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Appareil portatif de protection contre les aérosols radioactifs Cette invention a pour objet un appareil portatif pour la protection contre les aérosols radioactifs.
Elle a pour but, surtout, d'agencer ces, appareils de façon. telle qu'ils puissent fournir aux individus qui les portent des indications sur la radioactivité de l'atmosphère dans. laquelle ils se trouvent.
Cet appareil qui comprend un masque respiratoire équipé de moyens de filtration propres à retenir lesdits aérosols avant leur pénétration à l'intérieur du masque est caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, des moyens de détection portatifs propres à élaborer des indications sur la radioactivité des aérosols retenus par lesdits moyens de filtration.
On entend par aérosol une suspension dans un gaz, tel que l'air, de particules solides ou liquides (poussières, fumées, brouillards) ; un tel aérosol peut être radioactif, soit par nature, soit pour avoir fixé des atomes radioactifs, soit pour avoir été activé de toute façon possible.
0n sait le danger que présente l'existence de tels aérosols radioactifs pour les individus et en particulier pour leurs voies respiratoires.
Les, concentrations ou doses maxima desdits aérosols admissibles sans danger dans, une atmosphère sont si faibles qu'elles ne peuvent être détectées directement par les appareils portatifs de détection des rayonnements couramment utilisés. dans les techniques de prospection des minerais radioactifs.
Pour détecter ces aérosols, il est nécessaire de les concentrer à proximité du détecteur sur un filtre on utilise à cet effet des pompes permettant de faire traverser le filtre par quelques mètres cubes d'air pollué à l'heure.
On a déjà réalisé sur ce principe des appareils suffisamment sensibles pour détecter les très faibles concentrations d'aérosols radioactifs correspondant aux doses de tolérance (de 10-8 à 10-12 curies par m3 d'air), mais, ces appareils sont en général lourds, encombrants et coûteux.
Par ailleurs, les, personnes, qui sont amenées à séjourner dans une atmosphère risquant d'être contaminée par un aérosol radioactif, par exemple au voisinage d'un réacteur nucléaire en réparation, portent habituellement des masques respiratoires comprenant des éléments filtrants destinés à retenir la plus, grande partie des aérosols qu'elles pourraient être conduites à respirer.
Mais, même si lesdits éléments sont de bonne qualité, ces masques ne sont jamais parfaitement étanches et peuvent laisser passer sans filtration, par exemple au joint de la peau et du masque, une quantité non négligeable d'air pollué: les porteurs de ces masques peuvent donc, sans s'en douter, séjourner dans une, atmosphère nocive et aspirer des quantités dangereuses d'aérosols radioactifs.
L'appareil de l'invention pallie l'ensemble de ces inconvénients en mettant à profit la concentration, sur les éléments, filtrants compris par un masque respiratoire, des. aérosols radioactifs contenus dans le volume relativement grand d'air respiré par le porteur du masque, pour détecter la radioactivité de ces aérosols.
En d'autres termes le travail de pompage nécessité par les appareils de détection évoqués ci-dessus est assuré ici par la respiration du porteur du masque.
Le ou les organes de détection (ou détecteurs) du rayonnement sont placés contre ou dans le ou les éléments de filtration, de préférence à proximité immédiate de la face d'entrée de l'air, et sont reliés à un ensemble portatif comportant les organes d'alimentation et d'interprétation des signaux élaborés par lesdits organes.
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Chaque détecteur est par exemple un compteur Geiger-Müller sensible aux rayons a, (i, ou y.
Il est relié à un indicateur portatif de rayonnement que la personne transporte avec elle et qui peut être par exemple du type utilisé dans la prospection minière.
L'ensemble est constitué simplement à partir d'éléments légers: masque, détecteur, ensemble d'alimentation et de lecture, que l'on trouve dans le com- merce à des: prix modérés.
Le fonctionnement de l'appareil est le suivant lorsque le porteur de l'appareil se trouve dans une atmosphère contenant des aérosols radioactifs, ces derniers s'accumulent en quasi-totalité dans le filtre et leur rayonnement est détecté par le compteur; en regardant ou en écoutant l'indicateur visible ou sonore, le porteur est ainsi averti de la présence desdits aérosols et peut même estimer grossièrement leur concentration, ce qui lui permet de prendre les mesures nécessaires.
