Types de dispositifs en radiographie industrielle IAEA International

Types de dispositifs en radiographie industrielle IAEA International Atomic Energy Agency Jours 5 – Cours 4

Objectif Comprendre le dimensionnement et l’usage des dispositifs utilisés en radiographie industrielle, incluant les sources scellées, les dispositifs en contenant ou bien émettant des rayons X ainsi que les équipements annexes. IAEA 2

Contenu • Les dispositifs utilisés en gammagraphie, les sources et les équipements annexes; • Les équipements émettant des rayons X; • Chariots automoteurs endotubulaires pour le contrôle de tubes et canalisations (pipe-crawlers); • Systèmes de radiographie en temps réel; • Les accélérateurs (linéaires et bêtatrons); • Équipements de radiographie neutron. IAEA 3

Différents types de fonctionnement Catégorie I • La source n’est pas projetée à l’extérieur du dispositif, un obturateur ou bien un autre mécanisme est utilisé pour permettre l’exposition de la source. Catégorie II • La source est projetée en dehors de son container blindé de stockage (via un câble, un système pneumatique…) par une gaine de projection vers la position d’exposition. Catégorie X • Applications spéciales IAEA 4

Dispositifs de catégorie I • La source ne quitte pas le dispositif; • Le dispositif a un système d’obturation; • La source peut être placée en position d’exposition par mise sous vide ou pression d’air. IAEA 5

Dispositifs de catégorie II • La source est projetée en dehors de son container blindé; • Un système de contrôle à distance est nécessaire; • La source n’est plus protégée pendant l’exposition (mais un collimateur peut être utilisé si possible). • La manipulation peut être manuelle ou bien automatique. IAEA 6

Dispositifs de Catégorie X • Ils sont utilisés pour des chantiers particuliers (par ex: robots avec source gamma dans les pipelines). • Les prescriptions relatives à leur dimensionnement et à leur contrôle qualité dépendent du type d’utilisation. IAEA 7

Gammagraphie – Projecteur de source type Gaine d’éjection de la source Collimateur Conteneur blindé de stockage de la source Source gamma en cours d’utilisation, source en dehors du projecteur Câble de commande et gaine(s) Boîtier de commande IAEA Source gamma en position de stockage sûre et sécurisée Porte-source En position de sécurité, le porte-source est logé dans le canal du massif de protection biologique de telle sorte que la source est au centre du massif 8

Gammagraphie – Principes d’utilisation Les dispositifs contenant des sources utilisées en gammagraphie : • Sont constitués d’un container blindé de stockage de la source en uranium appauvri ou en plomb; • Contiennent la source radioactive scellée, elle-même logée dans un porte-source; • Sont équipés d’un système de contrôle du mouvement de la source; • Projètent la source pour produire une radiographie. IAEA 9

Dispositifs transportables • Peuvent être transportés par une personne si < 50 kg; • Sont les plus utilisés; • Contiennent généralement des sources d’ 192 Ir d’activités allant jusqu’à 3. 7 TBq IAEA 10

Normes applicable à la radiographie gamma • ISO 1 3999 Pour les dispositifs et pour certain appareils auxiliaires • ISO 2919 Pour les sources scellées • IAEA TS-R-1 Pour le transport des colis radioactifs § IAEA 1 Organisation internationale de normalisation 11

Dispositifs mobiles • Sont généralement fixés sur un chariot ; • Contiennent souvent une source de 60 Co IAEA 12

Dispositifs fixes • Sont uniquement utilisés dans un lieu précis; • Sont lourds; • Peuvent contenir des sources de 60 Co ayant des activités allant de 8. 5 à 37 TBq. IAEA 13

Prescriptions générales de conception • Définition de niveaux d’exposition (pour la protection des manipulateurs- notamment ceux utilisant des dispositifs transportables, pour le transport…); • Dispositifs de sécurité; • Dispositions de protection contre l’eau, la boue, le sable (pour s’affranchir du risque de défaillance des systèmes de projection de la source et de sécurité, etc. ); • Doit résister à des températures extrêmes (pour limiter le risque de blocage de la source). IAEA 14

Tests pour les conteneurs blindés de sources En conditions normales le dispositif doit demeurer opérationnel après les tests suivants : • Efficacité de la protection • Choc vertical • Choc horizontal • Endurance En conditions « accidentelles » , le dispositif doit résister aux tests suivants, sans obligation de rester opérationnel : • Chute de 9 m • Chute d’une hauteur d’ 1 m sur un poinçon en acier IAEA 15

Efficacité du blindage des containers de stockage des sources Débit de dose (µSv/h) max. Type de dispositif à 1 m À la surface à 5 cm Portable 20 2000 500 Mobile 50 Fixe 100 IAEA ET 2000 OU 1000 16

