connu l'évènement de décharge électrostatique 80. Les routines 60 stockent alors dans l'élément de stockage 58 un enregistrement représentatif du fait que l'émetteur 68A a connu un événement de décharge électrostatique et, peut-être, le temps d'une telle occurrence.

De ce point de vue, on note qu'un événement de décharge électrostatique peut avoir lieu entre l'émetteur particulier 68A et le collecteur 70 en l'une quelconque d'une pluralité de positions le long du collecteur 70 qui sont proches entre l'émetteur particulier 68A et le collecteur 70. C'est à dire que si l'émetteur particulier 68A a, par exemple, une longueur de trois pouces, divers évènements de décharge électrostatique peuvent avoir lieu entre l'émetteur particulier 68A et le collecteur 70 en l'une quelconque d'une pluralité de positions le long d'une partie d'approximativement trois pouces de longueur du collecteur 70. Il est donc souhaitable de stocker dans l'élément de stockage ou au moins de pouvoir obtenir d'après les données stockées le fait que l'évènement de décharge électrostatique a eu lieu par rapport à l'émetteur 68A plutôt que de simplement noter la position particulière P 82, et cela parce que le bombardement de l'émetteur 68 comme un tout est ce qui génère la différence de charge entre lui et le collecteur 70. Dans certains exemples, un émetteur donné 68 peut être légèrement malformé de telle manière que tous les évènements de décharge électrostatique qui ont lieu sur cet émetteur donné 68 ont lieu à une extrémité de celui-ci, par exemple. Dans une telle circonstance, les occurrences répétées d'étincelles à cette extrémité ne représentent pas un flux d'énergie élevé à cet emplacement précis, c'est à dire, à l'extrémité de l'émetteur donné 68, et représente plutôt simplement que les évènements de décharge électrostatique qui ont été connus par l'émetteur donné 68 ont eu lieu à un tel emplacement. Les occurrences de chacun des évènements de décharge électrostatique sur cet émetteur donné 68 indiquent que l'émetteur donné 68 comme un tout a subi un bombardement de neutrons. Comme tel, le flux de neutrons qui est déterminé avoir résulté de tels évènements de décharge électrostatique ayant lieu à un emplacement quelconque sur un tel émetteur 68 est interprété comme étant une partie d'une valeur de génération d'énergie calculée comme étant situé au centre d'un tel émetteur 68. Une telle méthodologie évite l'existence de divers défauts de formation et autres conséquences d'une indication erronée qu'une concentration accidentelle d'évènements de décharge électrostatique en une position particulière le long d'un émetteur spécifique 68 est représentatif d'un flux concentré de neutrons en la position particulière sur la longueur du collecteur 70. Présenté autrement, si on s'appuie seulement sur les positions des évènements de décharge électrostatique 80 sans les relier aux émetteurs 68 spécifiques qui ont connu de tels évènements de décharge électrostatique 80, se fier ainsi à la position des étincelles peut résulter en des données qui sont moins complètement représentatives du flux de neutrons sur la longueur de chaque émetteur.

De ce point de vue, le centre de l'émetteur 68A est désigné comme étant l'emplacement L, qui est indiqué par le numéro 94, et qui est situé sur la longueur du collecteur 70 et positionné au centre longitudinal de l'émetteur 68A. Le flux de neutrons connu par l'émetteur 68A est ainsi stocké comme ayant son emplacement effectif à l'emplacement L sur la longueur du collecteur 70. L'assemblage de détection 42 peut donc être considéré comme fonctionnant de la manière suivante. D'abord, il est nécessaire de connecter le dispositif de décharge 44 aux entrées 50A et 50B sur le dispositif de détection 46 en connectant les fils 48A et 48B aux connecteurs 74A et 74B et aux entrées 50A et 50B. Lors de l'occurrence d'un événement de décharge électrostatique, le dispositif de détection 46 détecte au niveau des entrées 50A et 50B un signal d'entrée qui est représentatif de l'occurrence de l'évènement de décharge électrostatique 80. De ce point de vue, le signal d'entrée est susceptible d'être de la nature de deux signaux électriques qui sont reçus au niveau des entrées 50A et 50B à différents moments (ou peut-être au même moment). C'est-à-dire que le signal d'entrée est composé d'une paire de signaux séparés qui sont reçus au niveau des entrées séparées 50A et 50B. Le dispositif de détection 46 détermine ensuite à partir du signal d'entrée reçu au niveau des deux entrées 50A et 50B un différentiel de temps entre la partie du signal d'entrée qui est reçue au niveau de l'entrée 50A et la partie du signal d'entrée qui est reçue au niveau de l'entrée 50B.

