WO2014037461A1 - Dispositif de prelevement passif de tritium - Google Patents

Dispositif de prelevement passif de tritium Download PDF

Info

Publication number
WO2014037461A1
WO2014037461A1 PCT/EP2013/068400 EP2013068400W WO2014037461A1 WO 2014037461 A1 WO2014037461 A1 WO 2014037461A1 EP 2013068400 W EP2013068400 W EP 2013068400W WO 2014037461 A1 WO2014037461 A1 WO 2014037461A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sampling
tritium
openings
reservoir
center
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/068400
Other languages
English (en)
Inventor
Pédro CALDEIRA IDEIAS
Original Assignee
Institut De Radioprotection Et De Surete Nucleaire
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institut De Radioprotection Et De Surete Nucleaire filed Critical Institut De Radioprotection Et De Surete Nucleaire
Priority to ES13760009.4T priority Critical patent/ES2620783T3/es
Priority to CA2884228A priority patent/CA2884228C/fr
Priority to EP13760009.4A priority patent/EP2893539B1/fr
Publication of WO2014037461A1 publication Critical patent/WO2014037461A1/fr

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/02—Treating gases

Definitions

  • the invention relates to the study and monitoring of radionuclides in the environment, including devices for trapping and measuring a quantity of tritium contained in the air.
  • Tritium is the radioactive isotope of hydrogen comprising three nucleons (one proton and two neutrons). It is represented by the chemical symbol T, and occurs in the environment in three chemical forms:
  • HTO tritiated water
  • OBT organic tritium
  • Tritium trapping devices contained in the air are already known.
  • devices known as bubblers an example of which is illustrated schematically in FIG. 1, are known, comprising pots filled with water 1 1 in which an air stream F is injected at very low flow rate - of the order of 30 liters. per hour on average - over a period of several days.
  • the tritium contained in the air is trapped by exchange in the water contained in the different pots 1 1. It is then analyzed to obtain an indication of the average activity of tritium in the air during the sampling period.
  • This device nevertheless has disadvantages.
  • it is an "active" device, that is to say that requires a permanent supply of energy, which represents a material constraint.
  • This device is also expensive and requires maintenance interventions.
  • the amount of tritium contained in the water vapor initially present in the air is greatly diluted since it is mixed with the volume of water contained in the pots, this dilution limiting the sensitivity of the measurement.
  • Another type of tritium trapping device has been developed, illustrated schematically in FIG. 2, consisting in condensing the water vapor contained in the air, in order to recover the tritium present in the air in the form of tritiated water.
  • This device 20 is an open system comprising a duct 21 bathed in the ambient air, represented in the form of an air flow F, in which circulates a gas g liquefied at a negative temperature, and on which the water vapor present is condensed. in the air in contact with the pipe.
  • the device further comprises a ventilation 22 to ensure the renewal of ambient air near the pipe.
  • the condensed water Ec can be recovered to analyze the quantity of tritium that it contains.
  • This type of device makes it possible to take air samples over shorter periods (less than one hour), and therefore does not make it possible to obtain an average value of the quantity of tritium present in the air over periods of the order of the week or more.
  • This device has the disadvantages of being an active system, expensive to use and difficult to implement.
  • FIG. 1 Another tritium sampling device is still known with reference to FIG. This device is passive, that is to say it does not require any source of energy. It comprises a reservoir 31 inside which is placed a cylinder of adsorbent material 32, adapted to take tritium contained in the air by adsorption.
  • this device does not have the same efficiency of sampling tritium throughout the duration of the sampling. Indeed, the adsorbent material quickly reaches, after a period of three to four days, to a state of saturation in the surface layers of the absorbent material, in contact with the environment. This prevents the results from being exploited to derive an average activity of tritium in the environment during a sampling period exceeding the saturation threshold, typically 15 days.
  • the invention aims to overcome at least one of the disadvantages mentioned above.
  • An object of the invention is thus to propose a passive device for sampling tritium in a gaseous environment, making it possible to obtain a value of the average activity of tritium throughout the sampling.
  • Another object of the invention is to provide an economical tritium sampling device, easy and fast to deploy in an environment.
  • the invention proposes a device for sampling tritium present in a gaseous environment, comprising:
  • a reservoir in fluid communication with the gaseous environment, and a quantity of adsorbent material, disposed inside said reservoir, adapted to adsorb the tritium contained in the gaseous environment, the device comprising at least one fluid communication opening between the reservoir and the gaseous environment,
  • the geometry of the fluid communication aperture is adapted, depending on the duration of the sampling, so that the amount of adsorbent material is not saturated at the end of the sampling, and,
  • the tritium sampling device may further comprise at least one of the following characteristics:
  • the area of the opening or the cumulative surface area of the fluid communication openings is less than 400 mm 2 for a 10 day sample, and 200 mm 2 for a 20 day sample.
  • the communication opening or openings are formed in a lid or membrane attached to said reservoir,
  • the membrane is a hydrophilic membrane.
  • the device comprises a circular lid attached to the reservoir, the fluid communication openings being circular and arranged in a disposition selected from the following group:
  • apertures arranged at the vertices of a regular polygon centered on the center of the cover, in the middle of the sides of the polygon, and on at least one diagonal of the polygon so that the openings of said diagonal are evenly distributed,
  • the reservoir comprises symmetrical side walls around an axis of the reservoir, and the exchange surface of the adsorbent material is of revolution about said axis.
  • the exchange surface of the adsorbent material is cylindrical, frustoconical or conical.
  • the device further comprises a permeable wall disposed inside the reservoir, the adsorbent material being disposed between the side walls of the reservoir and the permeable wall so that said permeable wall defines the exchange surface between the adsorbent material and the gaseous environment, the permeable wall is a grid.
  • the absorbent material is selected from the following group: silica gel, molecular sieve, zeolite, activated carbon.
