WO2022269142A1 - Enceinte et procédé de protection contre des rayonnements externes - Google Patents

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WO2022269142A1
WO2022269142A1 PCT/FR2021/000065 FR2021000065W WO2022269142A1 WO 2022269142 A1 WO2022269142 A1 WO 2022269142A1 FR 2021000065 W FR2021000065 W FR 2021000065W WO 2022269142 A1 WO2022269142 A1 WO 2022269142A1
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layer
multilayer structure
enclosure
enclosure according
modules
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Application number
PCT/FR2021/000065
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English (en)
Inventor
Vincent Martin
Jean DURANDO
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Bertin Technologies
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Publication date
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    • 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
    • G21F7/00—Shielded cells or rooms
    • G21F7/005—Shielded passages through walls; Locks; Transferring devices between rooms
    • 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
    • G21F1/00—Shielding characterised by the composition of the materials
    • G21F1/12—Laminated shielding materials
    • G21F1/125—Laminated shielding materials comprising metals
    • 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
    • G21F3/00—Shielding characterised by its physical form, e.g. granules, or shape of the material
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21B—FUSION REACTORS
    • G21B1/00—Thermonuclear fusion reactors
    • G21B1/11—Details

Definitions

  • the present invention relates to protection against external radiation, in particular an enclosure intended to protect objects such as electronic measuring devices.
  • thermonuclear fusion reactor has support beams for large electromagnetic coils, i.e. taller than the height of a person, or many circuits for cooling the reactor.
  • JP3177566U discloses a shielding enclosure against external radiation intended to house a radioactivity measuring device.
  • the enclosure has five walls and a door. Each wall has, from outside to inside, a metal plate, a layer of cement, a lead plate, an iron plate and a steel plate. But this enclosure is small in size and can only accommodate a few measuring devices, such as dosimeters, which are also small in size. This enclosure does not accommodate multiple larger devices, such as cameras.
  • EP2650883 discloses a control device for a nuclear reactor comprising a casing provided with a casing of stainless steel, aluminum, lead, or uranium and a layer of protection against radiation. external components comprising uranium, tungsten, or lead and sintered nanoparticles.
  • the box has the general shape of a rectangular parallelepiped and although it can contain a few measuring devices, it is not suitable for integration into an environment with strong space constraints.
  • An object of the invention consists in overcoming these drawbacks, and more particularly in providing means of protection for objects, such as electronic measuring devices, intended to be integrated into environments subject to external radiation and to strong stresses of clutter.
  • an enclosure for protection against external radiation comprising a multilayer structure defining an open chamber intended to house at least one object, the multilayer structure comprising, from the inside towards the outside of the chamber, a first layer of magnetic shielding, a second layer capable of supporting the multilayer structure and a third layer comprising a material capable of absorbing neutrons.
  • the third layer comprises several modules in contact against each other.
  • an enclosure is provided, the dimensions of the outer layer of which can be adapted according to requirements.
  • the length and thickness of the outer layer of the enclosure may vary depending on the location of the external elements and the level of protection against external radiation desired.
  • Such an enclosure is particularly suitable for integration into an environment with high space constraints.
  • the third layer may comprise at least three faces and each module has a length less than the length of each of said at least three faces.
  • the third layer may comprise at least two modules stacked one against the other in a direction extending along a thickness of the multilayer structure.
  • the third layer may comprise at least two modules juxtaposed next to each other in a direction perpendicular to the thickness of the multilayer structure.
  • the number of modules to form the third layer is thus increased while decreasing the size of each module.
  • the modules can have the same thickness.
  • the manufacture of the enclosure is facilitated by making it possible to use the same mold to manufacture the modules of the third layer.
  • the enclosure may include rods to hold the modules in position, and wherein holes for receiving the rods are formed in the second layer and at least one through hole configured to be passed through by one of the rods is formed in each module.
  • the enclosure may also include a sliding door configured to close off the chamber. Such a sliding leaf makes it possible to avoid an obstacle placed in front of the enclosure, that is to say an obstacle which could be located at a place where the leaf does not penetrate during its displacement.
  • the sliding leaf can comprise, from the inside towards the outside of the chamber, the first, second and third layers of the multilayer structure.
  • Each module may comprise an identical material capable of absorbing neutrons.
  • the first layer may comprise a ferromagnetic material.
  • the second layer may comprise a material capable of absorbing ionizing radiation of the gamma type.
  • the material of the second layer can comprise a stainless steel.
  • the material of the third layer may comprise boron carbide.
  • a method of protection against external radiation comprising a provision of a multilayer structure defining an open chamber intended to house at least one object, the provision of the multilayer structure comprising a mounting of a layer intermediate capable of supporting the multilayer structure, an assembly of an internal layer of magnetic shielding, and an assembly of an external layer capable of absorbing neutrons.
  • the assembly of the outer layer comprises bringing several modules into contact against each other.
  • Figure 1 schematically illustrates a perspective front view of one embodiment of a protective enclosure according to the invention.
  • Figure 2 schematically illustrates a cross-sectional top view of the enclosure shown in Figure 1.
  • Figure 3 schematically illustrates a cross-sectional side view of the enclosure shown in Figure 1.
  • Figure 4 schematically illustrates in perspective an embodiment of an optical path connector.
  • Figure 5 schematically illustrates in perspective an embodiment of a power connector.