Le dispositif de détection 46 emploie ensuite le différentiel de temps pour identifier une position P 82 sur la longueur du collecteur 70 comme étant le site où l'évènement de décharge électrostatique 80 a eu lieu. Il est ensuite possible de déterminer un flux de neutrons et donc un taux de génération d'énergie à un emplacement 94 qui est représentatif de l'émetteur particulier 68A qui inclut la position P 82 et qui est fonction au moins en partie de l'occurrence de l'évènement de décharge électrostatique 80. En faisant cela, il peut être souhaitable d'employer la position P 82 pour identifier l'émetteur particulier 68A, par exemple, qui a connu l'évènement de décharge électrostatique 80 et pour stocker dans l'élément de stockage 58 un enregistrement qui est représentatif de l'occurrence de l'évènement de décharge électrostatique 80 ayant eu lieu au niveau de l'émetteur particulier 68 A.

Comme mentionné ci-dessus, le dispositif de décharge 44 s'appuie sur l'énergie électromagnétique reçue au niveau des connecteurs 74A et 74B, et, plus particulièrement, au niveau des conducteurs 81A et 81B pour détecter l'évidence électromagnétique qui est indicative de l'occurrence de l'évènement de décharge électrostatique 80 au niveau de la position P 82. On note, que dans d'autres modes de réalisation, comme ceux présentés plus en détail, il est approprié et souhaitable de détecter en plus ou en variante l'occurrence de l'évènement de décharge électrostatique par la détection de l'évidence acoustique de l'évènement de décharge électrostatique 80.

Par exemple, un dispositif de décharge amélioré 144 selon un second mode de réalisation de l'invention est représenté sur la Fig. 5 et peut être utilisé en conjonction avec le dispositif de détection 46 et les fils connecteurs 48A et 48B pour former un assemblage amélioré de détection selon un autre mode de réalisation de l'invention. Le dispositif de décharge 144 inclut un dispositif émetteur 166 comportant une pluralité d'émetteurs 168 qui sont sensiblement les mêmes que le dispositif émetteur 66 et la pluralité d'émetteurs 68. Le dispositif de décharge 144 inclut en outre un collecteur 170 qui est sensiblement le même que le collecteur 70 et qui inclut une paire d'extrémités opposées 172A et 172B. De même, un dispositif isolant 178 est fourni pour isoler électriquement les émetteurs 168 les uns des autres et du collecteur 170.

On note, néanmoins, que le dispositif de décharge 144 inclut avantageusement une paire de détecteurs d'énergie acoustique qui sont représentés ici par exemple sous la forme d'une paire de microphones 196A et 196B qui sont situés au niveau des extrémités 172A et 172B, respectivement. Le microphone 196A comporte une paire de broches qui sont connectées à une paire de conducteurs d'un connecteur 174A, et le microphone 196B comporte une paire de broches qui sont connectées électriquement aux conducteurs d'un autre connecteur 174B.

Quand les microphones 196A et 196B détectent le "snap" acoustique ou une autre évidence acoustique de l'évènement de décharge électrostatique 80, qui n'est pas expressément représenté sur la Fig. 5, les signaux électroniques résultants sont reçus au niveau des entrées 50A et 50B. Ces signaux électroniques qui sont reçus au niveau des entrées 50A et 50B forment le signal d'entrée, et la différence de temps de leur arrivée au niveau des entrées 50A et 50B est employée pour déterminer à partir des équations précédentes la position sur la longueur du collecteur 170 où l'évènement de décharge électrostatique a eu lieu. Une équation est employée qui incorpore à la fois une première vitesse d'énergie acoustique dans le collecteur 70 (comme à travers le dispositif isolant 178 et le dispositif émetteur 166) et une seconde vitesse, différente, des signaux électroniques le long des fils connecteurs 48A et 48B eux-mêmes. On note que les signaux acoustiques avancent à une vitesse donnée alors que les signaux communiqués le long des fils connecteurs 48A et 48B sont communiqués à la vitesse beaucoup plus rapide de la lumière. La vitesse de l'énergie acoustique dans le collecteur 70 est mesurée de préférence avant le déploiement du dispositif de décharge 144, bien qu'il soit possible que cette vitesse puisse être dérivée en utilisant des principes qui sont connus de l'homme de l'art. Quelle que soit la façon dont la vitesse de l'énergie acoustique dans le collecteur 170 est déterminée, il apparaîtra que le temps de vol de l'énergie acoustique qui résulte de l'évènement de décharge électrostatique et la détection de son différentiel de temps au niveau des microphones 196A et 196B peuvent être employés comme une entrée pour déterminer la position précise où l'évènement de décharge électrostatique a eu lieu. Cette position peut ensuite être employée pour déterminer le flux de neutrons et donc la génération d'énergie en divers emplacements sur la longueur du collecteur 170.