  • the invention also proposes a method of sampling tritium in a gaseous environment, comprising the steps of:
  • FIG. 1 already described, schematically represents a tritium trapping device of the prior art known as a bubbler,
  • Figure 2 already described, schematically shows a tritium trapping device of the prior art by condensation.
  • Figure 3 already described, schematically shows a passive sampling device of tritium of the prior art.
  • Figures 4a, 4b and 4c show cross-sectional views of three embodiments of a tritium sampling device according to the invention.
  • Figures 5a to 5e show several embodiments of covers of a sampling device according to the invention.
  • FIG. 6 represents the mass of water adsorbed by a device according to the invention during the sampling period.
  • Figures 7a and 7b respectively show the arrangement and the results obtained for a particular embodiment of the sampling device.
  • FIGS. 4a and 4b show embodiments of a device 100 for the passive sampling of tritium in a gaseous environment E.
  • Such a device comprises a reservoir 1 10, in fluid communication with the environment E, so that once the device placed in the environment E, a part E 'of it is inside the reservoir .
  • adsorbent material 120 In the tank 1 is placed a quantity of adsorbent material 120.
  • the adsorbent material preferably comprises zeolite (molecular sieve) beads, but alternatively may comprise silica gel or activated charcoal.
  • This material when it is in contact with the gaseous environment E 'inside the device 100, makes it possible to adsorb the tritium contained therein.
  • the device 100 very advantageously comprises a membrane or a cover 130 attached to the tank 1 10, in which are provided one or more communication openings 131, allowing the communication of fluid between the environment E and the tank 1 10.
  • This fluid communication can also be achieved by the use of a porous membrane (not shown) placed on the reservoir, allowing gas exchange between the reservoir and the environment E.
  • the Applicant has found, surprisingly, that a phenomenon of saturation of the adsorbent material during the sampling can be avoided by adapting the geometry of the communication opening or openings 131, both in cumulated total surface, in position or disposition openings.
  • the total area of the communication opening 131 between the device and the environment is preferably less than 600 mm 2 , and very advantageously less than 200 mm 2 , in order to be able to ensure a linear sampling throughout its duration.
  • Figure 5 there are shown preferred embodiments of arrangements of a plurality of communication openings 131 on a cover 130 attached to the tank 1 10.
  • the cover 130 is preferably circular, and the reservoir 1 10 advantageously has symmetrical side walls 1 1 1 about an axis X-X of the reservoir, the cover being centered on said axis.
  • the tank 1 10 may be a solid of revolution about said axis.
  • this opening is preferably circular and centered on the X-X axis, as shown in FIG. 5a.
  • the openings are advantageously circular and positioned at the top of a regular polygon centered on the X-X axis, like the pentagon shown in FIG. 5b.
  • An additional opening may also be in the center of the cover 130 as in Figure 5c.
  • Additional openings may also be located at the midpoints of one or more sides of the polygon.
  • the polygon is a square, all sides have an opening in the middle.
  • Additional openings may also be provided on one or more diagonals of the polygon so that the openings of said diagonal are evenly distributed, as is the case in Figure 5e.
  • the openings can also be randomly or spirally distributed on the lid.
  • all the openings arranged in a cover 130 are circular and of the same diameter.
  • the number of openings and their diameter are adapted to obtain a cumulative surface area of less than 400 mm 2 , for example, in the case of a sampling of a duration of between 2 and 10 days.
  • the cumulative surface area of the openings is advantageously less than 200 mm 2 , preferably less than 190 mm 2 .
  • the cumulative surface area of the openings may be greater than 400 mm 2 , advantageously greater than 1000 mm 2 .
  • the Applicant has also found, surprisingly, that the adsorbent material is shaped in the tank so as to have a surface of exchange of revolution with the gaseous environment E 'present in the tank, helps to avoid a state of saturation of the adsorbent.
  • the material has a surface of exchange of revolution about the axis X-X of the reservoir, this exchange surface may be cylindrical, as in Figure 4a, or conical, as in Figure 4b.
  • the exchange surface may also have a cone section shape, as in FIG. 4c.
  • a permeable wall 140 is used, pressed against the adsorbent material so that it is held between the walls of the reservoir and the wall.
  • the shape of the exchange surface of the adsorbent material with the environment E ' is thus defined by the permeable wall 140.
  • the wall 140 is advantageously a grid whose characteristic size of the holes is smaller than the characteristic size of the grains of the adsorbent material.
  • the cone section geometry according to FIG. 4c is preferred because it makes it possible to ensure the linearity of the sample, even under conditions of high humidity, up to 90%.
  • the experiment was conducted with the truncated cone geometry of FIG. 7a, in which the diameter of the cone section at the base is 4 cm, at its upper end, at the level of the cone. opening 131, is 7.5 cm, and the height of the cone is 10 cm.
  • the two devices respectively have a sampling rate of 2.0 ⁇ 0.1 g H 2 0.day “1 and 0.3 ⁇ 0.1 g H 2 0.day “ 1 . This also makes it possible to ensure a sufficient withdrawal of tritiated water, including for a short duration, for example 24 hours, especially in case of crisis.
  • adsorbent material of molecular sieve type for example zeolite
  • the cumulative surface of the openings 131 of the lid is equal to 250 mm 2 .
  • FIG. 6 The results obtained with this embodiment are illustrated in FIG. 6. It can be seen that they make it possible to obtain linear measurements during a sampling period of 20 days (the linearity being deduced from the mass of the adsorbent material throughout the sampling) at a temperature of 22 ° C and a relative humidity of 50%;
  • a desired sampling time is first determined, for example 2, 10 or 15 days.
  • the geometry of the communication apertures 131 in arrangement and cumulative surface area
  • a shape is chosen for the adsorbent material (cone, cone section or cylinder).
  • the device is placed in the environment for the duration of the sampling.
  • the adsorbent material did not reach saturation, but on the contrary adsorbed linearly the tritium present in the environment. It is therefore possible to deduce from the total amount of tritium adsorbed during the sampling an average amount of tritium present in the environment during this sampling.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