  • Figure 6 schematically illustrates a perspective front view of another embodiment of an enclosure.
  • FIGS 7 to 17 schematically illustrate the main steps of a protection method according to the invention.
  • the enclosure 1 comprises a multilayer structure 2 defining an open chamber 3 intended to house at least one object 4, 5.
  • the objects 4, 5 are, in particular, electronic devices. These electronic devices can be optical measuring devices, such as cameras, electrical current processing devices, current amplifiers, current comparators, etc. These electronic devices are intended to be protected, in particular against magnetic fields. In particular, in order to obtain robust measurements, these objects 4, 5 are protected against nuclear radiation, in particular thanks to the multilayer structure 2.
  • the nuclear radiation can comprise neutron radiation, ionizing radiation of the gamma type.
  • the enclosure 1 is particularly intended to house and protect these objects 4, 5 for carrying out control measurements of a nuclear reactor for a nuclear power station.
  • the vicinity of a nuclear reactor reserved for placing the containment 1 generally includes various equipment for the operation of the nuclear reactor, for example cooling circuits and magnetic coils which can have a size significantly greater than that of a person. These various pieces of equipment are generally supported by structures such as metal beams 6, as illustrated in figure 6, which significantly reduce the area reserved for placing the enclosure 1 .
  • the objects 4, 5 are placed on sliding trays 90.
  • the sliding trays 90 allow easy access to the objects 4, 5 by allowing the objects 4, 5 to be moved outside the enclosure 1 during operations of maintenance. This reduces the duration of maintenance operations and limits the exposure time of maintenance operators to external radiation.
  • the multilayer structure 2 comprises at least three distinct layers 7 to 9. More particularly, the multilayer structure 2 comprises, from the inside towards the outside of the chamber 3, a first layer 7 of magnetic shielding, a second layer 8 suitable for supporting the multilayer structure 2 and a third layer 9 comprising a material suitable to absorb neutrons.
  • the first layer 7 of magnetic shielding makes it possible to reduce a magnetic field inside the chamber 3.
  • the first layer 7 is located between the objects 4, 5 to be protected and a source of a magnetic field which would be placed at the exterior of the chamber 3.
  • the first layer 7 comprises an electrically conductive material.
  • the first layer 7 can comprise a ferromagnetic material, for example iron or nickel.
  • the first layer 7 comprises pure iron, commonly called soft iron.
  • the second layer 8 serves as a support for the entire multilayer structure 2.
  • the first layer 7 is mounted on an internal surface of the second layer 8
  • the third layer 9 is mounted on the external surface of the second layer 8.
  • the second layer 8 comprises a material capable of absorbing ionizing radiation of the gamma type.
  • the second layer 8 makes it possible to reduce the quantity of gamma-type radiation inside the enclosure 1.
  • the second layer 8 may comprise a stainless steel.
  • Stainless steel is preferred over tungsten because it is easier to work with. Indeed tungsten, depending on its degree of purity, can be brittle when cut. Also, stainless steel is preferred over lead because it is stronger and stiffer.
  • the thickness of stainless steel must be greater than a thickness of tungsten given.
  • the support of the multilayer structure 2 is improved.
  • the third layer 9 comprises several modules 10 in contact against each other.
  • the modules 10 can have a plate shape, for example a parallelepiped shape and more particularly a rectangular parallelepiped shape.
  • the shape of the modules 10 is adapted so as to be able to vary at least one thickness E1 to E4 of an outer layer of the enclosure 1, that is to say a thickness E1 to E4 of the third layer 9
  • the enclosure 1 can be integrated into any type of space with high bulk constraints.
  • the enclosure 1 has a parallelepiped shape, preferably a rectangular parallelepiped shape.
  • the enclosure 1 comprises four walls 11 to 14, a front wall 11, a rear wall 12 and two side walls 13, 14, an upper cover 15 and a bottom 16. More particularly, an opening 17 is provided in the front wall 11 to form the open chamber 3. Furthermore, the multilayer structure 2 comprises at least three faces 18 to 20, called main faces, a rear face 18 and two side faces 19 and 20, and a front face 21 called secondary face.
  • the modules 10 each have a length L less than the length L1 to L4 of each of the four main faces 18 to 21.
  • modules 10 are provided having dimensions smaller than those of the main faces 18 to 21 of the enclosure 1.
  • Such modules 10 make it possible to partially or completely cover each of the main faces 18 to 20 of the enclosure 1, and to modify the thicknesses E2 to E4 of the third layer 9 as required.
  • the third layer 9 comprises at least two modules 10 stacked one against the other in a direction A extending along a thickness E4 of the multilayer structure 2.
  • the third layer 9 comprises at least two modules 10 juxtaposed next to each other in a direction B perpendicular to the thickness E4 of the multilayer structure 2.
  • the modules 10 can partially cover the outer surface of the secondary face 21 and then form a projection 40 around the opening 17 of the chamber 3.
  • the thicknesses E1 to E4 of the third layer 9 can be varied. can vary the thicknesses E1 to E4 by stacking more or fewer modules 10 perpendicular to the main faces 18 to 21.
  • a thickness E1 to E4 of the third layer 9 can be modified, with respect to a length L1 to L4 of a main face 18 to 20.
  • each module 10 comprises an identical material capable of absorbing neutrons.
  • the material of each module 10 comprises boron carbide. Boron carbide absorbs neutrons from neutron radiation.