Selon les besoins de l'application particulière, il peut être souhaitable de dériver par expérimentation ou autrement des courbes de vitesse qui représentent les vitesses du son dans le collecteur 170 en fonction des températures, des pressions, et autres, de manière appropriée, qui peuvent varier potentiellement à l'intérieur du réacteur nucléaire 4. Il peut être nécessaire de permettre à la fois la transmission de l'énergie acoustique à travers le dispositif isolant 178 ainsi qu'à travers les émetteurs 168. Selon les besoins de l'application particulière, néanmoins, il peut être souhaitable de fournir un chemin plus ou moins non obstrué pour la transmission de l'énergie acoustique vers les détecteurs d'énergie acoustique.

Par conséquent, un dispositif de décharge amélioré 244 selon un troisième mode de réalisation de l'invention est représenté sur la Fig. 6 et peut être employé avec le dispositif de détection 46 et les fils connecteurs 48A et 48B pour fournir un assemblage amélioré de détection selon un autre mode de réalisation de l'invention. Le dispositif de décharge 244 est similaire au dispositif de décharge 144, excepté que le dispositif de décharge 244 et, plus particulièrement, un dispositif émetteur 266 de celui-ci, inclut non seulement une pluralité d'émetteurs 268 mais inclut en outre un tube de communication 284. Le tube de communication 284 est situé le long d'un collecteur 270 et comporte une paire d'extrémités 298A et 298B. Le dispositif de décharge 244 inclut en outre une paire de détecteurs d'énergie acoustique sous la forme d'une paire de microphones 296A et 296B qui sont situés au niveau des extrémités 298A et 298B du tube de communication 284 et qui sont connectés électriquement à une paire de connecteurs 274A et 274B. Alors que le dispositif de décharge 244 inclut un dispositif isolant 278 qui isole électriquement les émetteurs 268 les uns des autres et du collecteur 270, tout son qui peut être communiqué à travers le collecteur 270 n'est pas nécessairement détecté à ses extrémités, et la détection du son est plutôt réalisée au niveau des extrémités 298A et 298B du tube de communication 284.

Le tube de communication 284 peut communiquer l'énergie acoustique de la façon suivante, par exemple et sans limitation. Un événement de décharge électrostatique 280 peut avoir lieu dans une position particulière dans le collecteur 270, et l'énergie acoustique en résultant irradie dans toutes les directions vers l'extérieur depuis l'évènement de décharge électrostatique et est ainsi reçue dans le tube de communication 284 en un emplacement adjacent à la position où l'évènement de décharge électrostatique a eu lieu. Une telle énergie acoustique peut ensuite être communiquée le long du tube de communication 284 vers ses extrémités opposées 298A et 298B pour une détection éventuelle par les microphones 296A et 296B.

Le son peut être communiqué dans le tube de communication 284 par le matériau dont le tube de communication 284 est lui-même formé et/ou peut être communiqué à travers la région intérieure du tube de communication 284 si un certain type de milieu 285 comme un gaz ou un autre matériau est reçu dans la région intérieure du tube de communication 284. De plus, le tube de communication 284 peut ne pas être creux du tout et peut plutôt être sous la forme d'une barre solide de matériau, comme un matériau métallique ou un autre matériau, qui sert de milieu à travers lequel l'énergie acoustique est communiquée aux extrémités 298A et 298B pour détection par les microphones 296A et 296B au niveau des extrémités 298A et 298B, respectivement. Il est possible que l'énergie acoustique qui est communiquée le long du collecteur 270 puisse elle-même exciter encore le tube de communication 284, mais une telle énergie acoustique supplémentaire transitoire et secondaire dans le tube de communication 284 peut être filtrée ou ignorée, si cela est souhaitable. En fonction des matériaux dont chacun du collecteur 270, du tube de communication 284, du milieu 285, et du dispositif isolant 278 sont formés, un tel filtrage ou autre peut ne pas être nécessaire si l'énergie acoustique primaire qui est excitée initialement par l'occurrence de l'évènement de décharge électrostatique 280 dans le tube de communication 284 est reçue au niveau des extrémités 298A et 298B avant que toute telle énergie acoustique transitoire ou secondaire soit reçue. Des microphones supplémentaires peuvent potentiellement être placés au niveau des extrémités du collecteur 270 qui peuvent fournir des signaux qui peuvent être utilisés pour réaliser un tel filtrage des signaux transitoires et/ou secondaires qui peuvent potentiellement être reçus dans le tube de communication 284.

