Brevet FR2447591A1 — publié le 19800822

L'invention se rapporte à un procédé d'entreposage de déchets radio-actifs, en particulier de différents genres de déchets incombustibles à ltétat solide provenant de centrales nucléaires ou d'autres centres de traitement de matières radio-actives. Les radiations radio-actives émises par ces déchets exerçant une influence considérable sur les êtres vivants du monde naturel, y compris le genre humain,- il faut prendre d'extrêmement grandes précautions pour entreposer les déchets et les traiter pour l'entreposage jusqu'au moment de leur mise définitive au rebut (par exemple pour les envoyer dans les bas-fonds des océans ou pour les enterrer sous terre). Par exemple, dans le cas où ces déchets radio-actifs provenant des centres mentionnés sont transportés vers les établissements d'entreposage par camions ou analogues, il est nécessaire de choisir pour le camion une route sur les bords de laquelle n'existe aucune demeure privée ou il faut mettre les déchets dans des conteneurs spéciaux desquels aucune radio-activité ne peut fuir.Par ailleurs, lorsque les déchets sont empilés ou déchargés pour être transportés ou pour être amenés au lieu d'entreposage, il est nécessaire d'utiliser des grappins télécommandés ou des dispositifs spéciaux de protection contre les radiations de la radio-activité. De plus, le manipulateur doit porter des revêtements de protection contre la radio-activité. L'utilisation de ces appareillages et vetements spéciaux diminue considérablement ltefficacité de la manipulation telle que spécifiée ci-dessus. De plus, lorsque les déchets sont entreposés en des lieux dans lesquels l'espace disponible est faible, un autre grave inconvénient réside dans le fait qu'il faut ériger des murs formant écran d'interception de la radio-activité, afin que celle-ci n'exerce aucune influence sur le voisinage. L'invention a donc pour objet un procédé permettant de transporter les déchets radio-actifs provenant de centres de traitement vers le lieu d'entreposage par une route convenable. Le procédé de l'invention permet d'effectuer le transport avec un mode d'enveloppement relativement simple. Le procédé de l'invention consiste à faire fondre les déchets, puis à les solidifier avant leur transport vers leur lieu d'entreposage. En conséquence, les nucléides radio-actifs qui adhéraient à la surface des déchets sont naturellement mélangés dans ceux-ci et noyés dans la matière solidifiée à la suite du traitement effectué par le procédé mentionné ci-dessus.En conséquence, la matière solidifiée qui est présente autour des nucléides radioactifs noyés forme un matériau de protection contre la radio-activité et diminue la quantité de la radiation pouvant s'échapper de la surface extérieure de la matière solidifiée. Les nucléides mentionnés étant confinés à l'intérieur de la matière solidifiée comme décrit ci-dessus, ces nucléides ne peuvent plus se détacher qu'en quantités minimales pendant le transport. Ainsi, lorsque la matière solidifiée et ainsi traitée est transportée vers son lieu d'entreposage, il est possible de choisir convenablement la route et l'enveloppement nécessaire pour le transport est aussi simplifie. L'invention se rapporte par ailleurs à un procédé suivant lequel il est possible d'effectuer rapidement le chargement d'un moyen de transport tel qu'un camion par les déchets de la manière décrite ci-dessus ou d'effectuer le transbordement de ces déchets ayant été préalablement transportés au lieu d'entreposage, le procédé de l'invention permettant d'utiliser de manière répétée la machine ou l'appareillage utilisé pour le chargement. Donc, conforme ment au procédé de l'invention, il est possible de minimiser la quantité des fuites de rayonnement radio-actif et d'empêcher que les nucléides du détachent prématurément et donc le manipulateur peut s'approcher sans risque des déchets. Il est donc possible ainsi