Types of Exposure Devices - International Atomic Energy Agency

Types de dispositifs en
radiographie industrielle
IAEA
International Atomic Energy Agency
Jour 5 – Présentation 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.
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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.
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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
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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.
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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.
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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.
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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)
Source gamma en position de
stockage sûre et sécurisée
Porte-source
Boîtier de
commande
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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
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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.
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Dispositifs transportables
• Peuvent être transportés
par une personne si < 50
kg;
• Sont les plus utilisés;
• Contiennent généralement
des sources d’192Ir
d’activités allant jusqu’à 3.7
TBq
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Normes applicable à la radiographie gamma
• ISO1 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

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1 Organisation
internationale de normalisation
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Dispositifs mobiles
• Sont généralement fixés sur
un chariot ;
• Contiennent souvent une
source de 60Co
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Dispositifs fixes
• Sont uniquement utilisés
dans un lieu précis;
• Sont lourds;
• Peuvent contenir des
sources de 60Co ayant des
activités allant de 8.5 à 37
TBq.
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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).
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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’1m sur un poinçon en acier
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Efficacité du blindage des containers de
stockage des sources
Débit de dose (µSv/h) max.
Type de
dispositif
à1m
À la
surface
à 5 cm
Portable
20
2000
500
Mobile
50
Fixe
IAEA
100
ET
2000
2000
OU
1000
1000
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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.
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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.
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Propriétés des sources les plus utilisées
T1/2
Activité
Ir
74 jours
3.7 TBq
130
10 - 70
Co
5.2
années
1.8 - 3.7 TBq
351
50 - 150
Yb
32 jours
185 GBq
34
2.5 - 15
Se
120 jours
1.48 TBq
55
4 - 28
Isotope
192
60
Epaisseur
d’acier
(mm)
Gy h-1 GBq-1
à 1m
169
75
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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.
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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.
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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.
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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);
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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.
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Dispositifs utilisés pour le changement de sources
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Générateurs électriques de rayons X
• Peuvent être
panoramiques ou
directionnels
IAEA
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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.
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Autres équipements
• Chariots automoteurs endotubulaires pour le contrôle de
tuyauteries et canalisations (pipe crawler);
• Accélérateurs, cyclotrons et bêtatrons;
• Radiographie neutron.
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Équipement à rayons X
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.
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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.
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Pipe Crawler
• Utilise une source externe
pour la transmission des
informations .
IAEA
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Pipe Crawler
Film
Électronique
Contrôle des isotopes
Détecteur
Enceinte
blindée
Moteur pour le guidage
de la source
IAEA
Boîte de
vitesse
Moteur
électrique
Batterie
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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.
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Accélérateurs – mobile ou fixes
IAEA
34
Accélérateurs – mobile ou fixes
IAEA
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Accélérateurs et cyclotrons
IAEA
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Bêtatrons
• Peuvent être
transportables;
• Font l’objet de
prescriptions particulières
en matière de sûreté et
de radioprotection.
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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 252Cf.
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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 : 60Co ou
générateur de rayons X.
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