Brevet FR2290745A1 — publié le 19760604

Dans les installations de réacteurs nucléaires, les im puretés ionogènes de l'eau contenue dans le circuit primaire du réacteur sont ordinairement éliminées à l'aide de filtres à échange d'ions qui contiennent des matières organiques échangeuses d' ions. De même, l'eau du circuit d'épuration du condensat et de la canalisation d'écoulement est ordinairement soumise à une purifica tion dans des filtres'à échange d'ions du même genre. Après que la matière échangeuse d'ions a été utilisée pendant un certain temps, elle est usée et elle doit être remplacée par une nouvelle-charge. la matière échangeuse d'ions usée est radioactive et, pour cette raison, elle doit être stockée dans des conditions de sécurité. Une manière connue de conservation des matières échangeu es d'ions dont la teneur en eau est très élevée consiste à les mélanger avec du ciment dans des récipients de stockage (le plus souvent des coquilles de béton de l'ordre de grandeur du mètre cube). te ciment prend alors en absorbant l'eau. Toutefois, il est apparu que le bloc de ciment obtenu de cette manière perd sa solidité et se brise après avoir été conservé pendant un certain temps. le cas échéant, il peut même s'émietter en petits fragments. Il stest révélé qu'il est possible d'éliminer le processus inacceptable décrit ci-dessus en incorporant selon l'invention, au mélange de matière échangeuse d'ions et de ciment, une substance qui a le pouvoir debloquer la pénétration d'eau dans les grains de la matière échangeuse d'ions après que le ciment a pris. En termes plus précis, la présente invention concerne w procédé pour enrober dans le ciment une matière organique échangeuse d'ions usée provenant d'un circuit d'épuration d'une installation de réacteur nucléaire, les particules de la matière écharlgeli- se d'ions étant mélangées avec du ciment et le ciment du mélange étant amené à prendre dans un récipient, par exemple dans une coquille de béton, ce procédé étant caractérisé par le fait qu'on incorpore dans le mélange, avant la solidification de eelui-^i, une substance qui a le pouvoir de bloquer la pénétration d'eau dans les grains de la matière échangeuse d'ions dans le produit sollSiflé. Une explication valable du bon résultat que l'on obtient d'après l'invention peut être la suivante. L'humidification du ciment, qui se produit au cours de la prise de celui-ci, s'effectue en partie à partir de l'eau qui entre dans la composition des grains de la matière échangeuse d'ions. Entant donné que les grains ont tendance à retenir de l'eau, on peut dire que les grains et le ciment entrent en concurrence au sujet de l'eau qui leur est accessible dans leur environnement. te résultat final est que pendant la prise du ciment, il se produit un certain dessèchement des grains. Pour cette raison, les grains échangeurs d'ions ont tendance à réabsorber de l'eau après la prise du ciment. Une semblable absorption d'eau peut s'effectuer à travers la masse de ciment durcie par des processus de diffusion et, dans ces conditions, il se produit une redistribution de l'eau dans la masse elle-même, ainsi qu'une absorption d'eau de l'extérieur. Avec l'absorption d'eau, les grains de la matière échangeuse d'ions gonflent, ce qui peut aboutir au résultat fâcheux qui a été mentionné dans le préambule.Si l'on incorpore une substance ayant les propriétés indiquées ci-dessus dans le mélange de ciment et de matière échangeuse d'ions2lapénétration d'eau dans les grains échangeurs d'ions est rendue impossible et le bloc de ciment reste intact. tes matières échangeuses d'ions qui sont utilisées dans des circuits d'épuration pour installations de réacteurs nucléaires sont le plus souvent une sorte de polymère, par exemple une sorte de styrène-divinylbenzène qui contient des grains comportant des groupes fortement acides, comme par exemple des groupes acides sulfoniques, et des grains comportant des groupes fortement basiques, comme par exemple des groupes ammonium quaternaire. L'échan- geur d'ions a une structure de polymère perméable à l'eau. La substance ayant le pouvoir de bloquer la pénétration d'eau est de préférence introduite en solution ou en dispersion dans l'eau. Toutefois, il serait également possible d'utiliser une solution ou une dispersion de la substance dans un liquide autre que l'eau, susceptible d'être dilué à l'eau, comme par exemple l'éthanol. La substance ayant le pouvoir de bloquer la pénétration d'eau peut être, entre autres, une matière polymère comme un pro pionate de polyvinyle ou un autre polymère linéaire, comme par exemple l'acétate de polyvinyle ou le butyrate de polyvinyle, une résine époxy ou un autre polymère susceptible de subir des réactions de réticulation, comme par exemple une résine de phénolformaldéhyde, ou un silicone. Dans ces conditions, la résine époxy peut être par exemple composée de bis-phénol A, être durcissable