  • the enclosure 1 comprises rods 30 to hold the modules 10 in position on the multilayer structure 2.
  • receiving orifices not shown for the purposes of simplification , intended to receive the rods 30 are formed in the second layer 8.
  • at least one through hole 31 configured to be crossed by a rod 30 is formed in each module 10.
  • the rods 30 are threaded and the holes receiving holes are threaded to screw the rods 30 onto the second layer 8.
  • the receiving holes are blind to prevent the rods 30 from passing through the second layer 8.
  • the rods 30 are welded onto the second layer 8.
  • the rods 30 can be welded within the receiving holes, or directly on the outer surface of the second layer 8.
  • the objects 4, 5 can also be optical measuring devices. That is to say devices intended to be optically connected to equipment placed outside the enclosure 1. These optical measuring devices are connected to the equipment by optical paths 60 and can be powered by powers also placed outside the enclosure 1.
  • the enclosure 1 can include power supply connectors 50 to receive electrical cables connected to the power units, and optical path connectors 51 intended to be connected to the optical paths 60. The optical measuring devices are then coupled respectively to the power supply connectors 50 and to the optical path connectors 51 .
  • optical path connector 51 comprises a distal part 70 made of a material of the first layer 7, an intermediate part 71 made of a material of the second layer 8 and a proximal part 72 made of a material of the third layer 9.
  • the optical path connector 51 can comprise a fixing plate 73 suitable for mounting the optical path connector 51 on the multilayer structure 2.
  • Orifices output 53 are provided in the multilayer structure 2 to receive the optical path connectors 51.
  • a cylindrical channel 80 is formed within the optical path connectors 51 to optically connect the optical measuring devices with the optical paths 60.
  • FIG. 5 there is shown an embodiment of a power connector 50.
  • the power connector 50 comprises a distal part 74 made of a material of the first layer 7, an intermediate part 75 made of a material of the second layer 8 and a proximal part 76 made of a material of the third layer 9.
  • the power supply connector can comprise a fixing plate 77 suitable for mounting the power supply connector 50 on the multilayer structure 2.
  • entry ports 52 are provided in the multilayer structure 2 to receive the power supply connectors 50.
  • a sinuous channel 81 is formed within the power supply connectors 50 to electrically connect the optical measuring devices with the power units.
  • optical path 51 and power supply 50 connectors are configured to fit into the multilayer structure 2.
  • the enclosure 1 comprises at least one sliding leaf 32,33 configured to close the chamber 3.
  • the enclosure 1 comprises a sliding leaf 32.
  • enclosure 1 comprises a first left sliding leaf 32 and a second right sliding leaf 32 which, when in contact against each other, close the chamber 3
  • each leaf 31, 32 comprises wheels located in its lower part so as to allow movement of the leaf 31, 32 along an axis X parallel to the ground.
  • at least one leaf 31, 32 comprises a rail located in its upper part and intended to slide in a groove of the projection 40 of the secondary 21 of the enclosure 1.
  • each sliding leaf 31, 32 comprises, inside towards the outside of the chamber 3, the first, second and third layers 7 to 9 of the multilayer structure 2.
  • the method comprises a supply of the multilayer structure 2 defining the open chamber 3 intended to house at least one object 4, 5.
  • the supply of the multilayer structure 2 comprises an assembly of the second layer 8, called intermediate layer, then an assembly of the first layer 7, called internal layer, and an assembly of the third layer 9, also called external layer.
  • the assembly of the third layer 9 comprises bringing several modules 10 into contact against each other.
  • the supply of the multilayer structure 2 comprises a supply of a bottom 16 and a lower part 43 of the projection 40, illustrated in FIG. 7.
  • a rear panel 44 of the second layer 8 is placed, illustrated in FIG. 8.
  • An optional layer 45 comprising a material capable of absorbing neutrons behind the rear panel 44.
  • a first side panel 46 is placed, provided or not, with an optional layer 45, illustrated in FIG. 9.
  • a second side panel 47 is then placed, provided or not, with an optional layer 45, shown in Figure 10.
  • the top cover 15 and a front panel 48 are then placed at the top of the enclosure 1, shown in Figure 11.
  • plates are mounted on the first , second and third panels 44, 46, 47 of the second layer 8, to inside the chamber 3, to form the first layer 7, illustrated in FIG.
  • the first layer 7 is completed by mounting, inside the chamber 3, an additional plate on the bottom 16 and an additional plate on the face of the upper cover 15 facing the interior of the chamber 3.
  • the corners of the first layer 7 are rounded.
  • the rods 30 are mounted on the outer faces of the panels 44, 46, 47, forming the second layer 8, illustrated in FIG. 12.
  • Rods 30 can also be mounted on the outer face of the front panel 48.
  • the rods 30 pass through the optional layer 45, preferably through holes are provided in the optional layer 45 to receive the rods 30.
  • the modules 10 of the third layer 9 are mounted, by introducing the rods 30 within orifices 31 of the modules 10.
  • the left sliding leaf 32 is provided, as illustrated in FIG. 13.
  • the right sliding leaf 33, illustrated in FIG. 14 is then provided.
  • input 52 provided in the multilayer structure 2, illustrated in Figure 15.
  • the optical path connectors 51 are placed in the output ports 53 provided in the multilayer structure 2, illustrated in Figure 16.

