Brevet FR2055761A1 — publié le 19710430

la présente invention est relative à des perfectionnements apportés aux procédés et aux produits utilisés pour assurer l'isolation des emballages destinés au. corfinement et au transport des matières radioactives et analogues. 5 On sait que l'isolation des containers, caissons, châteaux et autres emballages de ce type est le plus souvent opérée à l'aide d'un produit isolant approprié, renfermé dans un espace vide ménagé entre les faces en vis-à-vis du blindage usuel en plomb (protection contre les rayons gamma) et l'enveloppe métallique externe (protec-•JO tion anti-chocs). l'expérience démontre que pour obtenir tin résultat parfaitement satisfaisant, ce produit isolant doit remplir des caractéristiques déterminées dont certaines sont apparemment contradictoires. Il faut en premier lieu que dans les conditions normales d'emploi le produit isolant présente une très bonne conductivité ■J5 thermique de façon à évacuer la chaleur dégagée par la matière radioactive ou analogue contenue dans l'emballage et à éviter tout surchauffement du blindage en plomb. En sens inverse il est indispensable qu'en cas d'incendie accidentel environnant l'emballage, le produit isolant comporte une conductivité très réduite en vue de 20 former écran et de s'opposer efficacement à toute fusion intempestive du blindage en plomb. Enfin, une fois l'incendie terminé il est nécessaire que le produit isolant conserve une conductivité thermique suffisante pour assurer l'évacuation de la chaleur dégagée par le contenu de l'emballage, à peu de chose près dans les mêmes condi-25 tions qu'en fonctionnement normal. lies perfectionnements qui font l'objet de la présènte invention visent à permettre la réalisation d'un isolant qui réponde particulièrement bien aux exigences ci-dessus indiquées, tout en étant susceptible d'être utilisé à des températures élevées et en présentant 30 en outre une excellente résistance mécanique. Conformément à l'invention l'on coule dans l'espace libre ménagé entre" le blindage en plomb et l'enveloppe métallique extérieure un mélange formé par une suspension dans l'eau de tri-hydrate d'alumine (AlgO^, 3H2O) et de poudre de fer ou acier doux. 35 On comprend que l,eau provoque l'oxydation des particules de fer, cette réaction donnant naissance à un sesquiode de fer hydraté nHgO) sous forme solide qui présente une très grande résistance mécanique et une haute conductivité thermique. Suivant un mode de mise en oeuvre particulièrement avantageux 40 de l'invention, on ajoute au mélange sus-mentionné une quantité ap 69 27633 2 2055761 propriée de sulfate de chaux (SO^Ca, 1/2 HgO). L'emploi du sulfate de chaux ou plâtre humide comme isolant a déjà été proposé en pratique et l'on pourra notamment se rapporter à ce sujet au "brevet français ÏT° 1 «438.241 déposé le 21 Octobre 1964 au nom de la Société 5 dite "SOCIETE LYONNAISE DE PLOMBERIE INDUSTRIELLE". II apparaît cependant que l'addition du plâtre humide au mélange de tri-hydrate d'alumine et de poudre de fer permet d'obtenir des résultats particulièrement satisfaisants. En effet, comme dans le cas du brevet sus-mentionné, l'hydrata-10 tion du sulfate de chaux provoque le durcissement homogène du produit ; de plus 1 ' augmentation de volume qui fait suite au durcissement ou "prise" du plâtre réalise le scellement du blindage interne en plomb à l'intérieur .de l'enveloppe ou coque métallique externe0 On notera au surplus que par suite du bon contact ainsi obtenu entre 15 les faces en présence, la transmission thermique est améliorée de façon non négligeable^ Enfin et surtout, la prise du plâtre provoque l'apparition d'un réseau cristallin qui favorise l'oxydation de la poudre de fer ou d'acier et la création d'un bloc solide, particulièrement résistant." 