avec une polyamine et susceptible d'être dispersée dans l'eau. Par ailleurs, la substance peut être un silicate alcalin, comme le silicate de sodium, un silicate organique hydrolysable, comme le silicate de tétraéthyle, ainsi qu'un ester organique monomère d'acides gras supérieurs, comme par exemple un ester d'acide palmitique ou d'acide stéarique avec le glycol ou la glycérine. La substance ayant le pouvoir de bloquer la pénétration d'eau est utilisée dans une proportion de 0,1 à 20, de préférence de 1 à 20 parties en poids pour 100 parties en poids de ciment. Dans la plupart des cas, il est à conseiller d'introduire 2 à 10 parties en poids de la substance pour 100 parties en poids de ciment. L'invention est décrite de façon plus détaillée dans les exemples suivants. EXEMPLE 1. Une matière échangeuse d'ions du type styrène-divinylbenzène, contenant un mélange de grains comportant des groupes acides sulfoniques et des groupes ammonium quaternaire et formée de 26 parties en poids de substance sèche et 60 parties en poids d'eau, est versée dans une coquille de béton. A celle-ci, on ajoute aussi 100 parties en poids de ciment et 2 parties en poids de propionate de polyvinyle et on les mélange à la matière échangeuse d'ions. Au bout de quelques jours, la masse durcit, puis elle reste intacte. Sur la masse durcie, on peut placer, par coulée sur place, un couvercle de béton qui a la même épaisseur que la paroi et le fond de la coquille de béton. EXEMPtE 2. Une matière échangeuse d'ions du même genre que dans l'exemple 1 est traitée de la manière décrite dans cet exemple, avec toutefois cette différence qu'on utilise comme substance ayant le pouvoir d'empocher la pénétration d'eau, à la place du propionate de polyvinyle, 2 parties en poids d'une résine époxy qui est dispersée dans 2 parties en poids d'eau, est composée de bis-phénol A et est mélangée avec un durcissant du type polyamine (par exemple EPOTUF EPOXI 90-544 avec le durcissant EPOTUF KARDENER 90-543, produits par la Reichhold Chemicals Inc., USA, dans un rapport pondéral résine/durcissant de 100/85). Exactement de la même manière que dans le cas précédent, on obtient un produit solidifié qui reste intact. EXEMPLE 3. Une matière échangeuse d'ions du même genre que celle de l'Exempl-e 1 est traitée de la manière décrite dans cet exemple, avec toutefois cette différence qu'on utilise comme substance ayant le pouvoir d'empêcher la pénétration d'eau, à la place du propionate de polyvinyle, 2 parties en poids de silicate de sodium, se composant de 1 partie en poids de silicate et 1 partie en poids d'eau. Exactement comme dans le cas précédent, on obtient un produit durci qui reste intact. EXEMPLE 4. Une matière échangeuse d'ions du même genre que celle de l'Exemple 1 est traitée de la manière décrite dans cet exemple, avec toutefois cette différence qu'on utilise comme substance ayant le pouvoir d'empêcher la pénétration d'eau, à la place du propionate de polyvinyle, 0,1 partie en poids de distéarate d'éthylène-glycol, en dispersion dans 1,9 partie en poids d'eau. Exactement comme dans le cas précédent, on obtient un produit solidifié qui reste intact. - REVENDICATIONS 1.- Procédé pour enrober dans le ciment des matières organiques échangeuses d'ions usées provenant d'un circuit d'épuration dans une installation de réacteur nucléaire, les particules de la matière échangeuse d'ions étant mélangées avec du ciment et le ciment du mélange étant amené à durcir dans un récipient, comme par exemple une coquille de béton, caractérisé en ce qu'une substance ayant le pouvoir de bloquer la pénétration d'eau dans les grains de la matière échangeuse d'ions contenue dans le produit solidifié est incorporée dans le mélange avant le durcissement de celui-ci. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la substance ayant le pouvoir de bloquer la pénétration d'eau est introduite en dispersion ou en solution dans l'eau. 3.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la substance ayant le pouvoir de bloquer la pénétration d'eau est un propionate de polyvinyle ou un autre polymère linéaire. 4.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la substance ayant le pouvoir de bloquer la pénétration d'eau est une résine époxy ou un autre polymère susceptible de réticulation. 5.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la substance ayant le pouvoir de bloquer la pénétration d'eau est un silicate de sodium, un autre silicate alcalin ou un silicate organique hydrolysable. 6.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la substance ayant le pouvoir de bloquer la pénétration d'eau est un ester organique monomère d'un acide gras supérieur. 7.- Procédé selon ltune quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on utilise, pour 100 parties en poids de ciment, 0,1 à 20 parties en poids de la substance ayant le pouvoir de bloquer la pénétration d'eau.