d'utiliser différentes machines et appareillages de manipulation. Donc, les opérations mentionnées peuvent s'effectuer très efficacement. De plus, ces machines ou appareillages étant moins contaminés par la radio-activité, ils peuvent être utilisés de manière répétée. Suivant le procédé d'entreposage conforme à l'invention, même lorsque les déchets ayant été transportés vers le lieu d'entreposage doivent être mis dans un espace étroit, il est possible de simplifier la construction des murs de protection formant écran et devant être érigés afin d'empêcher le rayonnement radio-actif d'exercer une influence sur le voisinage. Donc, le procédé de l'invention permettant de minimiser la quantité des fuites du rayonnement radio-actif de la matière solidifiée elle-même, comme décrit plus haut, cette réduction du rayonnement permet de simplifier la construction de l'écran de protection mentionné plus haut et destiné à intercepter les fuites du rayonnement radioactif. L'invention va être décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels : la figure 1 est un schéma illustrant le procédé de traitement de déchets radio-actifs conformément à l'invention les figures 2A et 2B sont des coupes transversales partielles à échelle agrandie d'un déchet radio-actif, d'une part, avant traitement et, d'autre part, après traitement conforme à l'invention la figure 3 est un schéma analogue à celle de la figure 1 et représente une variante de mise en oeuvre du procédé de l'invention ; et la figure 4 est un schéma illustrant une autre variante de mise en oeuvre de ce procédé. La figure 1 représente un déchet radio-actif incombustible à l'état solide portant la référence générale 1. Le déchet 1 comprend de grandes pièces la et de petites pièces lb qui peuvent être placées dans un récipient 2, de manière représentée. Les déchets 1 comprennent, par ailleurs, des éléments métalliques (tels que des tuyaux, vannes, plateaux, des pièces d'acier à filière et des outils), des filtres à déchets (tels que des préfiltres, des filtres "HEPA") et peuvent aussi être en matières minérales (par exemple des matières de calorifugeage, des matières hydrofuges, du verre et du béton).Les déchets 1 sont contaminés par la radio-activité de la manière représentée sur la figure 2A, les nucléides radio-actifs 4 adhérant à la surface d'un solide 1' qui forme le tuyau, filtre, pièce de verre ou analogue, tel que décrit plus haut de manière bien connue. Les déchets sont mis en fusion dans un four 5. Avant la phase de fusion, les déchets la ayant un grand volume sont mis à des dimensions réduites au moyen d'un dispositif de fragmentation 3 tel qu'une cisaille à plasma, une scie à mouvements alternatifs ou une presse. Par ailleurs, avant la mise en fusion, il faut préparer un récipient 6. Par exemple, celui-ci peut comprendre une boîte métallique 7 (par exemple en fer) logeant un creuset 8 de matière réfractaire (par exemple de graphi- te. Le récipient 6 est placé sur un dispositif de transport 10 au moyen d'une machine de manipulation telle qu'une grue 9. Le dispositif de transport 10 consiste en un chariot 11, un vérin 12 fixé sur ce dernier, un fond 13 monté sur la tigé rétractable 12a du vérin 12 et un plateau 14. Lorsque le récipient 6 est placé sur le plateau 14 par la grue 9, le dispositif de transport 10 est amené sous le corps 15 d'un four 5 de fusion. Le vérin 12 est mis en extension de manière que le fond 13 ferme un orifice inférieur du corps 15 du four, le récipient 6 étant alors placé à la position voulue à l'intérieur du four. Le dispositif de chauffage du four 5 consiste en un chalumeau à plasma 17, un dispositif de levage 18 destiné à faire monter et descendre ce chalumeau, un support 19 des déchets et un circuit 20 de refroldissement du récipient 6. Le support 19 consiste en un profilé 21 le long duquel une benne 22 est déplaçable au moyen d'un vérin 23. La référence 24 désigne