L'invention concerne un dispositif (100) de prélèvement de tritium présent dans un environnement gazeux (E), comprenant : un réservoir (110) en communication de fluide avec l'environnement gazeux, et une quantité de matériau adsorbant (120), disposée à l'intérieur dudit réservoir (110), adaptée pour adsorber le tritium contenu dans l'environnement gazeux, le dispositif comprenant au moins une ouverture de communication (131) de fluide entre le réservoir et l'environnement gazeux, le dispositif étant caractérisé en ce que: la géométrie de l'ouverture de communication de fluide (131) est adaptée, en fonction de la durée du prélèvement, pour que la quantité de matériau adsorbant ne soit pas saturée à l'issue du prélèvement, et, le matériau adsorbant est conformé de manière à présenter une surface d'échange de révolution avec l'environnement gazeux.

Description

DISPOSITIF DE PRELEVEMENT PASSIF DE TRITIUM
DOMAINE DE L'INVENTION
L'invention concerne l'étude et le suivi des radionucléides dans l'environnement, et notamment les dispositifs de piégeage et de mesure d'une quantité de tritium contenu dans l'air.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Le tritium est l'isotope radioactif de l'hydrogène comprenant trois nucléons (un proton et deux neutrons). Il est représenté par le symbole chimique T, et se présente dans l'environnement sous trois formes chimiques :
l'eau tritiée, HTO, forme la plus abondante,
le tritium gazeux, HT,
le tritium organique, noté OBT, pouvant apparaître suite à des échanges environnementaux ou des réactions métaboliques d'êtres vivants.
La quantité de tritium dans l'environnement ayant augmenté avec le développement de l'utilisation de l'énergie nucléaire, il existe un besoin croissant d'analyser sa concentration et son comportement, notamment dans l'atmosphère.
On connaît déjà des dispositifs de piégeage de tritium contenu dans l'air. On connaît notamment des dispositifs, appelés barboteurs dont un exemple 10 est illustré schématiquement en figure 1 , comprenant des pots remplis d'eau 1 1 dans lesquels on injecte un flux d'air F à très bas débit - de l'ordre de 30 litres par heure en moyenne - sur une période longue de plusieurs jours. Le tritium contenu dans l'air est piégé par échange dans l'eau contenue dans les différents pots 1 1. Elle est ensuite analysée pour obtenir une indication de l'activité moyenne du tritium dans l'air au cours de la période de prélèvement.
Ce dispositif présente néanmoins des inconvénients. Tout d'abord, il s'agit d'un dispositif « actif », c'est-à-dire qui nécessite un apport d'énergie permanent, ce qui représente une contrainte matérielle. Ce dispositif est également coûteux et nécessite des interventions de maintenance.
En outre, la quantité de tritium contenue dans la vapeur d'eau initialement présente dans l'air est grandement diluée puisqu'elle est mélangée au volume d'eau contenu dans les pots, cette dilution limitant la sensibilité de la mesure. Un autre type de dispositif de piégeage de tritium a été développé, illustré schématiquement en figure 2, consistant à condenser la vapeur d'eau contenue dans l'air, pour récupérer le tritium présent dans l'air sous forme d'eau tritiée. Ce dispositif 20 est un système ouvert comprenant une canalisation 21 baignant dans l'air ambiant représenté sous forme de flux d'air F, dans laquelle circule un gaz g liquéfié à une température négative, et sur laquelle se condense la vapeur d'eau présente dans l'air en contact avec la canalisation. Le dispositif comprend en outre une ventilation 22 pour assurer le renouvellement de l'air ambiant à proximité de la canalisation. On peut récupérer, à la fin du prélèvement, l'eau condensée Ec pour analyser la quantité de tritium qu'elle contient.
Ce type de dispositif permet de réaliser des prélèvements d'air sur des périodes plus courtes (moins d'une heure), et donc ne permet pas d'obtenir une valeur moyennée de la quantité de tritium présent dans l'air sur des périodes de l'ordre de la semaine ou plus.
Ce dispositif présente les inconvénients d'être un système actif, coûteux à utiliser et difficile à mettre en place.
On connaît encore, en référence à la figure 3, un autre dispositif de prélèvement de tritium. Ce dispositif est passif, c'est-à-dire qu'il ne requiert aucune source d'énergie. Il comporte un réservoir 31 à l'intérieur duquel est placé un cylindre de matériau adsorbant 32, adapté pour prélever du tritium contenu dans l'air par adsorption.
Cependant, ce dispositif ne présente pas la même efficacité de prélèvement du tritium tout au long de la durée du prélèvement. En effet, le matériau adsorbant parvient rapidement, après une période de trois à quatre jours, à un état de saturation dans les couches superficielles du matériau absorbant, en contact avec l'environnement. Ceci empêche d'exploiter les résultats pour en déduire une activité moyenne de tritium dans l'environnement pendant une période de prélèvement dépassant la durée-seuil de saturation, typiquement 15 jours.
