Dispositivo de medición de magnitudes físicas de materiales nucleares y procedimiento de realización de tal dispositivo.

Dispositivo móvil de medición de magnitudes físicas de material nuclear contenido en una celda blindada (2),

capaz de adosarse a y desadosarse de dicha celda blindada (2), estando dicho dispositivo destinado a efectuar lamedición en la posición adosada a una celda blindada (2), que incluye un carro (8), un soporte (44) dispuesto en elcarro (8), un recipiente blindado (4) que contiene un recipiente de trasferencia (24) destinado a almacenar materialnuclear que ha de medirse, estando dicho recipiente blindado (4) dispuesto en el soporte (44), incluyendo elrecipiente blindado (4) una abertura destinada a estar alineada con una abertura (14) presente en una pared de lacelda blindada (2) que da acceso al material nuclear que contiene, caracterizado porque dicho dispositivo demedición incluye asimismo una envoltura (53) que envuelve el recipiente blindado (4) y medios de medición (59)fijados a la envoltura.

Dispositivo de medición de magnitudes físicas de materiales nucleares y procedimiento de realización de tal dispositivo Ámbito técnico y técnica anterior

La presente invención se refiere principalmente a un dispositivo de medición de magnitudes físicas de material nuclear, más en particular a un dispositivo de determinación de las propiedades químicas o físicas de los materiales nucleares recurriendo a radiaciones electromagnéticas o a partículas para inducir por activación una emisión secundaria neutrónica. La presente invención se refiere asimismo a un procedimiento de realización de tal dispositivo.

Por ejemplo para el uranio (U) , plutonio (Pu) y americio (Am) , las magnitudes físicas de tipo cuantitativo, pueden ser las masas, las emisiones neutrónicas espontáneas y las emisiones neutrónicas inducidas y de tipo cualitativo, la multiplicidad de las emisiones neutrónicas espontáneas, la multiplicidad de emisiones neutrónicas inducidas, la naturaleza fisible de los materiales y su composición isotópica.

Cuando los materiales nucleares son irradiantes y/o contaminantes, es necesario respectivamente utilizar pantallas y/o asegurar el confinamiento para garantizar la protección del personal.

Las instalaciones nucleares comprenden por lo tanto celdas blindadas en las que los materiales nucleares son procesados o almacenados. Las celdas blindadas están constituidas por uno o varios recintos estancos denominados cajones. El o los cajones está (n) envuelto (s) por un blindaje radiológico asimismo calificado de biológico.

Las celdas blindadas están equipadas de dispositivos que permiten el adosado de recipientes blindados transportables para introducir o evacuar los materiales nucleares al tiempo que se asegura asimismo la continuidad de la protección del personal contra la irradiación y la contaminación.

Es necesario en el marco de su procesamiento o con ocasión de su evacuación medir estos materiales nucleares. El promotor de estas mediciones puede ser el operador de la instalación nuclear, pero también autoridades exteriores tales como la AIEA en el marco de sus misiones de control.

Para realizar estas mediciones, suele ser imperativo el aislamiento de estos materiales nucleares.

De manera conocida, las mediciones que se han de realizar en los materiales nucleares son efectuadas a distancia de las celdas blindadas. Para ello, se extraen los materiales nucleares de la celda, se los aísla en un recipiente blindado adosado a la célula blindada, a continuación se trasfieren hacia una instalación dedicada para realizar las mediciones.

Ahora bien, por razones reglamentarias y de seguridad, el material nuclear solo puede ser evacuado de la celda blindada si responde a ciertas especificaciones entre ellas la cantidad de material fisible. Ahora bien, en las instalaciones actuales, no existe ningún medio para realizar esta medición in situ que permita garantizar el respeto de estas especificaciones.

En un marco de procedimientos derogatorios, se puede llevar a cabo la evacuación del material nuclear, pero a costa de operaciones numerosas, complejas, largas, costosas y que presentan riesgos. En efecto, durante el transporte del material nuclear, un accidente podría provocar una contaminación del entorno exterior.

Es conocido, a partir del documento FR 2 654 219, un dispositivo que permite la medición del caudal de dosis del material nuclear en un recipiente, estando el dispositivo adosado a la celda blindada.

Este dispositivo incluye un contenedor de transporte, de tipo “Padirac”, montado sobre una plataforma de transporte. Este contenedor incluye un alojamiento cilíndrico que contiene un recipiente de trasferencia. Cuando el contenedor de trasporte está adosado a la pared exterior de la celda blindada, está abierta una puerta prevista en la pared de la celda blindada, asimismo está abierta una trampilla prevista en el contenedor de transporte. A continuación mediante un espetón de conexión introducido por una abertura practicada en el fondo del alojamiento del contenedor de transporte, el recipiente de trasferencia se introduce en la celda blindada, en la que se carga de material nuclear. El recipiente de trasferencia se vuelve a reintroducir parcialmente en el alojamiento del contenedor de transporte. Para la medición se introduce una sonda de medición de caudal de dosis por el orificio por el que se ha introducido el espetón, después de la retirada del mismo. La introducción de esta sonda en el alojamiento impide por lo tanto poder introducir completamente el recipiente de trasferencia en el interior del contenedor de transporte, así como volver a cerrar la trampilla del contenedor de transporte.