une porte qui s'ouvre lorsque la benne 22 se déplace. Les déchets radio-actifs 1 sont placés sur la benne 22 et transportés dans le corps 15 du four. Lorsque le plateau du fond de la benne 22 est ouvert, les déchets sont chargés dans le récipient 6 qui occupe la position voulue. Dans ce cas, l-e dispositif de levage 18 maintient le chalumeau à plasma 17 en position levée Lorsque les déchets 1 ont été chargés de la manière décrite, la benne 22 est extraite du four et le chalumeau à plasma 17 est abaissé. Les déchets 1 se trouvant dans le récipient 6 sont alors chauffés par la torche chaude de plasma projetée par le chalumeau 17. Ainsi, les déchets 1 sont mis en fusion. Lorsqu'ils ont été fondus de la manière décrite, leur volume est réduit et ainsi d'autres déchets 1 peuvent être rechargés de manière semblable à celle décrite pour être mise en fusion. Lors de l'opération mentionnée, de l'air de refroidissement est envoyé par le circuit 20 sur les parois extérieures du récipient 6 afin que ce dernier soit protégé contre les surchauffes. Lorsque les opérations décrites ont été répétées plusieurs fois de manière que le récipient 6 soit rempli de déchets, ce dernier est extrait du four 5 au moyen du dispositif de transport 10. Il convient de remarquer les déchets îc (qui sont référencés de manière différente à titre d'explication,carleur étatest différent de celui qu'ils avaient avant d'être fondus) que contient le récipient 6 ont été solidifiés avant d'être évacués ou en cours d'évacuation. Ensuite, un couvercle 25 est placé sur le récipient évacué 6. Ce couvercle 25 est fixé sur ce récipient 6 au moyen d'un dispositif de soudage 26 afin que l'intérieur du récipient 6 soit fermé hermétiquement. Le récipient 6 ainsi scellé est ensuite transporté par un camion ou autre moyen de transport vers un bâtiment d'entreposage 27 dans lequel il demeure jusqu'à ce qu'il soit envoyé au fond d'un océan ou mis au rebut d'une autre manière. Il convient de remarquer que les déchets radioactifs îc enveloppés dans le récipient 6 de la manière décrite plus haut ont été fondus comme décrit et ainsi, les nucléides radio-actifs 4 qui adhéraient à la surface de la matière solide 1' comme représenté sur la figure 2A avant la fusion sont noyés et mélangés à cette matière solide et donc les nucléides 4 se trouvent inclus après resolidification à l'intérieur de la matière resolidifiée ?roc, comme représenté sur la figure 2B. Donc, le rayonnement radio-actif émis par les nucléides 4 est partiellement intercepté par la matière solide l'c et ainsi la quantité du rayonnement radio-actif émergeant vers l'extérieur du récipient 6 est réduite. La figure 3 illustre une variante de mise en oeuvre du procédé de l'invention. Dans ce mode de mise en oeuvre, les grands déchets radio-actifs la sont mis directement en fusion sans que leurs dimensions soient préalablement réduites comme dans le mode de mise en oeuvre precédent. En d'autres termes, le grand déchet radio-actif la est saisi par un grappin 33 d'un pulvérisateur 31. Le grappin 33 est réalisé de manière à pouvoir monter et descendre et à tourner par rapport au corps 32 d'un four. Ce corps 32 est équipé de plusieurs chalumeaux à plasma 34. Le déchet la tenu par le grappin 33 est mis en fusion à l'extrémité inférieure par les torches chaudes de plasma projetées par les chalumeaux 34 lorsqu'il est déplacé vers le haut et vers le bas ou entraîné en rotation. Les déchéts fondus tombent goutte à goutte dans un dispositif de fractionnement 35 à l'eau Ce dispositif 35 comprend une cuve 36 remplie d'eau 37 et placée sous le corps 32 du four. Les gouttes en chute libre tombent dans l'eau 37 qui les pulvérise et les refroidit. Les déchets ld ainsi pulvérisés demeurent au fond de la cuve ou du bassin 36 rempli d'eau. Par ailleurs, un récipient 39 est placé sur un dispositif de transport 41 au moyen d'une grue 40, ce récipient 39 étant placé en un