La position de l'évènement de décharge électrostatique 280 peut être déterminée en utilisant des équations similaires à celles présentées ci-dessus, sauf qu'on emploie une longueur F désignée globalement par le numéro 289 au lieu de la dimension B et qu'on emploie la dimension G désignée par le numéro 291 au lieu de la dimension D. Aussi, les nouvelles dimensions F et G 289 et 291 sont divisées par la vitesse de l'énergie acoustique à travers le milieu 285 alors que les dimensions A et E 86 et 92 sont divisées par la vitesse de la lumière. De telles équations appropriées et d'autres peuvent être employées et relèvent facilement des capacités de l'homme de l'art. Le tube de communication 284 est représenté ici d'une façon exemplaire comme étant plus long que le collecteur 270 simplement dans le but d'illustrer que le tube de communication 284 est différent du collecteur 270.

Un dispositif de décharge amélioré 344 selon un quatrième mode de réalisation de l'invention est représenté sur la Fig. 7 et peut être connecté avec le dispositif de détection 46 et les fils connecteurs 48A et 48B afin de former un autre assemblage de détection qui est selon un autre mode de réalisation de l'invention. Le dispositif de décharge 344 inclut un dispositif émetteur 366 qui inclut une pluralité d'émetteurs 368 à la manière du dispositif de décharge 44. Le dispositif de décharge 344 inclut en outre un collecteur 370 qui est similaire au collecteur 70. En outre, un dispositif isolant 378 qui est employé dans le dispositif de décharge 344 est similaire au dispositif isolant 78.

Comme cela peut être vu sur la Fig. 7, néanmoins, le dispositif de décharge 344 inclut une paire de détecteurs d'énergie acoustique sous la forme de microphones 396A et 396B qui sont configurés pour détecter l'énergie acoustique dans le dispositif de décharge 344 qui est communiquée via deux milieux séparés. En particulier, les deux milieux séparés dans les exemples de mode de réalisation représentés incluent le matériau à partir duquel le dispositif isolant 378 est formé et le matériau à partir duquel le collecteur 370 est formé. De ce point de vue, on peut voir que le microphone 396A est situé à l'extrémité 372A et est configuré pour détecter l'énergie acoustique avançant à travers le dispositif isolant 378, et cela peut inclure l'avancée de l'énergie acoustique à travers le dispositif émetteur 366. D'autre part, le microphone 396B est représenté sur la Fig. 7 comme étant monté sur le collecteur 370 et comme détectant l'énergie acoustique qui le traverse. De ce point de vue, on comprend que le collecteur 370 et le dispositif isolant 378 sont formés de deux matériaux différents qui servent comme milieu de transmission qui transmit à travers lui l'énergie acoustique à différentes vitesses. C'est-à-dire qu'une quantité de l'énergie acoustique qui est d'une première longueur d'onde et amplitude avance à travers le collecteur 370 à une vitesse qui est différente de la vitesse à laquelle la même énergie acoustique à la même longueur d'onde et amplitude avance à travers le dispositif isolant 378. Le dispositif isolant 378 dans l'exemple de mode de réalisation représenté est an matériau d'oxyde d'aluminium, et on comprend que l'énergie acoustique qui avance à travers le dispositif isolant 378 avance aussi, dans une certaine mesure, à travers et est communiquée via les émetteurs 368 qui sont incorporés dans l'isolant 378. L'homme de l'art peut facilement dériver les équations qui peuvent caractériser l'avance de l'énergie acoustique à travers les deux matériaux quand ils sont combinés de la manière décrite et représentée ici. La différence de temps entre les composantes du signal reçu au niveau des entrées 50A et 50B est ensuite employée avec de telles équations pour déterminer la position où l'évènement de décharge électrostatique a eu lieu.

Les microphones 396A et 396B sont représentés comme étant montés à des extrémités opposées du dispositif de décharge 344 pour les besoins de l'illustration. On comprend, néanmoins, que dans des variantes de mode de réalisation les microphones 396A et 396B peuvent être monté à la même extrémité du dispositif de décharge 344, l'énergie acoustique avançant à travers le dispositif isolant 378 étant détectée par le microphone 396A et l'énergie acoustique qui avance à travers le collecteur 370 étant détectée par le microphone 396B. Les matériaux particuliers à partir desquels le collecteur 370 et le dispositif isolant 378 sont formés ne sont pas nécessairement particuliers, mais on note que le quatrième mode de réalisation du dispositif de décharge 344 s'appuie sur la différence vitesse de transmission du son entre les deux milieux qui forment le collecteur 370 et le dispositif isolant 378 afin de fournir la différence de temps de vol qui permet au dispositif de décharge 344 de pouvoir être utilisé pour déterminer une position le long de son extension longitudinale où un événement de décharge électrostatique a eu lieu.

