GENÈSE D'UNE GAMME
En 2013, EDF a lancé un appel d’offre pour une nouvelle génération de Contrôleurs de Petits Objets (CPO) destinés à remplacer progressivement le parc en exploitation, en prenant en compte de nouveaux objectifs.
Dans les CNPE (Centre Nucléaire de Production d'Électricité), le contrôle de contamination d’objets en limite de zone contrôlée ou au magasin d'outillage, est classiquement réalisé par des appareils appelés «Contrôleur de Petits Objets (CPO)» ou «Contrôleur de Grands Objets (CGO)».
Le volume de mesure est délimité par 2, 4 ou 6 détecteurs plastiques de grandes dimensions et est protégé par un blindage dont l’épaisseur est adaptée aux objectifs de mesure et aux conditions locales de bruit de fond.
La détermination du résultat, objet contaminé ou non contaminé est obtenue par comparaison du comptage durant la mesure au comptage dû au bruit de fond.
Les nouveaux objectifs fixés étaient :
Mais aussi de nouveaux services tels que la catégorisation de l’origine de la contamination et des améliorations d’utilisation |
UNE APPROCHE INNOVANTE
Mirion Technologies a relevé le défi et apporté une réponse technologiquement innovante, avec la mise en oeuvre de la spectrométrie sur plastique et de nouveaux algorithmes.
La technologie Smart : alliant performance technique, ergonomie et simplicité d’exploitation.
De plus, une caméra détecte la présence des objets et l’ergonomie du dialogue homme-
machine a été repensée sur la base de larges écrans tactiles.
Pour le responsable d’exploitation, de nombreuses fonctions sont disponibles en accès protégé, en particulier des historiques détaillés des mesures et du bruit de fond.
La technologie Smart : une approche intelligente du contrôle :
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Optimisation des temps de mesure Algorithme de décision anticipée pour des contrôles plus courts |
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Masquage des variations momentanées pour |
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Traçabilité des alarmes et rapports de mesure personnalisés |
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Larges écrans tactiles avec une ergonomie repensée de l'interface homme-machine |
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Catégorisation de la contamination, |
LA SPECTROMÉTRIE APPLIQUÉE AU CONTRÔLE DE LA CONTAMINATION
La technologie smart est une approche radicalement nouvelle du contrôle de contamination d’objets. Elle met en œuvre la spectrométrie sur scintillateur plastique et un traitement algorithmique renouvelé. Elle facilite l’exploitation par une mesure plus rapide, une plus grande disponibilité et des résultats plus complets.
Spectrométrie sur détecteur plastique
L’application de spectrométrie gamma à des scintillateurs plastiques n’est pas une nouveauté. C’est la réalisation particulière et les traitements associés qui en constituent l’originalité.
Les scintillateurs organiques sont la seule solution économiquement viable pour la surface nécessaire. L’acquisition des signaux issus de 6 détecteurs plastiques est réalisée par 6 analyseurs multicanaux numériques indépendants. L’échantillonnage des signaux est permanent et les spectres sont construits numériquement au sein d’un circuit intégré dédié. Il s’y ajoute un spectre de coïncidence, regroupant les événements ayant donné lieu à une coïncidence temporelle dans au moins deux détecteurs.
Spectre brut des 6 détecteurs pour une source Cs-137
Les spectres des 6 détecteurs sont normalisés à un même gain, puis additionnés pour obtenir un spectre total qui conserve la résolution des voies élémentaires. L’ensemble des spectres est placé dans une pile tournante.
Une méthodologie nouvelle permet une adaptabilité remarquable à des changements extrêmement variables du bruit de fond en centrale nucléaire. Lors des périodes d’acquisition de bruit de fond, l’inspection renouvelée chaque seconde de la pile des acquisitions, permet de déceler des variations courtes ou durables et permet également l’effacement de variations courtes.