Il existe donc un besoin pour un dispositif de prélèvement de tritium permettant un échantillonnage du tritium représentatif de sa concentration atmosphérique dans l'environnement surveillé, pendant une période de prélèvement pouvant varier de 1 à 20 jours minimum, et permettant également de récupérer suffisamment d'eau tritiée à l'issue du prélèvement pour une analyse radiologique par scintillation. PRESENTATION DE L'INVENTION
L'invention a pour but de pallier au moins un des inconvénients cités ci- avant.
Un but de l'invention est ainsi de proposer un dispositif passif de prélèvement de tritium dans un environnement gazeux, permettant d'obtenir une valeur de l'activité moyenne du tritium tout au long du prélèvement.
Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif de prélèvement de tritium économique, facile et rapide à déployer dans un environnement.
A cet égard, l'invention propose un dispositif de prélèvement de tritium présent dans un environnement gazeux, comprenant :
un réservoir en communication de fluide avec l'environnement gazeux, et une quantité de matériau adsorbant, disposée à l'intérieur dudit réservoir, adaptée pour adsorber le tritium contenu dans l'environnement gazeux, le dispositif comprenant au moins une ouverture de communication de fluide entre le réservoir et l'environnement gazeux,
le dispositif étant caractérisé en ce que:
la géométrie de l'ouverture de communication de fluide est adaptée, en fonction de la durée du prélèvement, pour que la quantité de matériau adsorbant ne soit pas saturée à l'issue du prélèvement, et,
le matériau adsorbant est conformé de manière à présenter une surface d'échange de révolution avec l'environnement gazeux. Avantageusement, mais facultativement, le dispositif de prélèvement de tritium selon l'invention peut en outre comprendre au moins l'une des caractéristiques suivantes :
la surface de l'ouverture ou la surface cumulée des ouvertures de communication de fluide est inférieure à 400 mm2 pour un prélèvement de 10 jours, et à 200 mm2 pour un prélèvement de 20 jours.
la ou les ouvertures de communication sont ménagées dans un couvercle ou une membrane rapportée sur ledit réservoir,
la membrane est une membrane hydrophile. Le dispositif comprend un couvercle circulaire rapporté sur le réservoir, les ouvertures de communication de fluide étant circulaires et disposées selon une disposition choisie parmi le groupe suivant :
o ouvertures disposées aux sommets d'un polygone régulier centré sur le centre du couvercle,
o ouvertures disposées aux sommets d'un polygone régulier centré sur le centre du couvercle, et une ouverture au centre du couvercle, o ouvertures disposées aux sommets d'un polygone régulier centré sur le centre du couvercle, et au milieu des côtés du polygone,
o ouvertures disposées aux sommets d'un polygone régulier centré sur le centre du couvercle, au milieu des côtés du polygone, et au centre du couvercle,
o ouvertures disposées aux sommets d'un polygone régulier centré sur le centre du couvercle, et sur au moins une diagonale du polygone de sorte que les ouvertures de ladite diagonale soient régulièrement réparties,
o ouvertures disposées aux sommets d'un polygone régulier centré sur le centre du couvercle, au milieu des côtés du polygone, et sur au moins une diagonale du polygone de sorte que les ouvertures de ladite diagonale soient régulièrement réparties,
o ouvertures disposées aux sommets d'un polygone régulier centré sur le centre du couvercle, au milieu des côtés du polygone, au centre du couvercle, et sur au moins une diagonale du polygone de sorte que les ouvertures de ladite diagonale soient régulièrement réparties, o ouvertures disposées en spirale,
o ouvertures aléatoirement réparties sur le couvercle,
le réservoir comprend des parois latérales symétriques autour d'un axe du réservoir, et la surface d'échange du matériau adsorbant est de révolution autour dudit axe.
la surface d'échange du matériau adsorbant est cylindrique, tronconique ou conique.
Le dispositif comprend en outre une paroi perméable disposée à l'intérieur du réservoir, le matériau adsorbant étant disposé entre les parois latérales du réservoir et la paroi perméable de sorte que ladite paroi perméable définit la surface d'échange entre le matériau adsorbant et l'environnement gazeux, la paroi perméable est une grille.
le matériau absorbant est choisi parmi le groupe suivant : gel de silice, tamis moléculaire, zéolithe, charbon actif.
L'invention propose également un procédé de prélèvement de tritium dans un environnement gazeux, comprenant les étapes consistant à :
déterminer une durée de prélèvement souhaitée,