La sensibilité de l'appareil est du même ordre de grandeur que celle des appareils utilisés habituellement pour la détection des aérosols radioactifs, car le volume d'air respiré par une personne travaillant normalement est du même ordre de grandeur (quelques m3 par heure) que le débit de la pompe de ces appareils, le rendement des filtres et des détecteurs restant le même.
Le dessin. représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 représente schématiquement de profil un appareil de protection comprenant un demi-mas- que respiratoire.
La fig. 2 représente schématiquement en élévation un appareil de protection comprenant un masque complet.
Le demi-masque de la fig. 1 ne s'applique qu'autour de la bouche et du nez du porteur et comprend une surface élastique souple 1, par exemple en caoutchouc moulé, deux clapets d'inspiration débouchant sur deux filtres latéraux 2, une valve d'expiration 3, et bien entendu, tous autres moyens désirables tels que brides de fixation 8, valve (non représentée) pour l'évacuation de la transpiration du porteur, etc.
A l'intérieur des filtres 2 sont logés des compteurs de Geiger-Müller4 reliés par un câble souple 5 à un coffret portatif 6. Ce coffret, de type connu, alimenté par des piles sèches, fournit la haute tension nécessaire à l'alimentation des compteurs, reçoit les impulsions élaborées par ceux-ci, les amplifie et indique sur un cadran gradué 7 le nombre de ces impulsions en chocs/sec, ou même la radioactivité décelée, par exemple en milliroentgens/heure.
Cette indication peut être remplacée et/ou doublée par toute autre désirable, permanente ou momentanée, visuelle ou sonore, par exemple par allumage d'un voyant lumineux ou excitation d'une sonnerie dès que la radioactivité détectée dépasse un seuil donné,
ou par utilisation d'un casque téléphonique adapté à l'appréciation auditive de la radioactivité décelée par le compteur. Un appareil permettant de détecter en quelques minutes les aérosols émetteurs de rayonnement (3 ou y lorsque leur concentration est de l'ordre de 10-s curies par m3 d'air (ordre de grandeur moyen des limites maxima actuellement admises pour ces con- centrations., en exposition permanente) peut comprendre les éléments suivants - demi-masque utilisé :
celui connu sous le nom de Fernez, dont les filtres latéraux sont constitués par des pochettes en feutre ouvertes vers l'extérieur du masque ; - compteur de Geiger-Müller : celui vendu par le Laboratoire Central des Télécommunications sous la marque 3 B 18, ayant l'allure extérieure d'un gros capuchon de stylographe, du type à cathode spiralée (seuil du palier: 480V, fin du palier 580 V, pente 15 fl/o).
Selon les variantes, on peut loger un compteur dans chaque filtre ou dans l'un seulement de ceux-ci. Le masque complet de la fig. 2 s'applique sur l'ensemble du visage du porteur; il comprend encore une surface élastique souple 1 et une valve d'expiration 3, mais les moyens de filtration sont constitués ici par une cartouche filtrante 9 qui n'est pas portée directement par le masque.
Cette cartouche 9, traversée par l'air pénétrant dans le masque, est reliée à l'intérieur de ce masque par une tubulure souple et étanche 10, notamment annelée, dont les extrémités sont raccordées par vissage au masque et à la cartouche ; cette dernière - qui pourrait, le cas échéant, être directement vissée sur le masque comprend un boîtier métallique, un clapet d'inspiration et un élément de filtration, en général constitué par du papier filtre plissé.
Un compteur de Geiger-Müller4, par exemple du type susdit, pénètre au sein de l'élément filtrant et est maintenu dans la cartouche 9, suivant l'axe de celle-ci, à l'aide d'un système de verrouillage de type Circlips. Ce compteur est relié, par le câble 5, à l'ensemble d'alimentation et d'exploitation 6, lequel comprend notamment des piles 11, un système de lecture 7, et, avantageusement un bouton de commande 12 associé à un dispositif propre à faire varier la sensibilité de la lecture.
Dans le mode de réalisation illustré, la cartouche 9 et l'ensemble 6 sont portés par une large ceinture 13 facilement adaptable sur l'individu porteur; mass ils pourraient également être portés de toute autre manière désirable, par exemple en bandoulière, à l'aide de bretelles spéciales, etc., et être groupés dans un même bloc ou au contraire isolés l'un de l'autre.