Landscapes

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

Abstract

Enceinte de protection contre des rayonnements externes, comprenant une structure multicouches (2) définissant une chambre (3) ouverte destinée à loger au moins un objet (4, 5), la structure multicouches (2) comprenant, de l'intérieur vers l'extérieur de la chambre (3), une première couche (7) de blindage magnétique, une deuxième couche (8) apte à supporter la structure multicouches (2) et une troisième couche (9) comportant un matériau apte à absorber des neutrons, la troisième couche (9) comportant plusieurs modules (10) en contact les uns contre les autres.

Description

Enceinte et procédé de protection contre des rayonnements externes DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne la protection contre des rayonnements externes, en particulier une enceinte destinée à protéger des objets tels que des appareils électroniques de mesure.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE
Actuellement, on utilise des appareils électroniques pour effectuer des mesures dans des milieux soumis à des rayonnements nucléaires, comme par exemple des centrales nucléaires. Généralement, ces milieux ont une forte contrainte d’encombrement. Par exemple, le voisinage d’un réacteur de fusion thermonucléaire comporte des poutres de soutien pour des bobines électromagnétiques de grande taille, c’est-à-dire plus haute que la taille d’une personne, ou de nombreux circuits destinés au refroidissement du réacteur. On peut citer le certificat d’utilité japonais JP3177566U qui divulgue une enceinte de blindage contre les radiations externes destinée à loger un appareil de mesure de radioactivité. L’enceinte comporte cinq parois et une porte. Chaque paroi comporte, de l’extérieur vers l’intérieur, une plaque en métal, une couche de ciment, une plaque de plomb, une plaque en fer et une plaque en acier. Mais cette enceinte est de petite taille et ne peut recevoir que quelques appareils de mesure, tels que des dosimètres, qui sont eux aussi de petite taille. Cette enceinte ne permet pas de loger plusieurs appareils plus volumineux, tels que des caméras.
On peut citer également le brevet européen EP2650883 qui divulgue un appareil de contrôle d’un réacteur nucléaire comprenant un boîtier muni d’une enveloppe en acier inoxydable, en aluminium, en plomb, ou en uranium et d’une couche de protection contre des rayonnements externes comprenant de l’uranium, du tungstène, ou du plomb et des nanoparticules frittées. Le boîtier a une forme générale d’un parallélépipède rectangle et s’il peut contenir quelques appareils de mesure, il n’est pas adapté à s’intégrer dans un milieu à forte contrainte d’encombrement.
RÉSUMÉ
Un objet de l’invention consiste à pallier ces inconvénients, et plus particulièrement à fournir des moyens de protection d’objets, tels des appareils électroniques de mesure, destinés à être intégrés dans des milieux soumis à des rayonnements externes et à fortes contraintes d’encombrement.
Les autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à l'examen de la description suivante et des dessins d'accompagnement.
Selon un aspect de l’invention, il est proposé une enceinte de protection contre des rayonnements externes comprenant une structure multicouches définissant une chambre ouverte destinée à loger au moins un objet, la structure multicouches comprenant, de l’intérieur vers l’extérieur de la chambre, une première couche de blindage magnétique, une deuxième couche apte à supporter la structure multicouches et une troisième couche comportant un matériau apte à absorber des neutrons.
La troisième couche comporte plusieurs modules en contact les uns contre les autres.
Ainsi, on fournit une enceinte dont les dimensions de la couche externe peuvent être adaptées en fonction des besoins. En particulier, la longueur et l’épaisseur de la couche externe de l’enceinte peuvent varier en fonction de l’emplacement des éléments extérieurs et du niveau de protection contre des rayonnements externes souhaité. Une telle enceinte est particulièrement adaptée pour s’intégrer dans un milieu à forte contrainte d’encombrement.
La troisième couche peut comporter au moins trois faces et chaque module a une longueur inférieure à la longueur de chacune desdites au moins trois faces.
De tels modules permettent d’adapter la surface externe de l’enceinte aux contraintes d’encombrement.
La troisième couche peut comporter au moins deux modules empilés l’un contre l’autre selon une direction s’étendant le long d’une épaisseur de la structure multicouches.
On peut ainsi adapter l’épaisseur de la troisième couche aux contraintes d’encombrement et au niveau d’absorption des neutrons recherché.
La troisième couche peut comporter au moins deux modules juxtaposés l’un à côté de l’autre selon une direction perpendiculaire à l’épaisseur de la structure multicouches.
On augmente ainsi le nombre de modules pour former la troisième couche tout en diminuant la taille de chaque module.
Les modules peuvent avoir une même épaisseur.
Ainsi, on facilite la fabrication de l’enceinte en permettant d’utiliser un même moule pour fabriquer les modules de la troisième couche.
L’enceinte peut comprendre des tiges pour maintenir les modules en position, et dans laquelle des orifices destinés à recevoir les tiges sont formés dans la deuxième couche et au moins un orifice traversant configuré pour être traversé par une des tiges est formé dans chaque module. L’enceinte peut également comprendre un vantail coulissant configuré pour fermer la chambre. Un tel vantail coulissant permet d’éviter un obstacle placé devant l’enceinte, c’est-à-dire un obstacle qui pourrait être situé à un endroit où le vantail ne pénètre pas lors de son déplacement.
Le vantail coulissant peut comporter, de l’intérieur vers l’extérieur de la chambre, les première, deuxième et troisième couches de la structure multicouches.