Este dispositivo proporciona una medida de caudal de dosis, ahora bien esta magnitud física no puede ligarse de manera unívoca a magnitudes físicas del material presente en el recipiente de trasferencia, sin hipótesis complementarias sobre su naturaleza fisicoquímica. Además, la imposibilidad de poder volver a cerrar la trampilla del contenedor de transporte y por lo tanto poder aislar de manera estanca el material nuclear que sean de medir del resto de la celda blindada, dificultan la medición. En efecto, en este caso el caudal de dosis medido no puede atribuirse de manera exclusiva al del material contenido en el recipiente de trasferencia. En este documento se menciona que, para evitar que las mediciones efectuadas en el interior del contenedor de transporte estén viciadas por errores que resultan del ruido de fondo procedente de la celda blindada de dosis, se puede efectuar, anteriormente a la medición del caudal de dosis, una medición de los ruidos de fondo efectuada asimismo con la ayuda de la sonda introducida por el orificio por el que se introduce el espetón de conexión.

Este dispositivo de medición necesita por lo tanto una etapa adicional de medición que prolonga el tiempo necesario para obtener una medición segura de los materiales nucleares. Además, esto supone llevar a cabo hipótesis, lo que reduce por lo tanto la precisión y la exactitud de las mediciones.

Además, el hecho de no poder volver a cerrar la celda blindada, supone durante un cierto tiempo tener un aislamiento reducido del material nuclear que contiene respecto del entorno exterior.

Asimismo, la utilización del orificio del espetón de conexión para el paso de la sonda supone que la misma un diseño complejo. En efecto, esta incluye un gran número de piezas, estando estas piezas unidas de manera mecánica entre sí, lo que aumenta asimismo los riesgos de fallo.

Por lo tanto un objeto de la presente invención es ofrecer un dispositivo de medición que ofrece una gran facilidad de trasporte y de realización y una gran seguridad de uso, que permite efectuar mediciones de materiales nucleares contenidos en varias celdas blindadas.

Asimismo, un objeto de la presente invención es ofrecer un dispositivo de mediciones de magnitudes físicas de materiales nucleares contenidos en una celda blindada que ofrece una gran precisión al nivel de las mediciones efectuadas.

Exposición de la invención Los objetos enunciados anteriormente se alcanzan mediante un dispositivo de medición que incluye un contenedor de transporte en el que está confinado el material nuclear que se ha de medir, estando el contenedor adosado a la célula en la que se toma el material nuclear que se ha de medir, incluyendo este dispositivo una envoltura que envuelve el contenedor de transporte, estando la envoltura equipada de sensores de detección de neutrones. El dispositivo es capaz de estar adosado a y desadosado de la celda blindada para poder efectuar mediciones de materiales nucleares contenidos en diferentes celdas blindadas.

El término adosado (respectivamente desadosado) significa que el dispositivo está montado y acoplado (respectivamente desmontado y desacoplado) a la celda blindada, de manera estanca, para introducir o evacuar materiales nucleares en dicha celda, al tiempo que se asegura la continuidad de la protección del personal contra la irradiación y la contaminación.

Además el dispositivo según la presente invención se puede desmontar con mucha facilidad, lo que permite su transporte en diferentes lugares para efectuar mediciones de materiales nucleares contenidos en diferentes celdas.

Es posible medir magnitudes físicas del material nuclear dispuesto en el interior del contenedor de transporte, estando el alojamiento del contenedor de transporte aislado de la celda blindada durante la medición.

Asimismo, este dispositivo no necesita el transporte del material nuclear, permite una medición de las magnitudes físicas de este material antes de su transporte, lo que permite adecuarse... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo móvil de medición de magnitudes físicas de material nuclear contenido en una celda blindada (2) , capaz de adosarse a y desadosarse de dicha celda blindada (2) , estando dicho dispositivo destinado a efectuar la medición en la posición adosada a una celda blindada (2) , que incluye un carro (8) , un soporte (44) dispuesto en el carro (8) , un recipiente blindado (4) que contiene un recipiente de trasferencia (24) destinado a almacenar material nuclear que ha de medirse, estando dicho recipiente blindado (4) dispuesto en el soporte (44) , incluyendo el recipiente blindado (4) una abertura destinada a estar alineada con una abertura (14) presente en una pared de la celda blindada (2) que da acceso al material nuclear que contiene, caracterizado porque dicho dispositivo de medición incluye asimismo una envoltura (53) que envuelve el recipiente blindado (4) y medios de medición (59) fijados a la envoltura.

2. Dispositivo de medición según la reivindicación 1, en el que el carro (8) , el soporte (44) y el recipiente blindado (4) son capaces de separarse para permitir un desmontaje y un montaje fáciles de dicho dispositivo para su transporte hacia otra celda blindada y su uso con dicha otra celda blindada.