Des ensembles indicateurs de rayonnements convenant au but recherché et disponibles dans: le commerce, pèsent actuellement entre 1 et 3 kg.
Le papier filtre utilisé est avantageusement cons- titué de façon connue par des fibres d'alfa chargées légèrement d'amiante, et mis en forme par un plissage droit ou par un plissage en structure chevronnée : si sa charge en amiante est légère (variété jaune 5> de la Papeterie Bernard Dumas), sa masse
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est de l'ordre de 120 g/m-' et son épaisseur de 260 microns ; si sa charge en amiante est plus appréciable (16 /o en poids. variété rose ), sa masse est de l'ordre de 165 g/m et son épaisseur de 360 microns.
La perte de charge subie par l'air aspiré en traversant les éléments filtrants est, pour un débit d'air de 30/mn, d'environ 1,5 mm d'eau pour le mode de réalisation de la fig. 1, et compris entre 3 et 9 mm d'eau, suivant la nature de l'élément filtrant, pour celui de la fig. 2.
Tout système d'alerte, visuelle ou auditive, pourrait bien entendu être adapté à l'appareil de la fig. 2, comme à celui de la fig. 1, de façon à être déclenché dès dépassement de la dose de tolérance.
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Portable device for protection against radioactive aerosols This invention relates to a portable device for protection against radioactive aerosols.
Its purpose is, above all, to arrange these devices in a way. such that they can provide the individuals who wear them with information on the radioactivity of the atmosphere in. which they are located.
This device which comprises a respiratory mask equipped with filtration means suitable for retaining said aerosols before their penetration inside the mask is characterized in that it further comprises portable detection means suitable for developing indications on the radioactivity of the aerosols retained by said filtration means.
By aerosol is meant a suspension in a gas, such as air, of solid or liquid particles (dust, fumes, mists); such an aerosol can be radioactive, either by nature, or to have attached radioactive atoms, or to have been activated in any possible way.
We know the danger presented by the existence of such radioactive aerosols for individuals and in particular for their respiratory tract.
The maximum concentrations or doses of said aerosols acceptable without danger in an atmosphere are so low that they cannot be detected directly by the portable radiation detection devices currently in use. in the techniques of prospecting for radioactive minerals.
To detect these aerosols, it is necessary to concentrate them near the detector on a filter. Pumps are used for this purpose allowing the filter to pass through a few cubic meters of polluted air per hour.
On this principle, devices have already been produced which are sufficiently sensitive to detect very low concentrations of radioactive aerosols corresponding to the tolerable doses (from 10-8 to 10-12 curies per m3 of air), but these devices are generally heavy, bulky and expensive.
Furthermore, people who are required to stay in an atmosphere that risks being contaminated by a radioactive aerosol, for example in the vicinity of a nuclear reactor under repair, usually wear breathing masks comprising filtering elements intended to retain the air. plus, much of the aerosols they could be made to breathe.
But, even if said elements are of good quality, these masks are never perfectly airtight and can let pass without filtration, for example at the joint between the skin and the mask, a non-negligible quantity of polluted air: the wearers of these masks can therefore, without realizing it, stay in a harmful atmosphere and inhale dangerous quantities of radioactive aerosols.
The apparatus of the invention overcomes all of these drawbacks by taking advantage of the concentration, on the elements, filters included by a respiratory mask, of. Radioactive aerosols contained in the relatively large volume of air breathed by the wearer of the mask, to detect the radioactivity of these aerosols.
In other words, the pumping work required by the detection devices mentioned above is provided here by the breathing of the wearer of the mask.
The radiation detection device (s) (or detectors) are placed against or in the filter element (s), preferably in the immediate vicinity of the air inlet face, and are connected to a portable assembly comprising the elements supply and interpretation of signals produced by said organs.
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Each detector is for example a Geiger-Müller counter sensitive to a, (i, or y rays.
It is connected to a portable radiation indicator that the person carries with him and which can be, for example, of the type used in mineral prospecting.
The set is made up simply from light elements: mask, detector, power supply and reading set, which are found commercially at moderate prices.
The operation of the device is as follows when the wearer of the device is in an atmosphere containing radioactive aerosols, the latter accumulate almost entirely in the filter and their radiation is detected by the counter; by looking at or listening to the visible or audible indicator, the wearer is thus warned of the presence of said aerosols and can even roughly estimate their concentration, which allows him to take the necessary measures.