point situé au-dessous du dispositif de fractionnement 35. Ensuite, lorsqu'une vanne 38 placée au fond de la cuve du dispositif 35 est ouverte, les déchets pulvérisés îd sont chargés dans le récipient 39 avec l'eau. Ce récipient 39 comprend au fond des trous d'évacuation de l'eau qui retiennent les déchets pulvérisés id, mais qui laissent passer l'eau. Donc, seuls les déchets pulvérisés îd demeurent dans le récipient 39. Lorsque celui-ci est rempli de déchets Id, il est évacué par le dispositif de transport 41 et une grue 42. Ensuite, le récipient 39 est transporté par des moyens convenables vers ltentrepôt 27. Les déchets pulvérisés Id qui ont éé mis à cette forme par les opérations décrites plus haut ayant été préalablement soumis à fusion, les granulés sont à un état dans lequel les nucléides radio-actifs sont entourés par la matière solide de manière semblable à celle représentée sur la figure 2B. Finalement, la figure 4 illustre un autre mode de mise en oeuvre du procédé de traitement Dans ce mode de mise en oeuvre également-, les grands déchets radio-actifs la sont mis directement en fusion sans que leurs dimensions ne soient réduites comme dans le premier mode de mise en oeuvre décrit. En d'autres termes, un grappin 33e d'un dispositif de fusion 51 saisit le grand déchet radio-actif la. Celui-ci est mis en fusion à l'extrémité inférieure, alors qu'il est tenu par le grappin 33e, de manière semblable au mode de mise en oeuvre précédent dans l'installation comprenant un pulvérisateur. Les déchets fondus tombent ainsi goutte à goutte dans un récipient 52. Celui-ci peut être d'un type simple ou être de type semblable å celui du récipient 6 des modes de réalisation précédents. Lorsque le récipient 52 est rempli de manière semblable de gouttes, il peut être fermé hermétiquement ou scellé de manière semblable à celle du mode de réalisation précédent, puis être amené au lieu d'entreposage. Dans ce mode de réalisation, les éléments dont les fonctions sont considérées comme étant identiques ou équivalentes à celles des modes de réalisation précédents portent les mêmes références avec un suffixe "e" afin d'éviter de répéter les explications. Il va de soi que l'invention n'a été décrite qu'à titre d'exemple et que diverses modifications peuvent lui être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Procédé d'entreposage de déchets radioactifs, caractérisé en ce qu'il consiste essentielleinent à faire fondre les déchets radio-actifs de matière solide à laquelle adhèrent des nucléides radio-actifs afin de mélanger et de noyer ces nucléides adhérant à la surface de cette matière à l'intérieur d'une matière en fusion, à provoquer la solidification de la matière en fusion dans laquelle les nucléides radio-actifs sont mélangés et noyés, et, après solidification de cette matière en fusion, à transporter la matière solidifiée vers un lieu d'entreposage (27). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits déchets radio-actifs sont fondus à l'intérieur d'un récipient d'entreposage (6), lamatièreen fusion subissant la solidification à l'intérieur de ce récipient d'entreposage0 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il consiste à charger les déchets radioactifs dans un récipient (6), puisàmettreenfusion ces- déchets radio-actifs ainsi chargés à l'intérieur du récipient lui-même et à répéter ces opérations. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière en fusion subit la solidification à l'intérieur du récipient (6). 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les déchets radio-actifs sont mis en fusion à l'extérieur du récipient, la matière en fusion étant mise dans le récipient. 6. Procédé selon la revendication t, caractérisé en ce que la matière en fusion tombe goutte à goutte dans de l'eau et se solidifie en étant ainsi pulvérisée, les déchets pulvérisés et solidifiés étant entreposés à l'intérieur du récipient.