Brevet FR2357039A1 — publié le 19780127

La présente invention concerne une boîte à gants dans laquelle des gaz nitrés prennent naissance au cours d'opérations, par exemple des mises en solution dans l'acide nitrique, effectuées sur des matières radioactives. Ces gaz nitrés sont des composés oxygénés de l'azote, par exemple N205 , NO (monoxyde d'azote) et N02 (dioxyde d'azote) Ces gaz, en particulier le dioxyde d'azote, sont très nocifs et corrosifs et peuvent, en certaines concentrations, endoi- mager les poumons et le sang chez l'homme. I1 est donc nécessaire que de tels gaz dont la production est inéluctable soient convertis, par transformation catalytique et chimique, en gaz inoffensifs tels que, par exemple, l'azote et le dioxyde de carbone.C'est ainsi, par exemple, que l'on & déà propose de procéder à cette transformation au moyen de gaz réducteurs tels que, par exemple l'hydrogène, le méthane ou d'autres hydrocarbures. Lorsque l'on manipule des milieux radioactifs, par exemple des solutions nitriques de métaux lourds tels que l'uranium et le plutonium, il se forme également des gaz nitrés. Comme de tels travaux ne peuvent jamais entre exécutés dans des locaux ouverts, en l'absence de mesures de protection, on les effectue normalement dans des hottes ventilées ou dans ce que l'on appelle des "boStes à gants. Les bottes à gants sont de grands caissons, isolés de l'extérieur, dont on peut voir l'intérieur par des fenêtres vitrées et dans lesquels les manipulations sont faites à la main avec des gants en matériau ne laissant pas passer les gaz et fixés, de façon étanche aux gaz, à la paroi du caisson. L'intérieur d'une telle botte est raccordé à un système d'arrivée et d'évacuation d'air fonctionnant en continu,l'air évacué étant toujours amené à traverser des filtres servant à retenir d'éventuelles particules radioactives. En particulier lorsque l'on travaille avec de l'acide nitrique, par exemple lorsqu'on doit dissoudre des éléments contenant de l'uranium ou du plutonium, comme les déchets de plaquettes de combustible nucléaire, il se forme des gaz nitrés qui ne peuvent en aucun cas être amenés dans le système normal d'évacuation a'air. Les dispositifs pour décomposer de tels gaz, comme ceux mentionnés au début, constituent des appareils volumineux présentant le risque d'une pollution radioactive et, éventuellement, un risque d'explosion, de sorte que leur utilisation dans le cas présent serait très problématique. L'invention a donc pour objet de détruire les gaz nitrés qui prennent naissance dans une telle botte à gants, le dispositif prévu à cet effet pouvant être très peu encombrant et excluant toute contamination radioactive,ou encore toute difficulté de décontamination. Selon l'invention, ce résultat est obtenu par le fait que la botte à gants comporte un dispositif pour transformer chimiquement de tels gaz en produits qui, par l'intermédiaire de filtres connus en soi, peuvent être amenés au système collecteur-évacuateur propre à l'installation, ou peuvent titre séparés sous forme de condensat. Le dispositif de transformation comporte notamment une cartouche à parois terminales poreuses, remplie de charbon actif et pouvant être portée b une température de 6000C par des moyens de chauffage qui sont réglables, cette cartouche pouvant etre remplacée en opérant de l'intérieur de la botte d gants.Etant donné la grande surface du charbon actif, on dispose d'une surface de réaction exceptionnellement grande, de sorte que le volume total de la chambre de réaction - ici la cartouche de charbon actif - peut être relativement faible par rapport à celui des installations connues. Comme le charbon actif fait en même temps office de filtre, les particules radioactives éventuellement entraînées y sont retenues, de sorte que le remplacement du filtre s'accompagne alors d'une décontamination simultanée de l'ensemble du dispositif de transformation. Un exemple de réalisation de l'itwention est décrit ciaprès en se référant à la figure unique du dessin annexé. La figure représente une coupe transversale schématique d'une botte à gants. La référence 1 désigne la paroi de cette boîte à l'intérieur de laquelle se trouve un récipient de réaction 3 par les tubulures duquel sont introduites des matiè- res telles que, par exemple, de l'acide nitrique et des matières contenant du plutonium, en vue d'une dissolution . Le processus de dissolution est accéléré par l'échauffement du contenu du récipient de réaction 3, par exemple à l'aide d'une spirale chauffante 31. Les vapeurs produites parviennent, avec un gaz vecteur inerte qui est par exemple de l'azote, dans un condenseur 4 disposé au-dessus du récipient et qui contient, par exemple, un serpentin 41 refroidi à l'eau. Toutefois, lAes gaz nitrés ne sont pas condensés et parviennent dans le dispositif 2 situé au-dessus du condenseur dispositif dans lequel s'effectue la transformation de ces gaz en azote et monoxyde de carbone gazeux. Comme représenté, ce dispositif est fixé de façon étanche, au moyen d'une bride, à la paroi de la botte à gants 1 et est constitué par un fourreau tubulaire 25 entouré par des moyens de chauffage 26 qui sont de préférence de nature électrique. A l'intérieur du fourreau 25 se trouve la cartouche 21 qui, pour sa part, est remplie de charbon actif 22 et présente à ses extrémités des parois 23 et 24 qui sont perméables aux gaz,donc poreuses. Ces parois ont aussi pour rale d'empocher le charbon actif d' & re entratné ou de parvenir dans le récipient de réaction.Les moyens de chauffage électrique 26 