- sélectionner une géométrie d'ouvertures de communication d'un dispositif de prélèvement selon l'une des revendications précédentes en fonction de la durée de prélèvement souhaitée, et disposer le dispositif dans l'environnement gazeux, et
maintenir le dispositif dans l'environnement gazeux pendant toute la durée du prélèvement.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, au regard des figures annexées, données à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquelles :
- la figure 1 , déjà décrite, représente schématiquement un dispositif de piégeage de tritium de l'art antérieur appelé barboteur,
la figure 2, déjà décrite, représente schématiquement un dispositif de piégeage de tritium de l'art antérieur par condensation.
La figure 3, déjà décrite, représente schématiquement un dispositif de prélèvement passif de tritium de l'art antérieur.
Les figures 4a, 4b et 4c, représentent des vues en coupe transversale de trois modes de réalisation d'un dispositif de prélèvement de tritium selon l'invention.
Les figures 5a à 5e représentent plusieurs modes de réalisation de couvercles d'un dispositif de prélèvement selon l'invention.
La figure 6 représente la masse d'eau adsorbée par un dispositif selon l'invention pendant la durée du prélèvement. Les figures 7a et 7b représentent respectivement la disposition et les résultats obtenus pour un mode de réalisation particulier du dispositif de prélèvement.
DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION DE L'INVENTION
On a représenté en figures 4a et 4b des modes de réalisation d'un dispositif 100 de prélèvement passif de tritium dans un environnement gazeux E.
Un tel dispositif comprend un réservoir 1 10, en communication de fluide avec l'environnement E, de sorte qu'une fois le dispositif placé dans l'environnement E, une partie E' de celui-ci se trouve à l'intérieur du réservoir.
Dans le réservoir 1 10 est placé une quantité de matériau adsorbant 120. Le matériau adsorbant comprend de préférence du de la zéolithe (tamis moléculaire) en billes, mais alternativement peut comprendre du gel de siliceou du charbon actif.
Ce matériau, quand il est en contact avec l'environnement gazeux E' à l'intérieur du dispositif 100, permet d'adsorber le tritium contenu dans celui-ci.
Le dispositif 100 comprend très avantageusement une membrane ou un couvercle 130 rapporté sur le réservoir 1 10, dans lequel sont ménagées une ou plusieurs ouvertures de communication 131 , permettant la communication de fluide entre l'environnement E et le réservoir 1 10.
Cette communication de fluide peut également être réalisée par l'utilisation d'une membrane poreuse (non représentée) placée sur le réservoir, permettant des échanges gazeux entre le réservoir et l'environnement E.
La Demanderesse a constaté, de façon surprenante, qu'un phénomène de saturation du matériau adsorbant pendant le prélèvement peut être évité en adaptant la géométrie de la ou des ouvertures de communication 131 , à la fois en surface totale cumulée, en en position ou disposition des ouvertures.
En effet, plus la surface d'échange avec l'atmosphère est importante, et plus le taux de piégeage est élevé pour une masse de média de piégeage donnée.
Ainsi, pour une durée de prélèvement d'environ 10 jours, la surface totale de l'ouverture de communication 131 entre le dispositif et l'environnement est de préférence inférieure à 600 mm2, et très avantageusement inférieure à 200 mm2, pour pouvoir assurer un prélèvement linéaire sur toute sa durée. En référence à la figure 5, on a représenté des modes de réalisation préférés de dispositions d'une pluralité d'ouvertures de communication 131 sur un couvercle 130 rapporté sur le réservoir 1 10.
Le couvercle 130 est de préférence circulaire, et le réservoir 1 10 présente avantageusement des parois latérales 1 1 1 symétriques autour d'un axe X-X du réservoir, le couvercle étant centré sur ledit axe. Le réservoir 1 10 peut être un solide de révolution autour dudit axe.
En cas d'une unique ouverture de communication 131 sur le couvercle 130, cette ouverture est de préférence circulaire est centrée sur l'axe X-X, comme représenté en figure 5a.
Si plusieurs ouvertures de communication 131 sont prévues, les ouvertures sont avantageusement circulaires et positionnées au sommet d'un polygone régulier centré sur l'axe X-X, comme le pentagone représenté en figure 5b.
Une ouverture supplémentaire peut également se trouver au centre du couvercle 130 comme en figure 5c.
Des ouvertures supplémentaires peuvent également être situées aux milieux d'un ou plusieurs côtés du polygone. En figure 5d, le polygone est un carré, dont tous les côtés présentent une ouverture en leur milieu.
Des ouvertures supplémentaires peuvent également être prévues sur un ou plusieurs diagonales du polygone de sorte que les ouvertures de ladite diagonale soient régulièrement réparties, comme c'est le cas en figure 5e.