Un dispositif de décharge amélioré 444 selon un cinquième mode de réalisation de l'invention est représenté globalement sur la Fig. 8 et peut être employé en conjonction avec le dispositif de détection 46 et les fils connecteurs 48A et 48B pour former un autre assemblage amélioré de détection selon un autre mode de réalisation de l'invention. Le dispositif de décharge 444 emploie un dispositif émetteur 466 comportant une pluralité d'émetteurs 468 et emploie en outre un collecteur 470, qui sont tous similaires à ceux du dispositif de décharge 44. On note, néanmoins, que le dispositif de décharge 444 emploie un milieu pour la transmission de l'énergie acoustique qui transmet l'énergie acoustique à différentes vitesses qui varient avec la longueur d'onde ou la fréquence de l'énergie acoustique. Presque chaque matériau est capable de communiquer de l'énergie acoustique à des vitesses qui varient avec la longueur d'onde ou la fréquence de l'énergie acoustique, comme cela est connu de l'homme de l'art.

Alors que le collecteur 470 a une paire d'extrémités opposées 472A et 472B, le dispositif de décharge 444 inclut seulement un microphone 496 unique ayant des bornes qui sont connectées à un seul connecteur 474 qui peut être connecté à une des entrées 50A et 50B, ce qui permet ainsi potentiellement de moindres coûts de fabrication, du fait qu'on a besoin d'un seul microphone, etc. Le dispositif de décharge emploie un dispositif isolant 478 qui peut être formé du même matériau d'oxyde aluminium à partir duquel les autres dispositifs d'appareil isolants mentionnés ci-dessus sont formés, bien qu'un autre appareil isolant puisse être employé s'il permet la transmission d'énergie acoustique préférée aux vitesses susmentionnées qui peuvent varier en fonction de la longueur d'onde ou de la fréquence de l'énergie acoustique. En variante, le matériau à partir duquel le collecteur 470 est formé peut être sélectionné en fonction de ses propriétés de communication d'énergie acoustique à une vitesse qui varie avec la fréquence ou la longueur d'onde de l'énergie acoustique. Quel que soit le matériau employé pour le milieu de transmission qui communique l'énergie acoustique à travers lui à des vitesses variables, le dispositif de décharge amélioré 444 peut être fourni et mis en œuvre à un coût potentiellement réduit et/ou avec une complexité réduite du fait de la capacité du microphone individuel 496 à détecter comme une première partie du signal d'entrée une première fréquence de l'énergie acoustique et pour détecter à un autre moment une autre quantité de l'énergie acoustique à une seconde, fréquence ou longueur d'onde différente, la différence de temps de réception, c'est à dire, le retard, étant employée pour déterminer la position où un événement de décharge électrostatique a eu lieu. Des équations appropriées qui s'appuie sur une caractérisation du milieu et sa communication de l'énergie acoustique variant avec la vitesse sont employées pour faire la détermination d'où l'évènement de décharge électrostatique a eu lieu. On note que les vitesses des diverses fréquences de son peuvent elles-mêmes varier avec les matériaux utilisés pour la transmission de tels sons. L'atténuation du signal est susceptible d'être une fonction de la fréquence de telle manière que la forme d'impulsion change quand des fréquences différentes sont atténuées à différents taux. Des effets de réfraction font que moins que toutes les ondes avancent de la même distance. Des effets de réfraction peuvent potentiellement empêcher certaines fréquences d'atteindre le microphone 496. En outre, on note que des ondes transversales et longitudinales peuvent avancer à différentes vitesses.

Il est expressément noté que les divers enseignements contenus ici peuvent être combinés de toute une variété de façons pour obtenir des résultats améliorés. Par exemple, le tube de communication 284 peut être implémenté dans le dispositif de décharge 444 et il peut employer comme son milieu 285 un milieu spécifiquement sélectionné qui transmet l'énergie acoustique à différentes vitesses en fonction de sa fréquence et/ou longueur d'onde, par exemple. Dans une telle circonstance, le microphone 496 est monté à une extrémité du tube de communication 284 plutôt que d'être monté à une extrémité du collecteur 470. D'autres variations peuvent apparaître.

Alors que des modes de réalisation de l'invention ont été décrits en détail, l'homme de l'art appréciera que diverses modifications et alternatives à ces détails peuvent être développées à la lumière des enseignements globaux de la description. Par conséquent, les modes de réalisations particuliers décrits sont sensés être seulement illustratifs et non pas limitatifs pour le domaine de l'invention qui est développé entièrement dans les revendications attenantes et les équivalents de celles-ci.