20 En vue de faciliter cette oxydation, il peut être avantageux d'introduire un courant d'air humide, préférablement chaud, à l'intérieur de l'enveloppe métallique de l'emballage préalablement à l'obturation des ouvertures usuelles de sécurité. Ce courant d'air humide chaud peut être suivi d'un courant d'air sec, également chauf-25 fé, de façon à opérer le séchage au moins partiel de l'ensemble qui se présente en fin de compte sous la forme d'un bloc rigide de nature poreuse. Par suite de la présence de l'alumine hydratée, un tel bloc isolant renferme cependant une quantité considérable d'eau qui se trans-30 forme en vapeur en cas d'élévation intempestive de la température (incendie accidentel), si bien que le blindage en plomb ne peut être détérioré» L'évacuation normale de la température dégagée par la matière radioactive contenue dans l'emballage s'effectue dans des conditions excellentes au cours de l'utilisation normale de celui-ci. 35 Même après qu'il ait perdu son eau de composition échappée sous forme de vapeur à travers les ouvertures de sécurité, le produit suivant l'invention conserve une tenue mécanique parfaite et garde un coefficient de conduction thermique amplement suffisant pour opérer, après l'accident, l'évacuation de la chaleur. 40 Afin de mieux fixer les idées par un exemple qui n'est toute 69 27633 3 2055761 fois pas limitatif, on indiquera ci-dessous les proportions en poids des composants d'un mélange suivant l'invention qui, au cours des essais, a donné des résultats particulièrement intéressants : Tri-hydrate <>«35$ 5 Poudre de fer 25 $ Sulfate de chaux ..... 15 7° Eau o.e....««««ooo.... 25 $ La densité du produit d'isolation ainsi obtenu est d'environ 2,2. On notera cependant que les propriétés du produit sont suscepti-10 bles d'être ajustées dans une mesure non négligeable en faisant varier les proportions. On remarquera en outre qu'aux lieu et place du sulfate de chaux on peut avoir recours à d'autres agents propres à réaliser un réseau cristallin formant support pour les deux autres composants du mélange 15 H doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. On comprend de plus que l'invention englobe non seulement le procédé d'isolation 20 sus-exposé, mais également le produit isolant propre à sa mise en oeuvre, ainsi que les emballages comportant application dudit procédé. 69 27633 A 2055761 REVENDICATIONS 1 - Procédé pour l'isolation des emballages destinés au confinement et au transport des matière radioactives et analogues, du 5 genre consistant à ménager entre les faces en vis-à-vis du blindage en plomb et de l'enveloppe métallique extérieure tin espace libre propre à recevoir une masse de produit isolant, caractérisé en ce qu'on coule dans l'espace libre précité un mélange formé par une suspension dans l'eau de tri-hydrate d'alumine (AlgO^, jJHgO) et de 10 poudre de fer ou acier douxi 2 - Procédé suivant la. revendication 1, caractérisé en ce qu'on ajoute au mélange une quantité appropriée d'un agent propre à former un réseau cristal lin. 3 - Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que 15 l'agent est constitué par du sulfate de chaux (SO^Ca, 1/2 HgO)„ 4 - Procédé suivant les revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'après durcissement du sulfate de chaux, on soumet la masse obtenue à un courant d'air chaud humide propre à favoriser l'oxydation des particules de fer ou d'acier au contact de l'eau en excès» 20 5 - Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'après oxydation on soumet la masse obtenue à un courant d'air chaud sec propre à assurer le séchage partiel de celle-ci. 6 - Produit pour l'isolation des emballages destinés au confinement et au transport des matières radioactives et analogues, ca- 25 ractérisé en ce qu'il est constitué par un mélange formé par une suspension dans l'eau de tri-hydrate d'alumine (A120^, 3H20) et de poudre de fer ou acier doux. 7 - Produit suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'il renferme en outre un agent propre à former un réseau criatal- 30 lin. 8 - Produit suivant la revendication 7, caractérisé en ce que l'agent est constitué par du sulfate de chaux (SO^Ca, 1/2 HgO). 9 - Emballage pour le confinement et le transport des matières radioactives et analogues, du genre comprenant un espace libre ména- 35 gé entre les faces en vis-à-vis du blindage en plomb et de l'enveloppe extérieure métallique, caractérisé en ce que ledit espace est rempli par coulée d'une masse du produit d'isolation suivant l'une des revendications 6 à 8.