The sensitivity of the device is of the same order of magnitude as that of the devices usually used for the detection of radioactive aerosols, because the volume of air breathed by a person working normally is of the same order of magnitude (a few m3 per hour) as the pump flow rate of these devices, the efficiency of the filters and detectors remaining the same.
The drawing. represents, by way of example, two embodiments of the object of the invention.
Fig. 1 schematically shows in profile a protective device comprising a half-mask respirator.
Fig. 2 schematically shows in elevation a protective device comprising a full mask.
The half-mask of FIG. 1 only applies around the mouth and nose of the wearer and comprises a flexible elastic surface 1, for example of molded rubber, two inhalation valves opening onto two side filters 2, an exhalation valve 3, and of course, any other desirable means such as fastening straps 8, valve (not shown) for the evacuation of perspiration from the wearer, etc.
Inside the filters 2 are housed Geiger-Müller4 counters connected by a flexible cable 5 to a portable box 6. This box, of known type, powered by dry cells, provides the high voltage necessary to supply the cells. counters, receives the pulses produced by them, amplifies them and indicates on a graduated dial 7 the number of these pulses in shocks / sec, or even the radioactivity detected, for example in milliroentgens / hour.
This indication can be replaced and / or doubled by any other desirable, permanent or momentary, visual or audible, for example by lighting of an indicator light or activation of a bell as soon as the detected radioactivity exceeds a given threshold,
or by using a telephone headset suitable for the auditory assessment of the radioactivity detected by the meter. An apparatus allowing the detection in a few minutes of the aerosols emitting radiation (3 or y when their concentration is of the order of 10-s curies per m3 of air (average order of magnitude of the maximum limits currently accepted for these concentrations ., on permanent display) may include the following - half-mask used:
that known under the name of Fernez, whose side filters consist of felt pockets open towards the outside of the mask; - Geiger-Müller counter: the one sold by the Central Telecommunications Laboratory under the brand 3 B 18, having the exterior appearance of a large stylograph cap, of the spiral cathode type (threshold of the plateau: 480V, end of the plateau 580 V, slope 15 fl / o).
According to the variants, it is possible to accommodate a counter in each filter or in only one of these. The full mask of fig. 2 is applied to the entire face of the wearer; it also comprises a flexible elastic surface 1 and an exhalation valve 3, but the filtration means here consist of a filter cartridge 9 which is not carried directly by the mask.
This cartridge 9, through which the air entering the mask passes, is connected to the interior of this mask by a flexible and sealed tubing 10, in particular ringed, the ends of which are connected by screwing to the mask and to the cartridge; the latter - which could, if necessary, be directly screwed onto the mask comprises a metal case, an inspiration valve and a filtration element, generally constituted by pleated filter paper.
A Geiger-Müller4 counter, for example of the aforesaid type, penetrates within the filter element and is held in the cartridge 9, along the axis thereof, using a locking system of the type Circlips. This meter is connected, by the cable 5, to the power supply and operating unit 6, which comprises in particular batteries 11, a reading system 7, and, advantageously a control button 12 associated with a device specific to vary the sensitivity of the reading.
In the illustrated embodiment, the cartridge 9 and the assembly 6 are carried by a wide belt 13 easily adaptable to the individual carrier; mass they could also be worn in any other desirable manner, for example over the shoulder, using special straps, etc., and be grouped in the same block or on the contrary isolated from each other.
Radiation indicator assemblies suitable for the intended purpose and available commercially currently weigh between 1 and 3 kg.
The filter paper used is advantageously made in a known manner by alfa fibers lightly loaded with asbestos, and shaped by a straight pleating or by a pleating in a seasoned structure: if its asbestos load is light (yellow variety 5> from Papeterie Bernard Dumas), its weight
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is of the order of 120 g / m2 and its thickness of 260 microns; if its asbestos load is more appreciable (16 / o by weight. pink variety), its mass is of the order of 165 g / m and its thickness of 360 microns.
The pressure drop undergone by the air sucked in while passing through the filter elements is, for an air flow rate of 30 / min, about 1.5 mm of water for the embodiment of FIG. 1, and between 3 and 9 mm of water, depending on the nature of the filtering element, for that of FIG. 2.
Any warning system, visual or auditory, could of course be adapted to the apparatus of FIG. 2, as in that of FIG. 1, so as to be triggered as soon as the tolerance dose is exceeded.