Claims (20)

1. REVENDICATIONS

   1. Dispositif de décharge (44) pouvant être utilisé dans un environnement de réacteur nucléaire (4) pour déterminer un flux de neutrons en une pluralité d'emplacements et étant structuré pour être connecté à un certain nombre d'entrées (50A, 50B) d'un dispositif de détection, le dispositif de décharge comprenant : un dispositif émetteur (66) allongé comprenant une pluralité d'émetteurs (68) espacés les uns des autres d'une façon prédéterminée le long de l’extension longitudinale du dispositif émetteur, chaque émetteur étant structuré pour émettre un certain nombre d'électrons par désintégration béta en réponse à son absorption de neutrons ; un collecteur (70) situé à proximité du dispositif émetteur et étant structuré pour collecter depuis la pluralité d'émetteurs le certain nombre d’électrons ; un dispositif isolant (78) intercalé entre le dispositif émetteur et le collecteur, le dispositif isolant isolant électriquement les uns des autres au moins certains des émetteurs de la pluralité d'émetteurs ; le dispositif émetteur et le collecteur étant isolés électriquement l'un de l'autre du fait au moins en partie du dispositif isolant ; et au moins certains des émetteurs de la pluralité d'émetteurs étant chacun structuré pour subir un événement de décharge électrostatique avec le collecteur quand un déséquilibre de charge électrique entre l'émetteur et le collecteur est suffisant pour dépasser les propriétés diélectriques du dispositif isolant.
2. 2. Dispositif de décharge selon la revendication 1 dans lequel la pluralité d'émetteurs comprend une pluralité de pièces de fil de longueur connue.
3. 3. Dispositif de décharge selon la revendication 1 dans lequel le collecteur comprend un tube allongé, et dans lequel le dispositif émetteur comprend en outre un premier détecteur situé à une première extrémité du tube et un second détecteur situé à une seconde extrémité du tube opposée à la première extrémité, le premier détecteur étant structuré pour être connecté électriquement à une première entrée du certain nombre d'entrées et pour générer un signal de sortie en réponse à la détection de l'évènement de décharge électrostatique, le second détecteur étant structuré pour être connecté électriquement à une seconde entrée du certain nombre d'entrées et pour générer un autre signal de sortie en réponse à la détection de l'évènement de décharge électrostatique.
4. 4. Dispositif de décharge selon la revendication 3 dans lequel les premier et second détecteurs sont des détecteurs acoustiques qui sont structurés pour détecter acoustiquement l'occurrence de l'évènement de décharge électrostatique et pour générer en réponse des signaux électriques comme le signal de sortie et l'autre signal de sortie.
5. 5. Dispositif de décharge selon la revendication 1 dans lequel le collecteur comprend un tube allongé, et dans lequel le dispositif émetteur comprend en outre un autre tube, un premier détecteur, et un second détecteur, le dispositif émetteur étant situé dans une région intérieure du tube, l'autre tube étant allongé et étant en communication avec le tube, le premier détecteur étant situé à une première extrémité de l'autre tube, le second détecteur étant situé à l'une de la première extrémité et d’une seconde extrémité du tube opposée à la première extrémité, le premier détecteur étant structuré pour être connecté électriquement à une première entrée du certain nombre d'entrées et pour générer un signal de sortie en réponse à la détection de l’évènement de décharge électrostatique, le second détecteur étant structuré pour être connecté électriquement à une seconde entrée du certain nombre d'entrées et pour générer un autre signal de sortie en réponse à la détection de l'évènement de décharge électrostatique.
6. 6. Dispositif de décharge selon la revendication 5 dans lequel les premier et second détecteurs sont des détecteurs acoustiques qui sont structurés pour détecter acoustiquement l'occurrence de l'évènement de décharge électrostatique par communication de son depuis la décharge électrostatique à travers l'autre tube et pour générer en réponse des signaux électriques comme le signal de sortie et l'autre signal de sortie.
7. 7. Dispositif de décharge selon la revendication 1 dans lequel le collecteur comprend un tube allongé, et dans lequel le dispositif émetteur comprend en outre un premier détecteur situé à une première extrémité du tube et un second détecteur situé à l'une de la première extrémité et d'une seconde extrémité du tube opposée à la première extrémité, le premier détecteur étant un détecteur acoustique qui est structuré pour être connecté électriquement à une première entrée du certain nombre d'entrées, le premier détecteur étant structuré pour détecter acoustiquement à travers un premier milieu du dispositif de décharge l'occurrence de l'évènement de décharge électrostatique et pour générer en réponse un signal de sortie, le second détecteur étant un détecteur acoustique qui est structuré pour être connecté électriquement à une seconde entrée du certain nombre d'entrées, le second détecteur étant structuré pour détecter acoustiquement à travers un second milieu du dispositif de décharge l'occurrence de l'évènement de décharge électrostatique et pour générer en réponse un autre signal de sortie, le premier milieu étant un matériau qui transmet une énergie acoustique particulière à travers lui à une première vitesse, le second milieu étant un matériau qui transmet l'énergie acoustique particulière à travers lui à une seconde vitesse différente de la première vitesse.