Les ouvertures peuvent également être réparties de manière aléatoire ou en spirale sur le couvercle.
Avantageusement, toutes les ouvertures agencées dans un couvercle 130 sont circulaires et de même diamètre. Le nombre des ouvertures et leur diamètre sont adaptés pour obtenir une surface cumulée inférieure à 400 mm2, par exemple, dans le cas d'un prélèvement d'une durée comprise entre 2 de 10 jours.
Dans le cas d'un prélèvement de 20 jours, la surface cumulée des ouvertures est avantageusement inférieure à 200 mm2, de préférence inférieure à 190 mm2.
Dans le cas où le dispositif de prélèvement doit être utilisé pour une durée plus courte, par exemple inférieure à 2 jours, la surface cumulée des ouvertures pourra être supérieure à 400 mm2, avantageusement supérieure à 1000 mm2. En outre, et de retour aux figures 4a et 4b, la Demanderesse a également constaté, de manière surprenante, que le fait que le matériau adsorbant soit conformé dans le réservoir de manière à présenter une surface d'échange de révolution avec l'environnement gazeux E' présent dans le réservoir, contribue à éviter un état de saturation de l'adsorbant.
De préférence, le matériau présente une surface d'échange de révolution autour de l'axe X-X du réservoir, cette surface d'échange pouvant être cylindrique, comme en figure 4a, ou conique, comme en figure 4b. La surface d'échange peut également présenter une forme de tronçon de cône, comme en figure 4c.
Pour obtenir le maintien en forme du matériau adsorbant, on utilise de préférence une paroi perméable 140, plaquée contre le matériau adsorbant de sorte que celui-ci se trouve maintenu entre les parois du réservoir et la paroi. La forme de la surface d'échange du matériau adsorbant avec l'environnement E' est ainsi définie par la paroi perméable 140.
Dans le cas où le matériau adsorbant choisi est granulaire, comme par exemple le tamis moléculaire en billes, la paroi 140 est avantageusement une grille dont la taille caractéristique des trous est inférieure à la taille caractéristique des grains du matériau adsorbant.
La géométrie en tronçon de cône conforme à la figure 4c est préférée car elle permet d'assurer la linéarité du prélèvement, y compris dans des conditions d'humidité importante, jusqu'à 90%.
A titre d'exemple, l'expérience a été menée avec la géométrie en tronc de cône de la figure 7a, dans laquelle le diamètre de la section de cône à la base est de 4 cm, à son extrémité supérieure, au niveau de l'ouverture 131 , est de 7.5 cm, et la hauteur du cône est de 10 cm.
Il a été mesuré, en référence à la figure 7b, que le prélèvement est linéaire sur une durée de 20 jours, que ce soit pour un matériau adsorbant de type gel de silice (D-1 ) ou de type tamis moléculaire (D-2).
Les deux dispositifs présentent respectivement un taux de prélèvement de 2.0 ± 0.1 g H20.jour"1 et de 0.3 ± 0.1 g H20.jour"1. Ceci permet également d'assurer un prélèvement suffisant d'eau tritiée y compris pour une durée courte, par exemple de 24h, notamment en cas de crise.
Selon un mode de réalisation préféré du dispositif de prélèvement de tritium, on utilise du matériau adsorbant de type tamis moléculaire (par exemple zéolithe) disposé selon une géométrie tronconique comme celle de la figure 4c. La surface cumulée des ouvertures 131 du couvercle est égale à 250 mm2.
Les résultats obtenus grâce à ce mode de réalisation sont illustrés en figure 6. On constate qu'ils permettent d'obtenir des mesures linéaires pendant une période de prélèvement de 20 jours (la linéarité étant déduite de la masse du matériau adsorbant tout au long du prélèvement), à une température de 22°C et avec un taux d'humidité relative de 50% ;
Pour réaliser le prélèvement, on détermine tout d'abord une durée de prélèvement souhaitée, par exemple, 2, 10 ou 15 jours. Pour cette durée de prélèvement, on sélectionne la géométrie des ouvertures de communication 131 (en disposition et en surface cumulée) comme indiqué ci-avant, et on choisit une forme pour le matériau adsorbant (cône, tronçon de cône ou cylindre).
Puis, on place le dispositif dans l'environnement pour toute la durée du prélèvement. A l'issue du prélèvement, le matériau adsorbant n'est pas parvenu à saturation, mais a au contraire adsorbé de façon linéaire le tritium présent dans l'environnement. On peut donc déduire de la quantité totale de tritium adsorbée pendant le prélèvement une quantité moyenne de tritium présent dans l'environnement au cours de ce prélèvement.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Dispositif (100) de prélèvement de tritium présent dans un environnement gazeux, comprenant :
un réservoir (1 10) en communication de fluide avec l'environnement gazeux, et
une quantité de matériau adsorbant (120), disposée à l'intérieur dudit réservoir, adaptée pour adsorber le tritium contenu dans l'environnement gazeux,