Chaque module peut comporter un matériau identique apte à absorber des neutrons.
La première couche peut comporter un matériau ferromagnétique.
La deuxième couche peut comporter un matériau apte à absorber un rayonnement ionisant du type gamma.
Le matériau de la deuxième couche peut comporter un acier inoxydable.
Le matériau de la troisième couche peut comporter du carbure de bore.
Selon un autre aspect, il est proposé un procédé de protection contre des rayonnements externes, comprenant une fourniture d’une structure multicouches définissant une chambre ouverte destinée à loger au moins un objet, la fourniture de la structure multicouches comprenant un montage d’une couche intermédiaire apte à supporter la structure multicouches, un montage d’une couche interne de blindage magnétique, et un montage d’une couche externe apte à absorber des neutrons.
Le montage de la couche externe comporte une mise en contact de plusieurs modules les uns contre les autres.
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes de réalisation et de mise en oeuvre de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, dans lesquels :
La figure 1 illustre schématiquement une vue avant en perspective d’un mode de réalisation d’une enceinte de protection selon l’invention.
La figure 2 illustre schématiquement une vue de dessus en coupe de l’enceinte illustrée à la figure 1 .
La figure 3 illustre de façon schématique une vue de côté en coupe de l’enceinte illustrée à la figure 1 .
La figure 4 illustre de façon schématique en perspective d’un mode de réalisation d’un connecteur de chemin optique.
La figure 5 illustre de façon schématique en perspective d’un mode de réalisation d’un connecteur d’alimentation.
La figure 6 illustre schématiquement une vue avant en perspective d’un autre mode de réalisation d’une enceinte.
Les figures 7 à 17 illustrent de façon schématique les principales étapes d’un procédé de protection selon l’invention. DESCRIPTION DÉTAILLÉE
Sur les figures 1 à 4, on a représenté une enceinte de protection 1 contre des rayonnements externes. L’enceinte 1 comprend une structure multicouche 2 définissant une chambre ouverte 3 destinée à loger au moins un objet 4, 5. Les objets 4, 5 sont, notamment, des appareils électroniques. Ces appareils électroniques peuvent être des appareils de mesure optique, tels que des caméras, des appareils de traitement de courants électriques, des amplificateurs de courant, des comparateurs de courant, etc. Ces appareils électroniques sont destinés à être protégés, notamment contre des champs magnétiques. En particulier, afin d’obtenir des mesures robustes, ces objets 4, 5 sont protégés contre des rayonnements nucléaires, notamment grâce à la structure multicouche 2. Les rayonnements nucléaires peuvent comprendre des rayonnements neutroniques, des rayonnements ionisants du type gamma. L’enceinte 1 est particulièrement destinée à loger et à protéger ces objets 4, 5 pour effectuer des mesures de contrôle d’un réacteur nucléaire pour une centrale nucléaire. Plus particulièrement, le voisinage d’un réacteur nucléaire réservé pour placer l’enceinte 1 comporte généralement divers équipements pour le fonctionnement du réacteur nucléaire, par exemple des circuits de refroidissement et des bobines magnétiques qui peuvent avoir une taille nettement supérieure à celle d’une personne. Ces divers équipements sont généralement supportés par des structures telles des poutres métalliques 6, comme illustré sur la figure 6, qui réduisent significativement le voisinage réservé pour placer l’enceinte 1 . Avantageusement, les objets 4, 5 sont placés sur des plateaux coulissants 90. Les plateaux coulissants 90 permettent d’accéder facilement aux objets 4, 5 en permettant de déplacer les objets 4, 5 à l’extérieur de l’enceinte 1 lors des opérations de maintenance. On diminue ainsi la durée des opérations de maintenance et on limite le temps d’exposition des opérateurs de maintenance aux rayonnements externes. De façon générale, la structure multicouche 2 comporte au moins trois couches 7 à 9 distinctes. Plus particulièrement, la structure multicouche 2 comporte, de l’intérieur vers l’extérieur de la chambre 3, une première couche 7 de blindage magnétique, une deuxième couche 8 apte à supporter la structure multicouches 2 et une troisième couche 9 comportant un matériau apte à absorber des neutrons.
La première couche 7 de blindage magnétique permet de réduire un champ magnétique à l’intérieur de la chambre 3. La première couche 7 est située entre les objets 4, 5 à protéger et une source d’un champ magnétique qui serait placée à l’extérieur de la chambre 3. En particulier, la première couche 7 comprend un matériau conducteur électrique. La première couche 7 peut comporter un matériau ferromagnétique, par exemple du fer ou du nickel. De préférence, la première couche 7 comporte du fer pur, communément appelé fer doux.
La deuxième couche 8 sert de support à l’ensemble de la structure multicouches 2. En particulier, on monte la première couche 7 sur une surface interne de la deuxième couche 8, et on monte la troisième couche 9 sur la surface externe de la deuxième couche 8. Avantageusement, la deuxième couche 8 comporte un matériau apte à absorber un rayonnement ionisant du type gamma. En d’autres termes, la deuxième couche 8 permet de diminuer la quantité de rayonnements du type gamma à l’intérieur de l’enceinte 1. La deuxième couche 8 peut comporter un acier inoxydable. L’acier inoxydable est préféré au tungstène, car il est plus facile à travailler. En effet le tungstène, en fonction de son degré de pureté, peut être cassant lorsqu’on le découpe. En outre, l’acier inoxydable est préféré au plomb car il est plus résistant et plus rigide. Par ailleurs, on peut noter que pour obtenir une absorption de rayonnements du type gamma, avec de l’acier inoxydable, qui soit proche d’une absorption avec du tungstène, l’épaisseur d’acier inoxydable doit être supérieure à une épaisseur de tungstène donnée. Avantageusement, en augmentant l’épaisseur de la deuxième couche 8 réalisée en acier inoxydable, on améliore le support de la structure multicouches 2.