8. 8. Dispositif de décharge selon la revendication 7 dans lequel le premier détecteur est structuré pour détecter l'occurrence de l'évènement de décharge électrostatique à travers le matériau du tube comme le premier milieu.
9. 9. Dispositif de décharge selon la revendication 8 dans lequel le second milieu est l'un d'un matériau situé dans le tube et d'un matériau situé au moins en partie à l'extérieur du tube.
10. 10. Dispositif de décharge selon la revendication 1 dans lequel le collecteur comprend un tube allongé, et dans lequel le dispositif émetteur comprend en outre un détecteur situé à une extrémité du tube, le détecteur étant structuré pour être connecté électriquement à une entrée du certain nombre d'entrées, le détecteur étant structuré pour détecter à travers un milieu du dispositif de décharge l'énergie acoustique générée comme un résultat de l’occurrence de l'évènement de décharge électrostatique et pour générer en réponse des signaux de sortie, le milieu étant un matériau qui transmet l'énergie acoustique à travers lui à une vitesse qui varie avec la fréquence de l'énergie acoustique, le détecteur étant structuré pour détecter à un premier moment un premier aspect acoustique de l'évènement de décharge électrostatique et pour générer un premier signal de sortie, et le détecteur étant structuré pour détecter à un second moment différent du premier moment un second aspect acoustique de l'évènement de décharge électrostatique qui est d'une fréquence différente du premier aspect acoustique et pour générer un second signal de sortie.
11. 11. Dispositif de décharge selon la revendication 10 dans lequel le milieu est le matériau du tube.
12. 12. Procédé d'utilisation du dispositif de décharge selon la revendication 1 pour déterminer un flux de neutrons en une pluralité d'emplacements dans un environnement de réacteur nucléaire, dans lequel : on connecte le dispositif de décharge à un certain nombre d'entrées d'un dispositif de détection ; on détecte un signal d’entrée au niveau du certain nombre d'entrées comme étant représentatif d'un événement de décharge électrostatique ; on détermine avec le dispositif de détection un différentiel de temps entre une partie du signal d'entrée et une autre partie du signal d'entrée ; on emploie le différentiel de temps pour identifier une position le long de l'extension longitudinale du dispositif émetteur comme étant le site où l'évènement de décharge électrostatique a eu lieu ; et on détermine un flux de neutrons en un emplacement qui inclut la position et qui est fonction au moins en partie de l'occurrence de l'évènement de décharge électrostatique.
13. 13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel, en outre : on emploie la position pour identifier un émetteur particulier de la pluralité d'émetteurs qui ont connu l'évènement de décharge électrostatique ; et on stocke dans un élément de stockage un enregistrement représentatif de l'occurrence de l'évènement de décharge électrostatique connu au niveau de l'émetteur particulier.
14. 14. Procédé selon la revendication 12, dans lequel le collecteur comprend un tube allongé, et dans lequel le dispositif émetteur comprend en outre un premier détecteur situé à une première extrémité du tube et un second détecteur situé à une seconde extrémité du tube opposée à la première extrémité, dans lequel, en outre : on connecte électriquement le premier détecteur à une première entrée du certain nombre d'entrées ; on détecte l'évènement de décharge électrostatique avec le premier détecteur et on génère en réponse un signal de sortie ; on reçoit le signal de sortie au niveau de la première entrée comme la partie du signal d'entrée ; on connecte électriquement le second détecteur à une seconde entrée du certain nombre d’entrées ; on détecte l'évènement de décharge électrostatique avec le second détecteur et on génère en réponse un autre signal de sortie ; et on reçoit l'autre signal de sortie au niveau de la seconde entrée comme l’autre partie du signal d'entrée.
15. 15. Procédé selon la revendication 14 dans lequel les premier et second détecteurs sont des détecteurs acoustiques, et dans lequel, en outre : on détecte acoustiquement l'occurrence de l'évènement de décharge électrostatique et on génère en réponse des signaux électriques comme le signal de sortie et l'autre signal de sortie.
