Électronique associée aux détecteurs de rayonnements

Dans le contrôle-commande des réacteurs nucléaires ou des usines de retraitement, il est indispensable de mesurer les rayonnements. Dans les réacteurs de puissance, le contrôle des fissions nucléaires est réalisé par la mesure des flux de neutrons émis de la chaudière et, dans les usines de retraitement, les quantités de matières nucléaires sont contrôlées tout au long du procédé par la mesure des neutrons ou des photons gamma émis. Les mesures sont des mesures de flux ou des mesures d’énergie. Dans les systèmes expérimentaux associés aux accélérateurs de particules, il est nécessaire en plus de déterminer les trajectoires des particules émises. Toutes ces mesures se réalisent par des ensembles expérimentaux fort différents. Elles ont cependant en commun le fait d’utiliser l’information contenue dans la série d’impulsions de courant délivrée par le détecteur. Cet article s’intéresse uniquement à l’instrumentation des réacteurs nucléaires et des usines de retraitement et aux installations pour la surveillance des sites et des personnes.

Deux classes de mesures peuvent être identifiées : la première est l’ensemble des méthodes permettant d’estimer le nombre d’impulsions pendant un temps donné ou de mesurer un courant puisqu’une mesure de courant est en fait le comptage d’un grand nombre d’impulsions élémentaires ; la seconde est l’ensemble des techniques permettant de mesurer une caractéristique particulière de chaque impulsion . La charge de l’impulsion de courant est un exemple relativement fréquent d’une telle mesure puisqu’elle est proportionnelle à l’énergie déposée dans le détecteur. Les mesures d’énergie sont largement pratiquées dans le contrôle-commande des réacteurs et des usines de traitement ; ce seront les seules mesures de cette seconde classe à être étudiées dans cet article. Elles sont également appelées mesures spectrométriques .

L’instrumentation nucléaire a nécessité le développement d’un grand nombre de détecteurs spécifiques. Il est légitime de s’interroger sur la spécificité de l’électronique, des méthodes de traitement et des architectures informatiques que l’on peut rencontrer dans l’instrumentation nucléaire des réacteurs et des usines. De nombreuses fonctions électroniques et un certain nombre de méthodes de traitement sont en effet empruntées à l’électronique générale. Pour ne donner que quelques exemples, on peut citer les fonctions d’amplification et de filtrage, les compteurs, les convertisseurs analogique-numérique, les échantillonneurs, les processeurs de traitement, etc. L’instrumentation...