3. Dispositivo de medición según la reivindicación 1 o 2, en el que el soporte (44) incluye un alojamiento (48) que recibe un módulo de emisión neutrónica (50) o de radiación electromagnética.

4. Dispositivo de medición según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la envoltura (53) y el soporte (44) forman un cajón que envuelve por cinco lados el recipiente blindado (4) , estando el sexto lado abierto y permitiendo la comunicación con la celda blindada (2) .

5. Dispositivo de medición según una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la envoltura (53) incluye dos paredes laterales (54) , un fondo (56) destinado a disponerse en oposición a la celda blindada (2) respecto del recipiente blindado (4) y un tejado (58) , incluyendo dicho fondo (56) una abertura para permitir la conexión del recipiente blindado (4) a un espetón (30) .

6. Dispositivo de medición según la reivindicación anterior, en el que dos medios de medición (59) están fijados a cada pared lateral (54) en el exterior de la envoltura (53) y dos medios de medición (59) en el tejado (58) en el exterior de la envoltura (53) .

7. Dispositivo de medición según la reivindicación anterior, en el que los medios de medición (59) presentan cada uno un eje, teniendo los dos medios de medición (53) por pared (54, 58) del recinto sus ejes paralelos y teniendo los medios de medición de dos paredes diferentes sus ejes ortogonales.

8. Dispositivo de medición según las reivindicaciones 6 o 7, en el que los pares de medios de medición (59) están centrados en el objetivo del módulo de emisión (50) .

9. Dispositivo de medición según una de las reivindicaciones 1 a 8, en el que los medios de medición (59) incluyen varios detectores, por ejemplo cuatro o siete.

10. Dispositivo de medición según una de las reivindicaciones 1 a 9, en el que la envoltura (53) y/o el soporte (44) son de grafito.

11. Dispositivo de medición según la reivindicación 9, en el que el grafito es grafito purificado de tipo UCAR, que lleva la referencia CS 49 H.

12. Dispositivo de medición según la reivindicación 10 u 11, en el que el grafito está cubierto por una chapa de aluminio anodizado.

13. Dispositivo de medición según una de las reivindicaciones 1 a 12, que incluye una protección radiológica (60) que cubre el conjunto formado por el carro (8) , el recipiente blindado (4) y la envoltura de grafito (53) para aislar dicho conjunto del entorno exterior.

14. Dispositivo de medición según la reivindicación 13 en combinación con la reivindicación 3, en el que la protección radiológica (60) incluye dos paredes laterales (60.2) , un fondo (60.6) y un tejado (60.4) , siendo realizada una primera abertura (63) en el fondo (60.6) de la protección (60) para el paso de los cables (51) de alimentación y de control del módulo de emisión (50) y medios de medición (59) , estando dicha primera abertura (63) cerrada por un tapón y una segunda abertura (62) para la conexión del espetón (30) , estando dicha segunda abertura (62) cerrada por un tapón.

15. Dispositivo de medición según la reivindicación 13 o 14, que incluye medios de guiado de la protección radiológica (60) respecto del conjunto durante la colocación de la protección (60) alrededor del conjunto.

16. Procedimiento de ensamblado del dispositivo de medición según una de las reivindicaciones anteriores, que incluye las etapas de:

- colocación del carro (8) ,

- colocación del soporte (44) sobre el carro (8) ,

- colocación del recipiente blindado (4) sobre el soporte (44) , caracterizado porque el procedimiento incluye las siguientes etapas:

- colocación de la envoltura (53) ,

- colocación de los medios de medición (59) sobre la envoltura.

17. Procedimiento de ensamblado según la reivindicación anterior del dispositivo de la reivindicación 3, que incluye la etapa de colocación del módulo de emisión (50) en el soporte (44) .

18. Procedimiento de ensamblado según la reivindicación 16 o 17, que incluye la etapa posterior de colocación de la protección biológica (60) .

19. Procedimiento de ensamblado que aplica el dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 15, que incluye las etapas de:

- apertura del recipiente blindado (4) ,

- apertura de la puerta de acceso (16) al interior de la célula blindada (2) ,

- adosado del recipiente de trasferencia (24) a la célula blindada (2) ,

- retirada del tapón del recipiente de trasferencia (24) ,

- colocación del material nuclear en el recipiente de trasferencia (24) ,

- recolocación del tapón en el recipiente de trasferencia (24) ,

- recolocación del recipiente de trasferencia (24) en el recipiente blindado (4) ,

- cierre de la puerta de acceso (16) al interior de la celda blindada,

- cierre del recipiente blindado (4) ,

- medición de las magnitudes físicas del material nuclear.

20. Procedimiento de medición según la reivindicación anterior que aplica el dispositivo de medición según la reivindicación 3, que incluye ciclos de “emisión-medición” repetidos a una frecuencia del orden de algunas decenas de hercios.