De même, lors d’une mesure, une variation peut ainsi être détectée et la mesure suspendue. L’examen des résultats intermédiaires permet dans la plupart des situations opérationnelles une décision anticipée de contamination ou de non contamination. En fin de mesure, le spectre est analysé et une catégorisation en est déduite.
La contamination de l’objet peut être donnée selon les rendements d’un radioélément prédéfini (par exemple en «équivalent Co-60») ou d’un mélange prédéfini. elle peut aussi être calculée selon la répartition spectrale constatée (activité pondérée). Cette dernière méthode qui n’est possible que par la disponibilité du spectre d’énergie, évite les sur ou sous-estimations liées à une référence conventionnelle.
Performance des résultats
Une meileure homogénéité de mesure dans le volume de détection, avec une absence de zone morte et une homogénéité entre +5 et -10% , pour une version de CPO-Smart avec 6 détecteurs.
La catégorisation des radioéléments
Dans une première approche, les radioéléments sont regroupés en 3 classes d’énergie dominante (basse, moyenne, haute) et d’une classe NORM (naturellement radioactif). Les mélanges sont indiqués sous forme de pourcentage des 3 classes.
- La classe haute énergie est celle des énergies supérieures à 1 MeV, ceci concerne essentiellement le Cobalt 60.
- La classe moyenne énergie correspond au Cobalt 58, à l’Argent 110m, au Zirconium 95. Elle est représentée par le Césium 137.
- La classe basse énergie correspond à l’Iode 131 et au Cobalt 57.
- Dans le cas de NORM, l’indication NORM est donnée si la précision statistique est suffisante.
Exemple de résultat pour une source Cs-137.
On notera la sous estimation du résultat en activité équivalent Co-60 pour un résultat exact en activité pondérée.
Vers l’identification des radioéléments
Mirion Technologies a développé un traitement qui restitue un spectre photoélectrique classique et permet une identification individuelle des radioéléments.
Finalement, la contamination de l’objet peut être donnée selon les rendements d’un radioélément prédéfini (par exemple en «équivalent Co-60») ou d’un mélange prédéfini.
Les spectres sont aussi utilisés pour la stabilisation du point de fonctionnement en température et en cas d’éventuelles variations à long terme.
LA GAMME SMART
Ces nouvelles performances ont permis à Mirion Technologies de concevoir et d'adapter une gamme de produits à différentes problématiques de mesure.
O-SmartCe Contrôleur de Petits Objets nouvelle génération a été élaboré pour répondre aux nouvelles contraintes du secteur du nucléaire toujours plus exigeantes en matière de niveau de détection.
En effet, le CPO-Smart allie de grandes performances de mesure à une meilleure fluidité des contrôles. Sa technologie innovante offre une grande facilité d’exploitation.
CGO-Smart
Toute la technologie du CPO-Smart à grande échelle, avec un volume de détection de 307 litres. Ce contrôleur Grands Objets nouvelle génération est destiné à la vérification de non contamination d’objets volumineux.
Il peut être utilisé pour des contrôles systématiques ou dans les laveries.
Sa grande rapidité et la qualité de sa mesure maximise sa disponibilité.
LMV-Smart
Le LMV-Smart est un contrôleur de contamination gamma destiné au contrôle d’un flux important de tenues en mode vertical.
Il s‘utilise conjointement à un système de convoyage présentant les vêtements sur cintre.
Il a été dimensionné pour prendre en compte l’environnement radiologique difficile de la mesure et pour offrir un niveau et une géométrie de blindage modulaire.
Le LMV-Smart tire profit de la technicité de la gamme Smart : rapidité, qualité de détection et adaptation optimisée au changement de bruit de fond..
UNE PORTE OUVERTE VERS L'AVENIR ...
La technologie Smart est née d’une avancée technologique couplée à un effort ergonomique pour une exploitation plus simple et une adaptabilité à un environnement fluctuant et très pénalisant.