16. 16. Procédé selon la revendication 12 dans lequel le collecteur comprend un tube allongé, et dans lequel le dispositif émetteur comprend en outre un autre tube, un premier détecteur, et un second détecteur, le dispositif émetteur étant situé dans une région intérieure du tube, l’autre tube étant allongé et étant en communication avec le tube, le premier détecteur étant situé à une première extrémité de l'autre tube, le second détecteur étant situé à l'une de la première extrémité et d'une seconde extrémité du tube opposée à la première extrémité, et dans lequel, en outre : on connecte électriquement le premier détecteur à une première entrée du certain nombre d'entrées ; on génère avec le premier détecteur un signal de sortie en réponse à la détection de l'évènement de décharge électrostatique ; on reçoit le signal de sortie au niveau de la première entrée comme la partie du signal d'entrée ; on connecte électriquement le second détecteur à une seconde entrée du certain nombre d'entrées ; on génère avec le second détecteur un autre signal de sortie en réponse à la détection de l'évènement de décharge électrostatique ; et on reçoit l'autre signal de sortie au niveau de la seconde entrée comme l'autre partie du signal d'entrée.
17. 17. Procédé selon la revendication 16 dans lequel les premier et second détecteurs sont des détecteurs acoustiques, et dans lequel, en outre, on détecte acoustiquement l'occurrence de l'évènement de décharge électrostatique par communication de son depuis la décharge électrostatique à travers l'autre tube et on génère en réponse des signaux électriques comme le signal de sortie et l'autre signal de sortie.
18. 18. Procédé selon la revendication 12 dans lequel le collecteur comprend un tube allongé, et dans lequel le dispositif émetteur comprend en outre un premier détecteur situé à une première extrémité du tube et un second détecteur situé à l'une de la première extrémité et d'une seconde extrémité du tube opposée à la première extrémité, les premier et second détecteurs étant des détecteurs acoustiques, le dispositif de décharge comprenant une premier milieu et un second milieu, le premier milieu étant un matériau qui transmet une énergie acoustique particulière à travers lui à une première vitesse, le second milieu étant un matériau qui transmet l'énergie acoustique particulière à travers lui à une seconde vitesse différente de la première vitesse, et dans lequel, en outre : on connecte électriquement le premier détecteur à une première entrée du certain nombre d'entrées ; on détecte acoustiquement avec le premier détecteur à travers le premier milieu l'occurrence de l'évènement de décharge électrostatique et on génère en réponse un signal de sortie ; on reçoit le signal de sortie au niveau de la première entrée comme la partie du signal d'entrée ; on connecte électriquement le second détecteur à une seconde entrée du certain nombre d'entrées ; on détecte acoustiquement avec le second détecteur à travers le second milieu l'occurrence de l'évènement de décharge électrostatique et on génère en réponse un autre signal de sortie ; et on reçoit l'autre signal de sortie au niveau de la seconde entrée comme l'autre partie du signal d'entrée.
19. 19. Procédé selon la revendication 12 dans lequel le collecteur comprend un tube allongé, et dans lequel le dispositif émetteur comprend en outre un détecteur situé à une extrémité du tube, le dispositif de décharge comprenant un milieu qui est un matériau qui transmet l'énergie acoustique à travers lui à une vitesse qui varie avec la fréquence de l'énergie acoustique, et dans lequel, en outre ï on connecte électriquement le détecteur à une entrée du certain nombre d'entrées ; on détecte à travers le milieu avec le détecteur à un premier moment un premier aspect acoustique de l'énergie acoustique générée comme un résultat de l'occurrence de l'évènement de décharge électrostatique et on génère en réponse un premier signal de sortie ; on reçoit le premier signal de sortie au niveau de l'entrée comme l'une de la partie du signal d'entrée et l'autre partie du signal d'entrée ; on détecte à travers le milieu avec le détecteur à un second moment différent du premier moment un second aspect acoustique de l'énergie acoustique générée comme un résultat de l'occurrence de l'évènement de décharge électrostatique qui est d'une fréquence différente du premier aspect acoustique et on génère en réponse un second signal de sortie ; et on reçoit le second signal de sortie au niveau de l'entrée comme l'autre de la partie du signal d'entrée et l'autre partie du signal d'entrée.
20. 20. Assemblage de détection comprenant le dispositif de décharge selon la revendication 1, l'assemblage de détection pouvant être utilisé dans un environnement de réacteur nucléaire pour déterminer un flux de neutrons en une pluralité d'emplacements, et comprenant en outre un dispositif de détection ayant un certain nombre d'entrées, le dispositif de décharge étant connecté électriquement avec le nombre d'entrées.