le dispositif (100) comprenant au moins une ouverture de communication (131 ) de fluide entre le réservoir et l'environnement gazeux,
le dispositif étant caractérisé en ce que:
la géométrie de l'ouverture de communication (131 ) de fluide est adaptée, en fonction de la durée du prélèvement, pour que la quantité de matériau adsorbant ne soit pas saturée à l'issue du prélèvement, et,
- le matériau adsorbant (120) est conformé de manière à présenter une surface d'échange de révolution avec l'environnement gazeux.
2. Dispositif (100) de prélèvement de tritium selon la revendication 1 , dans lequel la surface de l'ouverture ou la surface cumulée des ouvertures (131 ) de communication de fluide est inférieure à 400 mm2 pour un prélèvement de 10 jours, et à 200 mm2 pour un prélèvement de 20 jours.
3. Dispositif (100) de prélèvement de tritium selon l'une des revendications précédentes, la ou les ouvertures de communication (131 ) sont ménagées dans un couvercle (130) ou une membrane rapportée sur ledit réservoir (1 10).
4. Dispositif (100) de prélèvement selon la revendication précédente, dans lequel la membrane est une membrane hydrophile.
5. Dispositif (100) de prélèvement selon l'une des revendications précédentes, comprenant un couvercle circulaire rapporté sur le réservoir (1 10), les ouvertures de communication de fluide (131 ) étant circulaires et disposées selon une disposition choisie parmi le groupe suivant : ouvertures disposées aux sommets d'un polygone régulier centré sur le centre du couvercle,
ouvertures disposées aux sommets d'un polygone régulier centré sur le centre du couvercle, et une ouverture au centre du couvercle,
- ouvertures disposées aux sommets d'un polygone régulier centré sur le centre du couvercle, et au milieu des côtés du polygone,
ouvertures disposées aux sommets d'un polygone régulier centré sur le centre du couvercle, au milieu des côtés du polygone, et au centre du couvercle,
- ouvertures disposées aux sommets d'un polygone régulier centré sur le centre du couvercle, et sur au moins une diagonale du polygone de sorte que les ouvertures de ladite diagonale soient régulièrement réparties, ouvertures disposées aux sommets d'un polygone régulier centré sur le centre du couvercle, au milieu des côtés du polygone, et sur au moins une diagonale du polygone de sorte que les ouvertures de ladite diagonale soient régulièrement réparties,
ouvertures disposées aux sommets d'un polygone régulier centré sur le centre du couvercle, au milieu des côtés du polygone, au centre du couvercle, et sur au moins une diagonale du polygone de sorte que les ouvertures de ladite diagonale soient régulièrement réparties,
ouvertures disposées en spirale,
ouvertures aléatoirement réparties sur le couvercle (130).
6. Dispositif (100) de prélèvement de tritium selon la revendication 1 , dans lequel le réservoir comprend des parois latérales symétriques autour d'un axe du réservoir (1 10), et la surface d'échange du matériau adsorbant est de révolution autour dudit axe.
7. Dispositif (100) de prélèvement de tritium selon la revendication 6, dans lequel la surface d'échange du matériau adsorbant (120) est cylindrique, tronconique ou conique.
8. Dispositif (100) de prélèvement de tritium selon l'une des revendications 6 ou 7, comprenant en outre une paroi perméable (140) disposée à l'intérieur du réservoir (1 10), le matériau adsorbant (120) étant disposé entre les parois latérales du réservoir (1 10) et la paroi perméable de sorte que ladite paroi perméable (140) définit la surface d'échange entre le matériau adsorbant et l'environnement gazeux.
9. Dispositif (100) de prélèvement de tritium selon la revendication précédente, dans lequel la paroi perméable (140) est une grille.
10. Dispositif (100) de prélèvement de tritium selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le matériau absorbant (120) est choisi parmi le groupe suivant : gel de silice, tamis moléculaire, zéolithe, charbon actif.
1 1 . Procédé de prélèvement de tritium dans un environnement gazeux, comprenant les étapes consistant à :
Déterminer une durée de prélèvement souhaitée,
- Sélectionner une géométrie d'ouvertures de communication (131 ) d'un dispositif (100) de prélèvement selon l'une des revendications précédentes en fonction de la durée de prélèvement souhaitée, et disposer le dispositif dans l'environnement gazeux, et
maintenir le dispositif dans l'environnement gazeux pendant toute la durée du prélèvement.
PCT/EP2013/068400 2012-09-05 2013-09-05 Dispositif de prelevement passif de tritium WO2014037461A1 (fr)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES13760009.4T ES2620783T3 (es) 2012-09-05 2013-09-05 Dispositivo de extracción pasiva de tritio
CA2884228A CA2884228C (fr) 2012-09-05 2013-09-05 Dispositif de prelevement passif de tritium
EP13760009.4A EP2893539B1 (fr) 2012-09-05 2013-09-05 Dispositif de prélèvement passif de tritium

