Description
Les isotopes de l’uranium (235U et 238U) n'ont pas un taux de fission spontanée aussi significatif que les isotopes pairs du plutonium. Par conséquent, les mesures d'uranium reposent sur une source d’interrogation neutronique externe pour induire une fission dans l’échantillon. Il s’agit d’un dosage actif.
Le compteur JCC-51, qui s’appuie sur un transfert de technologie depuis le Laboratoire national de Los Alamos, est utilisé pour réaliser des mesures neutroniques actives sur des éléments comme des lots d'échantillons d’UO2, l'uranium métallique hautement enrichi, les débris d’alliage UAI, les pastilles de combustible et le combustible 238UTh. Les sources neutroniques Americium-Lithium (AmLi) (une dans le bouchon supérieur et une dans le bouchon inférieur) induisent des fissions au sein de l’échantillon d’uranium et les coïncidences neutroniques sont comptées. Si les sources AmLi sont retirées, le compteur peut fonctionner en mode passif pour mesurer par exemple du plutonium.
Quarante-deux tubes 3He sont répartis dans du polyéthylène haute densité autour du puits d’échantillonnage. Ils sont organisés en deux anneaux concentriques pour maximiser l’efficacité. Les tubes sont divisés en six groupes de sept et chaque groupe est câblé et relié à un module amplificateur/discriminateur JAB-01. Les six JAB-01 sont montés à l’intérieur d’une boîte de dérivation scellée, avec des indicateurs LED placés à l’extérieur pour indiquer le bon état de fonctionnement de chaque module JAB-01.
Les connexions électriques entre le JCC-51 et l’analyseur de coïncidences neutroniques JSR-12™ (de type JSR, par exemple) comportent les entrées +5 V et haute tension. L’ensemble des signaux sera sommé selon un OR logique.
La hauteur du puits d’échantillonnage peut être augmentée en supprimant un ou les deux disques de polyéthylène présents dans les bouchons supérieur et inférieur. L’agrandissement du puits de mesure améliore l’efficacité absolue (car les extrémités des tubes 3He ne disposent plus d’un blindage aussi important), mais diminue la précision, car le bruit de fond provenant de la source AmLi augmente.
Une couche de cadmium entoure l’extérieur du système pour réduire le bruit de fond et l’exposition du personnel.
Le compteur peut fonctionner selon deux modes actifs : le mode thermique et le mode rapide. Le mode thermique est utilisé pour les matières à faible enrichissement comme les pastilles d’UO2, la poudre d’U3O8 et les débris à faible teneur (<50 g 235U), ainsi que pour les matières à enrichissement élevé dont 235UTh et 233UTh (combustibles HTGR) et les échantillons présentant de grandes quantités de matériaux hydrogénés comme des déchets contenant des sacs plastiques, du nitrate d’uranyle (de quelques g/l à quelques centaines de g/l) ou des solutions de plutonium (de quelques g/l à quelques centaines de g/l). Le mode rapide est utilisé pour l'uranium métallique très enrichi.
En mode thermique, la couche interne de cadmium et le cadmium dans les bouchons d’extrémité sont retirés.
Pour le dosage de grands échantillons comme des barres ou des plaques de combustible, le compteur est tourné sur le côté, les bouchons d’extrémité sont retirés et un insert MTR (JWI-11) est placé à l’intérieur du compteur. Le chariot est utilisé pour maintenir le compteur en position horizontale.
Le compteur se trouve sur un chariot conçu de telle façon qu’une seule personne est nécessaire pour déplacer l’unité.
Deux sources neutroniques AmLi (JNS-01), un analyseur de coïncidences neutroniques JSR-12, un ordinateur et un logiciel d’analyse sont nécessaires au comptage de coïncidences neutroniques, mais ne sont pas fournis avec le compteur JCC-51.