portent le lit de charbon actif 22 à une température d'environ 600il, ce qui le met en état de réduire les gaz nitrés. Il se forne alors de l'azote pur accompagné surtout de monoxyde de carbone gazeux. Ces produits sont amenés, par la conduite 5, au brdleur 51 se trouvant à nouveau dans la botte à gants, lequel brflleur permet \ oxydation sur la spirale de platine 52 chauffée aux environs de 8000C , du monoxyle de carbone en dioxyde de carbone avec l'oxygène présent dans la botte à gants 1. Les gaz, azote et dioxyde de carbone, qui ne sont pas nocifs, parviennent, par la conduite 54, dans le filtre d'vacua- tion 6 et, de là, par la conduite 7, au système d'évacuation de l'installation. La hotte 53 collectrice des gaz de combustion du brûleur 51 est refroidie à l'eau et munie d'une rigole d'écoulement ainsi que d'un tuyau d'évacuation 55. Ce dispositif supplémentaire permet la condensation de la vapeur d'eau entratnée qui est rassemblée dans le récipient collecteur 56. Pour donner une idée de l'ordre de grandeur des dimensions du dispositif de transformation 2, le diamètre de la cartouche 21 peut être par exemple de 3 cm et sa longueur d'environ 50 cm. Bien entendu, les dimensions de ce dispositif sont déterminées par la quantité de gaz nitrés produits, cette quantité dépendant à son tour de l'ordre de grandeur des dimensions des dispositifs prévus dans la botte à gants 1 Ces derniers ne sont pas limités à ceux mentionnés dans cet exemple, bien au contraire, et l'on pourrait envisager d'autres appareillages dans lesquels se dégageraient des gaz nitrés qu'il faudrait absolument éliminer pour des raisons de sécurité. I1 va de soi que le dispositif 2 doit être en une matière résistant à la corrosion, par exemple en acier austénitique. Les moyens de chauffage peuvent être réalisés sous la forme d'une chemise tubulaire enfilée sur le tube 25. Toutefois, cette chemise peut aussi être constituée de deux moitiés séparables. Au lieu de moyens de chauffage électriques, on pourrait aussi prévoir un chauffage au gaz, ou encore chauffer la cartouche 21 elle-même au moyen d'une résistance. Indépendamment du mode de chauffage du filtre en charbon actif 22, on prévoit bien entendu une isolation thermique connue en soi autour du dispositif 2. Pour des raisons de clarté du dessin, cette isolation n'est pas représentée sur la figure schémati que. Comme la transformation des gaz nitrés dans le lit de charbon actif a pour effet de consommer du charbon qui est amené sous forme de gaz au brûleur 51, il se produit une con somation progressive du charbon actif qui, finalement, détermine aussi l'instant où la cartouche doit strie remplacée. L'opération de remplacement de la cartouche peut être effectuée sans difficulté en procédant de l'intérieur de la botte à gants, de sorte que les impuretés radioactives éventuellement contenues dans la cartouche usée restent dans la botte à gants. Alors, comme fréquemment avec d'autres éléments radioactifs, on place la cartouche usée dans une enveloppe en plastique faisant office d'écran s'opposant à la contamination, puis la cartouche usée est enlevée de la botte à gants par un sas non représenté. Etant donné l'importance du dispositif 2 pour lfutili- sation d'une telle botte à gants, il est recommandé de signaler, par exemple au moyen d'une lampe-témoin s'allumant lorsque le lit de charbon est à la température adéquate, que la botte à gants est en condition d'utilisation et que les opérations chimiques peuvent y coeneer P Réciproquement, il est également recommandé de faire fonctionner un dispositif avertisseur s'il survient un dérangement dans ce dispositif 2, afin de permettre l'interruption immédiate des opérations dans la botte à gants et par conséquent de la poursuite de la production de gaz nitrés. REVENDICATIONS 1. Botte à gants dans laquelle des gaz nitrés prennent naissance au cours d'opérations, par exemple des mises en solutions dans l'acide nitrique, effectuées sur des matières radioactives, caractérisée par le fait qu'elle comporte un dispositif pour transformer chimiquement de tels gaz en produits qui, par l'intermédiaire de filtres connus en soi, peuvent être amenés au système collecteur-évacuateur propre à l'installation, ou peuvent être séparés sous forme de condensat. 2. Boute à gants selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le dispositif de transformation est constitué par une cartouche à parois terminales poreuses, remplie de charbon actif et dont la température peut être portée aux environs de 6000C par des moyens de chauffage qui sont réglables. 3. Botte à gants selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que let dispositif de transformation est monté sur la paroi de la botte à gants de façon que la cartouche puisse être enlevée et remplacée en procédant par l'intérieur de la botte à gants, et par le fait que, pendant l'utilisation, il communique avec le siège du dégagement des gaz nitrés, par exemple avec un récipient de réaction et/ou avec un condenseur. 4. Botte à gants selon l'une quelconqu-e des revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que le dispositif de transformsstion est relié , côté sortie, à une conduite tubulaire communiquant avec un brûleur à gaz se trouvant à l'intérieur -de la botte à gants, ce brûleur étant, pour l'ignition, muni par exemple d'une spirale de platine chauffée électriquement, et par le fait que les gaz sortant de ce brtleur-parviennent à un filtre d'évacuation en passant par une hotte refroidie comportant un tube d'écoulement de condensat, et par un tube.