Plus particulièrement, la troisième couche 9 comporte plusieurs modules 10 en contact les uns contre les autres. Les modules 10 peuvent avoir une forme de plaque, par exemple une forme de parallélépipède et plus particulièrement une forme de parallélépipède rectangle. En particulier la forme des modules 10 est adaptée de façon à pouvoir faire varier au moins une épaisseur E1 à E4 d’une couche externe de l’enceinte 1 , c’est-à-dire une épaisseur E1 à E4 de la troisième couche 9. Ainsi, en faisant varier une épaisseur E1 à E4 de la troisième couche 9 on peut intégrer l’enceinte 1 dans tout type d’espace à forte contrainte d’encombrement. De façon générale, l’enceinte 1 a une forme de parallélépipède, de préférence une forme de parallélépipède rectangle. L’enceinte 1 comporte quatre parois 11 à 14, une paroi avant 11 , une paroi arrière 12 et deux parois latérales 13, 14, un couvercle supérieur 15 et un fond 16. Plus particulièrement, une ouverture 17 est prévue dans la paroi avant 11 pour former la chambre ouverte 3. Par ailleurs, la structure multicouches 2 comporte au moins trois faces 18 à 20, dites faces principales, une face arrière 18 et deux faces latérales 19 et 20, et une face avant 21 dite face secondaire.
Dans un mode de réalisation, les modules 10 ont chacun une longueur L inférieure à la longueur L1 à L4 de chacune des quatre faces principales 18 à 21. Ainsi, on fournit des modules 10 ayant des dimensions inférieures à celles des faces principales 18 à 21 de l’enceinte 1. De tels modules 10 permettent de recouvrir partiellement ou entièrement chacune des faces principales 18 à 20 de l’enceinte 1 , et de modifier les épaisseurs E2 à E4 de la troisième couche 9 selon les besoins.
Par exemple, la troisième couche 9 comporte au moins deux modules 10 empilés l’un contre l’autre selon une direction A s’étendant le long d’une épaisseur E4 de la structure multicouches 2.
Avantageusement, la troisième couche 9 comporte au moins deux modules 10 juxtaposés l’un à côté de l’autre selon une direction perpendiculaire B à l’épaisseur E4 de la structure multicouche 2.
Grâce à une juxtaposition des modules 10 on peut recouvrir entièrement la surface externe d’une face principale 18 à 20 de l’enceinte 1. Avantageusement, les modules 10 peuvent recouvrir partiellement la surface externe de la face secondaire 21 et forment alors une avancée 40 autour de l’ouverture 17 de la chambre 3. En fonction du nombre de modules 10 utilisés pour élaborer la troisième couche 9, et leur positionnement relatif, on peut faire varier les épaisseurs E1 à E4 de la troisième couche 9. De façon générale on peut faire varier les épaisseurs E1 à E4 en empilant plus ou moins de modules 10 perpendiculairement aux faces principales 18 à 21. En particulier, on peut modifier une épaisseur E1 à E4 de la troisième couche 9, par rapport à une longueur L1 à L4 d’une face principale 18 à 20. A titre d’exemple, on a représenté sur les figures 1 et 2, une variation de l’épaisseur E2 sur la longueur L1. Plus particulièrement, un évidement 91 est prévu au niveau de la troisième couche 9. L’évidement 91 est obtenu en plaçant plusieurs modules 10 de manière à ménager un logement au sein de la troisième couche 9. Un tel évidement 91 permet de loger un obstacle encombrant, par exemple une poutre 6, comme illustré sur les figures 13, 14 et 17. De préférence, les modules 10 ont chacun une même épaisseur T. Dans ce cas, on peut utiliser un même moule pour fabriquer chacun des modules 10. On maîtrise alors la fabrication des modules 10. Avantageusement, chaque module 10 comporte un matériau identique apte à absorber des neutrons. En particulier, lorsqu’on utilise un même matériau pour fabriquer les modules 10 on peut obtenir une même homogénéité des modules 10. Par exemple, le matériau de chaque module 10 comporte du carbure de bore. Le carbure de bore, permet d’absorber les neutrons issus d’un rayonnement neutronique.
Sur la figure 12, on a représenté un mode de réalisation dans lequel l’enceinte 1 comprend des tiges 30 pour maintenir les modules 10 en position sur la structure multicouches 2. En particulier, des orifices de réception, non représentés à des fins de simplification, destinés à recevoir les tiges 30 sont formés dans la deuxième couche 8. Par ailleurs, au moins un orifice 31 traversant configuré pour être traversé par une tige 30 est formé dans chaque module 10. De préférence, les tiges 30 sont filetées et les orifices de réception sont taraudés pour visser les tiges 30 sur la deuxième couche 8. Avantageusement, les orifices de réception sont borgnes pour éviter que les tiges 30 traversent la deuxième couche 8. En variante, les tiges 30 sont soudées sur la deuxième couche 8. Les tiges 30 peuvent être soudées au sein des orifices de réception, ou directement sur la surface externe de la deuxième couche 8. Ces modes de réalisations sont particulièrement adaptés lorsqu’on utilise une deuxième couche 8 réalisée en acier inoxydable. En particulier, plus l’épaisseur de la deuxième couche 8 augmente, et plus on peut utiliser des orifices de réception longs pour améliorer le maintien des tiges 30.
