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Spectromètre à neutrons à temps de vol L'invention est relative aux spectromètres à neutrons à temps de vol, c'est-à-dire aux appareils destinés à être associés à un générateur de neutrons pour déterminer le spectre de vitesse des neutrons émis, ces derniers pénétrant périodiquement dans, au moins un passage ménagé dans un rotor constituant l'élément capteur de neutrons des appareils de ce type. Ces spectromètres sont notamment destinés à être associés à des piles atomiques.
Le spectromètre à neutrons à temps de vol selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte une turbine hydraulique pour l'entraînement de son rotor.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est un schéma montrant, vus par en dessus, les éléments essentiels d'un spectromètre à neutrons à temps de vol.
La fig. 2 représente, à plus grande échelle et en élévation coupée, la partie supérieure de cet appareil et, notamment, une turbine hydraulique servant à l'entraînement de son rotor.
La fig. 3, enfin, est une coupe transversale, selon 111-111, fig. 2, pratiquée au niveau de la susdite turbine hydraulique.
Le spectromètre représenté est destiné à déterminer le spectre de vitesse des noutrons émis par une pile atomique 1 à travers un canal de sortie 2 normalement obturé par un panneau 3.
Comme montré schématiquement fig. 1, le spectromètre comprend, d'une part, un carter fixe 4 portant, en regard du débouché extérieur du canal de sortie 2, un stator d'entrée 5, dans lequel sont ména- gés un ou plusieurs canaux -6 pour la pénétration, dans l'appareil, des neutrons issus du susdit canal de sortie ;
d'autre part, un rotor 7, logé dans le car- ter 4 et tournant de préférence autour d'un axe vertical, ledit rotor étant traversé par au moins un passage 8 (avantageusement diamétral) perpendiculaire à son axe, plusieurs passages 8 régulièrement répartis dans un même plan pouvant être prévus, auquel cas les débouchés de ces passages 8 défilent successivement devant le stator d'entrée 5, et, d'autre part enfin, un stator de sortie 9 permettant l'évacuation, vers un compteur de neutrons 10, des neutrons sélectionnés par le rotor 7.
En ce qui concerne alors les moyens à prévoir pour assurer l'entraînement du rotor 7, il paraît opportun, pour mieux mettre en évidence la disposition principale de l'invention et les avantages, qui en découlent, de rappeler que le rotor des appareils de ce genre était entraîné, jusqu'à ce jour, par un moteur électrique.
Or, un tel mode d'entraînement convient mal pour un rotor relativement lourd (d'un poids de l'ordre de 100 kg et plus avec son équipement) devant tourner sans interruption à un régime élevé (de l'ordre de 12 000 à 15 000 t/m) pendant un laps de temps très important pouvant atteindre plusieurs semaines et même davantage.
En effet, de telles conditions de service obligeraient, pour une question d'endurance, de limiter au maximum les dimensions du moteur électrique et, par suite, de réduire sa puissance au minimum indispensable pour l'entraînement du rotor.
En définitive, malgré toutes les précautions prises pour réduire la charge du moteur électrique entraînant leur rotor (en particulier l'établissement
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d'un vide très poussé à l'intérieur du carter pour réduire le freinage du rotor par frottement dans l'air), les spectromètres à neutrons dont le rotor est entraîné électriquement sont sujets à des troubles de fonctionnement résultant de défaillances du moteur électrique entra"mant le susdit rotor, moteur que l'on était contraint de faire tourner à sa vitesse maximum,
et à des défaillances possibles des joints tournants permettant le maintien du vide très poussé.
L'invention a précisément pour objet d'écarter les inconvénients rappelés ci-dessus inhérents au mode d'entraînement du rotor des spectromètres à neutrons actuels.
Conformément à la susdite disposition, au lieu d'avoir recours à un moteur électrique pour entraîner le rotor 7 du spectromètre à neutrons établi dans son ensemble comme indiqué précédemment, on fait entraîner ledit rotor par une turbine hydraulique 11, par exemple du type Pelton, ou centrifuge, ou encore centripète, comme représenté fig. 2 et 3, une turbine de ce genre pouvant aisément développer, sans défaillance et pendant un laps de temps considérable, une puissance relativement importante (correspondant à la charge imposée par l'entraînement du rotor 7)
à un régime de l'ordre de celui désiré pour le susdit rotor 7 (15 000 t/m, par exemple), ce qui permet de caler la susdite turbine 11 directement sur l'arbre 12 du rotor 7.
En plus du fait qu'une turbine hydraulique convient mieux qu'un moteur électrique aux conditions de fonctionnement imposées pour l'entraînement du rotor d'un spectromètre à neutrons, la turbine hydraulique présente l'avantage de n'exiger aucun contact frottant sur des organes tournants de l'appareil, alors qu'un moteur électrique nécessite en général des contacts frottants d'alimentation.
On utilise alors, de préférence, comme fluide moteur pour l'alimentation de la turbine 11, un lubrifiant identique à celui destiné au graissage des organes mobiles de l'appareil, ce grâce à quoi il suffit de prévoir un circuit hydraulique unique dans l'appareil, ce circuit alimentant simultanément les zones à lubrifier et la susdite turbine 11. On peut ainsi se passer de joints tournants.
C'est ainsi que le circuit hydraulique en question peut alimenter d'une part, des gicleurs de graissage 13 agencés de façon à émettre un jet de lubrifiant en direction des zones à graisser, par exemple en direction d'un roulement 14 maintenant l'arbre 12 du rotor 7 ; et, d'autre part, un, ajutage 15 orienté tangentiellement par rapport à l'aubage de la turbine hydraulique 11, le jet d'huile émis par cet ajutage assurant l'entraînement de ladite turbine.
L'huile issue des zones, de graissage et de l'au- bage de la turbine 11 est, de préférence, collectée directement dans le carter 1 de l'appareil pour être renvoyée, par un circuit de recyclage 16, vers une pompe d'alimentation (on peut d'ailleurs prévoir deux pompes avec by-pass pour pallier automatiquement toute défaillance éventuelle de l'une des pompes).
On fait alors, de préférence, régner un vide relatif dans les divers compartiments du carter 1 et, notamment, dans le compartiment contenant le rotor 7 et dans celui abritant la turbine 11, ce afin de réduire, d'une part, les résistances par frottement des organes tournants dans l'air et, d'autre part, les bruits de fonctionnement.
Ce vide n'a d'ailleurs pas besoin d'être aussi poussé que dans le cas des spectromètres à rotor entraîné électriquement car la turbine hydraulique peut, contrairement aux moteurs électriques, vaincre sans difficulté la charge supplémentaire occasionnée par le frottement de l'air (raréfié) sur les organes tournants de l'appareil et, notamment, sur le rotor 7. Le vide étant relativement peu poussé, on est dispensé d'utiliser un joint tournant.
Il convient de signaler que le vide relatif régnant dans le carter 1 présente un avantage que l'on ne trouvait pas dans le cas des spectromètres à moteur électrique. En effet, ce vide relatif a pour résultat d'accroître la force du jet moteur émis par l'ajutage 15, donc d'augmenter la puissance de la turbine 11, alors que, dans le cas des spectromètres à moteur électrique, le vide plus poussé régnant dans le carter de l'appareil n'avait aucune influence avantageuse sur les caractéristiques de fonctionnement du moteur électrique.