Published January 15, 1971
| Version v1
Miscellaneous
Open
Ultrasound emitter-receiver operating at high temperature
Description
This research thesis aimed at the development of operational ultrasound transducers which can be used for the non destructive control of compounds or assemblies immersed in a liquid metal at high temperature (such as heat transfer fluids in nuclear plants), and submitted to a high nuclear radiation. A first part addressed the search for piezoelectric or ferroelectric materials, and reports the measurement of dielectric and piezoelectric parameters of some materials at high temperature. The second part reports the study and the development of ultrasound transducers operating at high temperature in liquid sodium (general problems, test devices, study of the linkage between the piezoelectric material and the phase blade, study of transducers of successive generations operating at temperatures between 150 and 900 C). The third part reports tests of high temperature transducers performed under neutron irradiation by using transducers of second and third generations. The fourth part addresses applications to problems related to liquid sodium: acoustic measurements on liquid sodium and a stainless steel with respect to temperature, detection of pieces immersed in a liquid environment at 300 C
Abstract (French)
La conception de certains reacteurs nucleaires entraine une utilisation croissante des metaux liquides en tant que fluides caloporteurs. Un interet nouveau est apparu pour des appareillages destines a resoudre quelques problemes poses par ce type de reacteur. Parmi ceux-ci, un certain nombre peuvent etre resolus en adaptant un appareillage existant en tenant compte de trois conditions particulieres. 1 - La temperature maximum de fonctionnement est voisine de 600 C. 2 - Ces metaux liquides sont particulierement reactifs a haute temperature. 3 - Les dispositifs de mesure peuvent etre soumis a un tres fort rayonnement nucleaire. L'utilisation des ultrasons permettrait d'apporter des solutions a un grand nombre de problemes. Dans les piles refroidies par des metaux liquides (le sodium par exemple), certaines pieces ou assemblages sont immerges dans le metal liquide, soit pour des etudes preliminaires de sous-ensembles, soit en cours de fonctionnement meme du reacteur. Ces divers elements une fois en place ne sont plus visibles et leur manipulation s'effectue souvent avec beaucoup de difficultes. D'autre part, il peut etre souhaitable en cours de fonctionnement d'un reacteur, de realiser un controle de positionnement et meme d'envisager certains controles non destructifs internes des pieces immergees dans le sodium liquide. Dans le domaine de la detection d'objets (sonar) ou du controle non-destructif par ultrasons, de nombreux dispositifs pratiques ont ete realises pour lesquels l'eau est utilisee comme milieu de propagation. Il semble possible d'adapter ces dispositifs en vue de solutioner quelques problemes poses par l'utilisation des metaux liquides. Toutefois, cela necessite plusieurs prealables au niveau des transducteurs ultrasonores. Ces derniers doivent pouvoir travailler a haute temperature, dans un milieu particulierement reactif et etre a meme de supporter parfois une irradiation neutronique, sans que pour autant leurs caracteristiques s'en trouvent affectees. Notre etude a ete entreprise en vue d'aboutir a la realisation de transducteurs ultrasonores operationnels, repondant aux specifications enoncees plus haut. Ce travail a comporte une etude theorique et experimentale des differents materiaux piezoelectriques ou ferroelectriques susceptibles d'etre utilises dans ce type de transducteurs. Les resultats de ce travail preliminaire nous ont permis de realiser un dispositif emetteur recepteur d'ultrasons fonctionnant a 930 C et de developper certains aspects theoriques du fonctionnement en temperature. Le probleme technologique le plus important a ete la mise au point du mode de 'collage' du cristal piezoelectrique sur un support en acier inoxydable; ce qui a donne lieu au depot de deux demandes de brevet. Par la suite, nous avons entrepris la realisation d'un transducteur ultrasonore plus operationnel, en definissant au mieux les caracteristiques acoustiques et electriques. Parmi les differents transducteurs que nous avons etudies et realises, nous insisterons plus particulierement sur un type de transducteur ayant donne des resultats satisfaisants dans le sodium liquide jusqu'a 600 CFiles
53064482.pdf
Files
(56.9 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:6cf918974fa2b48a2b75f2dfe6b6f752
|
56.9 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Original title (French)
- Emetteur-recepteur a ultrasons fonctionnant a haute temperature
Publishing Information
- Imprint Pagination
- 194 p.
- Report number
- FRCEA-TH--14201
INIS
- Country of Publication
- France
- Country of Input or Organization
- France
- INIS RN
- 53064482
- Subject category
- S36: MATERIALS SCIENCE; S46: INSTRUMENTATION RELATED TO NUCLEAR SCIENCE AND TECHNOLOGY; S22: GENERAL STUDIES OF NUCLEAR REACTORS;
- Resource subtype / Literary indicator
- Thesis
- Descriptors DEI
- ACOUSTIC DETECTION; FERROELECTRIC MATERIALS; HEAT TRANSFER FLUIDS; IRRADIATION; LIQUID METALS; MEASURING METHODS; NEUTRONS; NUCLEAR POWER PLANTS; PIEZOELECTRICITY; REACTOR CONTROL SYSTEMS; REACTOR SAFETY; SODIUM; STAINLESS STEELS; TEMPERATURE DEPENDENCE; TEMPERATURE RANGE 0400-1000 K; TRANSDUCERS; ULTRASONIC TESTING; ULTRASONIC WAVES
- Descriptors DEC
- ACOUSTIC MEASUREMENTS; ACOUSTIC TESTING; ALKALI METALS; ALLOYS; BARYONS; CARBON ADDITIONS; CHARGED PARTICLE DETECTION; CONTROL SYSTEMS; DETECTION; DIELECTRIC MATERIALS; ELECTRICITY; ELEMENTARY PARTICLES; ELEMENTS; FERMIONS; FLUIDS; HADRONS; HIGH ALLOY STEELS; IRON ALLOYS; IRON BASE ALLOYS; LIQUIDS; MATERIALS; MATERIALS TESTING; METALS; NONDESTRUCTIVE TESTING; NUCLEAR FACILITIES; NUCLEONS; POWER PLANTS; RADIATION DETECTION; SAFETY; SOUND WAVES; STEELS; TEMPERATURE RANGE; TESTING; THERMAL POWER PLANTS; TRANSITION ELEMENT ALLOYS
Optional Information
- Notes
- 20 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the INIS website for current contact and E-mail addresses