Les objets 4, 5 peuvent en outre être des appareils de mesure optique. C’est-à-dire des appareils destinés à être reliés optiquement à des équipements placés à l’extérieur de l’enceinte 1. Ces appareils de mesure optique sont reliés aux équipements par des chemins optiques 60 et peuvent être alimentés par des unités de puissances placées également à l’extérieur de l’enceinte 1. Ainsi, l’enceinte 1 peut comprendre des connecteurs d’alimentation 50 pour recevoir des câbles électriques reliés aux unités de puissance, et des connecteurs de chemin optique 51 destinés à être reliés aux chemins optiques 60. Les appareils de mesure optique sont ensuite couplés respectivement aux connecteurs d’alimentations 50 et aux connecteurs de chemin optique 51 .
Sur la figure 4 on a représenté un mode de réalisation d’un connecteur de chemin optique 51. Le connecteur de chemin optique 51 comporte une partie distale 70 réalisée dans un matériau de la première couche 7, une partie intermédiaire 71 réalisée dans un matériau de la deuxième couche 8 et une partie proximale 72 réalisée dans un matériau de la troisième couche 9. En outre, le connecteur de chemin optique 51 peut comporter une platine de fixation 73 adaptée pour monter le connecteur de chemin optique 51 sur la structure multicouches 2. Des orifices de sortie 53 sont prévus dans la structure multicouches 2 pour recevoir les connecteurs de chemin optique 51. Un canal cylindrique 80 est formé au sein des connecteurs de chemin optique 51 pour relier optiquement les appareils de mesure optique avec les chemins optiques 60.
Sur la figure 5 on a représenté un mode de réalisation d’un connecteur d’alimentation 50. Le connecteur d’alimentation 50 comporte une partie distale 74 réalisée dans un matériau de la première couche 7, une partie intermédiaire 75 réalisée dans un matériau de la deuxième couche 8 et une partie proximale 76 réalisée dans un matériau de la troisième couche 9. En outre, le connecteur d’alimentation peut comporter une platine de fixation 77 adaptée pour monter le connecteur d’alimentation 50 sur la structure multicouches 2. Des orifices d’entrée 52 sont prévus dans la structure multicouches 2 pour recevoir les connecteurs d’alimentation 50. Un canal sinueux 81 est formé au sein des connecteurs d’alimentation 50 pour relier électriquement les appareils de mesure optique avec les unités de puissance.
Ainsi, les connecteurs de chemin optique 51 et d’alimentation 50 sont configurés pour s’intégrer dans la structure multicouches 2.
Sur la figure 6, on a représenté un mode de réalisation dans lequel l’enceinte 1 comprend au moins un vantail coulissant 32,33 configuré pour fermer la chambre 3. Par exemple, l’enceinte 1 comporte un vantail coulissant 32. De manière à fournir un élément de fermeture de la chambre 3 plus léger, l’enceinte 1 comporte un premier vantail coulissant gauche 32 et un deuxième vantail coulissant droit 32 qui, lorsqu’ils sont en contact l’un contre l’autre, ferment la chambre 3. Par exemple, chaque vantail 31 , 32 comporte des roues situées dans sa partie inférieure de façon à permettre un déplacement du vantail 31 , 32 le long d’un axe X parallèle au sol. Avantageusement, au moins un vantail 31 , 32 comporte un rail situé dans sa partie supérieure et destiné à coulisser dans une rainure de l’avancée 40 de la secondaire 21 de l’enceinte 1. Préférentiellement, chaque vantail 31 , 32 coulissant comporte, de l’intérieur vers l’extérieur de la chambre 3, les première, deuxième et troisième couches 7 à 9 de la structure multicouches 2.