Conception des sources scellées • Capsule scellée; • Norme ISO 2919 de conception et de tests; • Les sources peuvent avoir différentes formes, les tests sont adaptés; • Tests d’étanchéité réalisés par l’utilisateur. IAEA 17

Composants d’une source • La capsule de la source est fixée sur un câble; • Les câbles et connecteurs peuvent être de différents types; • Subissent des tests d’endurance et de tension. IAEA 18

Propriétés des sources les plus utilisées IAEA 19

Caractéristiques générales des équipements § Câble de contrôle Longueur : 7. 6 m; § Gaine de projection Longueur : 2. 1 m; § Collimateurs Atténuation du rayonnement inutile d’un facteur de 100 à 400; § Embouts d’irradiation Butées, bouchon de protection; § Positionneurs magnétiques Pour les dispositifs les plus importants. IAEA 20

Système de commande à distance • Norme ISO 3999; • Conception et caractéristiques standardisées; • Système de raccord (à boule) pour liaison avec le porte-source; • D’autres systèmes ne sont pas conformes à la norme ISO 3999. IAEA 21

Gaines de d’éjection • Caractéristiques de conception standardisées; • Tests issus de la norme ISO 3999 • Possède un embout (butée); • L’embout d’irradiation peut être spécifique. IAEA 22

Collimateurs • Permettent de focaliser le rayonnement «utile» ; • Peuvent être directionnel ou bien panoramique; • Sont constitués de plomb, tungstène ou d’uranium appauvri; • Limitent le rayonnement «inutile» (principe ALARA); IAEA 23

Dispositifs utilisés pour le changement de sources • Sont utilisés pour permettre le changement d’une source sur le terrain; • Sont généralement constitués d’une enceinte blindée en Uranium appauvri; • Sont équipés d’un système de verrouillage pour garantir le bon positionnement de la source dans le dispositif; • Possèdent 2 ou plus cavités ou tuyaux de stockage. IAEA 24

Dispositifs utilisés pour le changement de sources IAEA 25

Générateurs électriques de rayons X • Peuvent être panoramiques ou directionnels IAEA 26

Générateurs électriques de rayons X • Interface contrôle commande • Systèmes de verrouillage; • Systèmes d’alarme; • Une clé est nécessaire pour permettre l’utilisation de l’appareil. IAEA 27

Autres équipements • Chariots automoteurs endotubulaires pour le contrôle de tuyauteries et canalisations (pipe crawler); • Accélérateurs, cyclotrons et bêtatrons; • Radiographie neutron. IAEA 28

Équipement à rayons X doit: • répondre aux exigences nationales en matière de sûreté électrique; • avoir des câbles (entre le tube à rayons X et le panneau de contrôle) d'une longueur suffisante. par exemple > 20 m. • avoir un panneau de contrôle qui a une clé pour empêcher l'utilisation accidentelle. IAEA 29

Pipe Crawler • Utilisé pour la radiographie de soudures de tuyauteries et canalisations. • Est placé à l’intérieur de la tuyauterie ou canalisation; • Possède sa propre batterie d’alimentation. IAEA 30

Pipe Crawler • Utilise une source externe pour la transmission des informations. IAEA 31

Pipe Crawler Film Électronique Contrôle des isotopes Détecteur Enceinte blindée Moteur pour le guidage de la source IAEA Boîte de vitesse Moteur électrique Batterie 32

Accélérateurs et cyclotrons • Utilisent des rayons X à haute énergie • Peuvent être utilisés dans des grandes enceintes protégées pour des grandes pièces; • Des unités portables peuvent être utilisées sur le terrain; • Des précautions particulières de sûreté et de protection sont requises. IAEA 33

Accélérateurs – mobile ou fixes IAEA 34

Accélérateurs – mobile ou fixes IAEA 35

Accélérateurs et cyclotrons IAEA 36

Bêtatrons • Peuvent être transportables; • Font l’objet de prescriptions particulières en matière de sûreté et de radioprotection. IAEA 37

Radiographie Neutron • Les neutrons sont produits par une source ou bien un accélérateur; • Les neutrons peuvent pénétrer des métaux lourds et des matériaux contenant de l’hydrogène; • Technique très souvent utilisées dans le secteur de la recherche; • L’isotope le plus fréquemment utilisé est le 252 Cf. IAEA 38

Radiographie en temps réel • L’image est mesurée en temps réel par film, instruments de détection ou bien application informatique; • Est couplée avec un système permettant le déplacement des pièces à analyser; • Sources utilisées : 60 Co ou générateur de rayons X. IAEA 39