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1258303A FR2994860B1 (fr) 2012-09-05 2012-09-05 Dispositif de prelevement passif de tritium
FR1258303 2012-09-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014037461A1 true WO2014037461A1 (fr) 2014-03-13

Family

ID=47666203

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2013/068400 WO2014037461A1 (fr) 2012-09-05 2013-09-05 Dispositif de prelevement passif de tritium

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2893539B1 (fr)
CA (1) CA2884228C (fr)
ES (1) ES2620783T3 (fr)
FR (1) FR2994860B1 (fr)
WO (1) WO2014037461A1 (fr)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3986835A (en) * 1971-11-27 1976-10-19 Sinloihi Company Limited Ventilation hood for use in the preparation of labelled compounds
EP0383049A1 (fr) * 1989-01-25 1990-08-22 Mine Safety Appliances Company Filtre de masque respiratoire pour l'élimination de l'eau tritiée
US5080693A (en) * 1991-03-26 1992-01-14 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Tritium monitor and collection system

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2985437A1 (fr) * 2012-01-10 2013-07-12 Alstom Technology Ltd Procede de filtration d'effluents gazeux d'une installation industrielle

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3986835A (en) * 1971-11-27 1976-10-19 Sinloihi Company Limited Ventilation hood for use in the preparation of labelled compounds
EP0383049A1 (fr) * 1989-01-25 1990-08-22 Mine Safety Appliances Company Filtre de masque respiratoire pour l'élimination de l'eau tritiée
US5080693A (en) * 1991-03-26 1992-01-14 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Tritium monitor and collection system

Also Published As

Publication number Publication date
FR2994860B1 (fr) 2014-08-22
EP2893539B1 (fr) 2017-01-18
ES2620783T3 (es) 2017-06-29
FR2994860A1 (fr) 2014-03-07
EP2893539A1 (fr) 2015-07-15
CA2884228A1 (fr) 2014-03-13
CA2884228C (fr) 2020-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dommergue et al. Overview of mercury measurements in the Antarctic troposphere
McLagan et al. Passive air sampling of gaseous elemental mercury: a critical review
EP2240756B1 (fr) Dispositif de sechage d'un gaz, notamment de l'air, et son application a un dispositif et procede de prelevement d'un echantillon de gaz.
US10024769B2 (en) Diffusive sampling device
Lyman et al. Automated calibration of atmospheric oxidized mercury measurements
Brunetti et al. Long-term performance of highly selective carbon hollow fiber membranes for biogas upgrading in the presence of H2S and water vapor
EP3010347B1 (fr) Procédé de capture de moustiques par production de dioxyde de carbone a partir de l'air ambiant
EP2893539B1 (fr) Dispositif de prélèvement passif de tritium
Mikuška et al. Annular diffusion denuder for simultaneous removal of gaseous organic compounds and air oxidants during sampling of carbonaceous aerosols
Huang et al. Evaluation and application of a passive air sampler for atmospheric volatile organic compounds
Zgrzebnicki et al. Impact on CO2 uptake of MWCNT after acid treatment study
KR101766750B1 (ko) 토양 및 지하수의 휘발성 유기화합물을 정량적으로 흡수하기 위한 도시미터
Kumar et al. Determination of volatile organic compound emissions and ozone formation from spraying solvent‐based pesticides
Kuo et al. Effect of aerosol loading on breakthrough characteristics of activated charcoal cartridges
JP2007047104A (ja) 通気法による１４ｃｏ２フラックスの測定方法及び装置
Araki et al. Diffusive sampling and measurement of microbial volatile organic compounds in indoor air.
CN104857815A (zh) 一种适用于下水道有害气体原位控制的装置及其吸附剂制备方法
JP6209023B2 (ja) 捕集装置及び捕集方法
CN203941038U (zh) 空气采样器用采样芯
Brown et al. The effect of degradation by gaseous oxidants on measured benzo [a] pyrene concentrations.
JP2003080062A (ja) 特定化学物質の捕集方法及びこれに用いる吸着材
CN103926116A (zh) 空气采样器用采样芯
CN214749177U (zh) 原位富集雨水中颗粒态和溶解态多环芳烃的降雨采样器
FR2963676A1 (fr) Dispositif de prelevement d'une bouffee d'air ambiant
Sharma et al. Metrology for Atmospheric Environment: Part I: Atmospheric Constituents

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13760009

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2884228

Country of ref document: CA

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2013760009

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2013760009

Country of ref document: EP