Sur les figures 8 à 19, on a représenté un mode de mise en œuvre d’un procédé de protection contre les rayonnements externes. Un tel procédé de protection est particulièrement adapté pour fabriquer l’enceinte 1 qui vient d’être décrite ci-avant. De façon générale, le procédé comporte une fourniture de la structure multicouches 2 définissant la chambre ouverte 3 destinée à loger au moins un objet 4, 5. La fourniture de la structure multicouches 2 comprend un montage de la deuxième couche 8, appelée couche intermédiaire, puis un montage de la première couche 7, appelée couche interne, et un montage de la troisième couche 9, également appelée couche externe. En particulier, le montage de la troisième couche 9 comporte une mise en contact de plusieurs modules 10 les uns contre les autres. Selon un mode de mise en œuvre, la fourniture de la structure multicouches 2 comporte une fourniture d’un fond 16 et d’une partie basse 43 de l’avancée 40, illustré à la figure 7. Puis, on place différents panneaux pour former la deuxième couche 8, c’est-à-dire la couche intermédiaire 8. On place un panneau arrière 44 de la deuxième couche 8, illustré à la figure 8. On peut avantageusement placer une couche optionnelle 45 comportant un matériau apte à absorber des neutrons derrière le panneau arrière 44. Puis, on place un premier panneau latéral 46, muni ou non, d’une une couche optionnelle 45, illustré à la figure 9. On place ensuite un deuxième panneau latéral 47, muni ou non, d’une une couche optionnelle 45, illustré à la figure 10. On place ensuite le couvercle supérieur 15 et un panneau avant 48 au niveau de la partie supérieure de l’enceinte 1 , illustré à la figure 11. Puis on monte des plaques sur les premier, deuxième et troisième panneaux 44, 46, 47 de la deuxième couche 8, à l’intérieur de la chambre 3, pour former la première couche 7, illustré à la figure 11 . Avantageusement, on complète la première couche 7 en montant, à l’intérieur de la chambre 3, une plaque supplémentaire sur le fond 16 et une plaque additionnelle sur la face du couvercle supérieur 15 orienté vers l’intérieur de la chambre 3. Avantageusement, les angles de la première couche 7 sont arrondis. On monte les tiges 30 sur les faces externes des panneaux 44, 46, 47, formant la deuxième couche 8, illustré à la figure 12. On peut également monter des tiges 30 sur la face externe du panneau avant 48. Lorsqu’une couche optionnelle 45 est utilisée, les tiges 30 traversent la couche optionnelle 45, de préférence des orifices traversants sont prévus dans la couche optionnelle 45 pour recevoir les tiges 30. Puis on monte les modules 10 de la troisième couche 9, en introduisant les tiges 30 au sein des orifices 31 des modules 10. On fournit le vantail coulissant gauche 32, comme illustré sur la figure 13. On fournit ensuite le vantail coulissant droit 33, illustré à la figure 14. On place les connecteurs d’alimentation 50 dans les orifices d’entrée 52 prévus dans la structure multicouches 2, illustré à la figure 15. On place les connecteurs de chemin optique 51 dans les orifices de sortie 53 prévus dans la structure multicouches 2, illustré à la figure 16.
Sur la figure 17, on a représenté l’enceinte 1 avec ses vantaux 32, 33 en position d’ouverture permettant de place les objets 4, 5 dans la chambre 3.

Claims

Revendications
1. Enceinte de protection contre des rayonnements externes, comprenant une structure multicouches (2) définissant une chambre (3) ouverte destinée à loger au moins un objet (4, 5), la structure multicouches (2) comprenant, de l’intérieur vers l’extérieur de la chambre (3), une première couche (7) de blindage magnétique, une deuxième couche (8) apte à supporter la structure multicouches (2) et une troisième couche (9) comportant un matériau apte à absorber des neutrons, caractérisée en ce que la troisième couche (9) comporte plusieurs modules (10) en contact les uns contre les autres.
2. Enceinte selon la revendication précédente, dans laquelle la troisième couche (9) comporte au moins trois faces (18, 19, 20) et chaque module (10) a une longueur (L) inférieure à la longueur (L1 , L2, L3) de chacune desdites au moins trois faces (18, 19, 20).
3. Enceinte selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la troisième couche (9) comporte au moins deux modules (10) empilés l’un contre l’autre selon une direction (A) s’étendant le long d’une épaisseur (E4) de la structure multicouches (2).
4. Enceinte selon la revendication précédente, dans laquelle la troisième couche (9) comporte au moins deux modules (10) juxtaposés l’un à côté de l’autre selon une direction (B) perpendiculaire à l’épaisseur (E4) de la structure multicouches (2).
5. Enceinte selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les modules (10) ont une même épaisseur (T).
6. Enceinte selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant des tiges (30) pour maintenir les modules (10) en position, et dans laquelle des orifices destinés à recevoir les tiges (30) sont formés dans la deuxième couche (8) et au moins un orifice traversant (31 ) configuré pour être traversé par une des tiges (31 ) est formé dans chaque module (10).
7. Enceinte selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un vantail (32, 33) coulissant configuré pour fermer la chambre (3).
8. Enceinte selon la revendication précédente, dans laquelle le vantail (32, 33) coulissant comporte, de l’intérieur vers l’extérieur de la chambre (3), les première, deuxième et troisième couches (7 à 9) de la structure multicouches (2).
9. Enceinte selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle chaque module (10) comporte un matériau identique apte à absorber des neutrons.
10. Enceinte selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la première couche (7) comporte un matériau ferromagnétique.
11. Enceinte selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la deuxième couche (8) comporte un matériau apte à absorber un rayonnement ionisant du type gamma.
12. Enceinte selon la revendication précédente, dans laquelle le matériau de la deuxième couche (8) comporte un acier inoxydable.
13. Enceinte selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le matériau de la troisième couche (9) comporte du carbure de bore.
14. Procédé de protection contre des rayonnements externes, comprenant une fourniture d’une structure multicouches (2) définissant une chambre (3) ouverte destinée à loger au moins un objet (4, 5), la fourniture de la structure multicouches (2) comprenant un montage d’une couche intermédiaire (8) apte à supporter la structure multicouches (2), un montage d’une couche interne (7) de blindage magnétique, et un montage d’une couche externe (9) apte à absorber des neutrons, caractérisé en ce que le montage de la couche externe (9) comporte une mise en contact de plusieurs modules (10) les uns contre les autres.
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