Brevet FR2495817A1 — publié le 19820611

i 2495817 L'invention concerne un conteneur pour le stockage et le transport d'au moins une coquille remplie de déchets radio-actifs incorporés dans du verre fondu, conteneur constitué par plusieurs récipients de béton et d'acier et/ou de plomb, emboîtés les uns dans les autres, et fermés chacun par un cou- vercle, le récipient intérieur, étanche, en acier ou en fonte, qui contient la coquille étant placé dans un récipient à blindage en béton en forme de pot auquel il est fixé par une masse de remplissage coulée s'étendant jusqu'à l'orifice de ce récipient en béton. la demande se rapporte aux conteneurs de stockage de déchets radio-actifs notamment ceux qui font preuve d'une activité faible ou basse. Les solutions de produits de fission radio-actifs qui présentent une activité importante et qui sont produits au cours du fonctionnement des installations de retrai- tement sont, suivant l'état actuel de la technique, incorporés, d'autre part, par fusion dans des types de verres déterminés Ce verre se trouve dans un moule de forme analogue à celle d'une coquille, que l'on ferme, après l'avoir rempli, par retrait et soudage. Dans ces déchets, il s'agit de déchets hautement radio-actifs possédant une activité spécifique très élevée, pouvant aller jusqu'à 104 Ci/l. Les installations pour la fabri- cation de ces coquilles n'existent encore que sous la forme de prototypes et d'installations d'essai. En raison de l'importance de la dose contenu dans ces récipients, on est obligé de les manipuler dans des cellules chaudes. Ces déchets, en particulier quand il s'agit de produits de fission relativement frais, émettent, en partie, une chaleur importante. D'un autre côté, ils contiennent également des solutions de produits de fission qui sont déjà affaiblies, de telle sorte que l'émission de chaleur se situe dans un ordre de grandeur de 10 à 20 watts par coquille. Le stockage de ces coquilles est dans une large mesure sans solu- tion. On connaît déjà de nombreuses propositions pour la solution de ce problème. Une de ces propositions prévoit le stockage dans le gisement d'une mine de sel. D'autres proposi- tions ont pour base de déposer les coquilles dans des blocs en béton pourvus de perçage permettant de les ventiler. Une autre possibilité consiste à stocker ces coquilles dans des chambres blindées, avec aération et refroidissement simultanés 2 2495817 de ces chambres. La possibilité d'exécution technique de ces solutions connues n'a été jusqu'ici éprouvée que de façon compa- rative0 Ces solutions présentent dans une très large mesure l'inconvénient que les déchets doivent être placés dans un récipient de transport et doivent être ensuite transférés de ce récipient de transport dans le lieu de stockage. Seule fait exception la solution du stockage blinÉlé en association avec une installation de vitrification' Dans l'opération que l'on exécute dans une cellule chaude de vitrification, on doit tenir compte du fait que les coquilles elles-mêmes sont fortement contaminées dans ces cellules chaudes. Pour que l'on puisse garantir un transport exempt de risque et une bonne sécurité au stockage, ces coquilles devaient en corséquence être déconta- minées soigneusement à l'extérieur par télécommande. L'invention a en conséquence pour objet de condi- tionner les coquilles en verre sur le lieu même de leur production dans un récipient de transport donnant toute sécurité avec une faible dose de puissance sur la surface, ce récipient pouvant servir en même temps comme récipient de stockage. Te stockage de ces récipients devrait se faire dans toute la mesure du possible dans des batiments simples, qui puissent être construits sans dépenses importantes de ventilation et de refroidissement et qui n'aient pas à être protégés contre la chute d'aéronefs ou autres. L'emplacement du stockage devrait être indépendant du lieu de production des déchets. Ce récipient doit, pour que l'on puisse l'utiliser économiquement, pouvoir être fabriqué d'une façon simple et peu coûteuse et répondre en même temps à de hautes exigences de solidité. Pour résoudre ce problème, l'invention propose un conteneur du genre mentionné en commençant, caractérisé - e que les récipients scellés comportent une traverse ancrée dans un garnissage coulé, dans la zone de l'ouverture du réci- pient en béton, dans laquelle est fixé un anneau porteur dépassant dehors du récipient, et sont insérés dans un blindage supplémen- taire en béton, qui est constitué d'un fond et d'un couvercle, entre lesquels sont intercalés et superposés des éléments ou modules en béton annulaires, uniformes, sans revêtement qui sont assurés contre tout déplacement, sans joint d'étanchéité spécial, et qu'entre la paroi scellée du récipient et le blindage 3 2495817 supplémentaire on prévoit une fente d'air. L'invention propose en outre que les joints horizontaux des modules en béton soient établis sous la forme de joints à feuillure et de fentes d'aéra- tion et que ces éléments ou modules en béton soient assemblés avec le couvercle et la partie formant fond, sur la longueur avec des éléments tels que des tirants ou analogues Enfin, l'inven- tion propose que d'une façon particulièrementavantageuse, les modules ou éléments en béton du blindage supplémentaire en béton soient réalisés sous la forme de pièces uniformes, interchan- geables entre elles, et que l'on prévoitsupplémentairement, dans- le fond ou sur le couvercle, une ouverture de ventilation qui s'étend en zig-zag, et'que le garnissage coulé soit constitué par une masse bonne conductrice de la chaleur, telle qdun métal anti-friction par exemple, à base d'alliages de cuivre, d'étain ou analogues. Ce qui est nouveau ici est le logement de coquilles vitrifiées dans une combinaison de récipients en acier et en béton, le récipient étant réalisé en deux éléments concentriques. Le récipient intérieur, qui est constitué d'une enveloppe en acier et d'une enveloppe en béton est réalisé ici sous la forme d'un récipient de stockage et de transport étanche. Le second élément en béton est seulement un blindage qui sert à un stockage intermédiaire temporaire, ou d'une durée dépassant peu la journée. L'utilisation de bouteilles de transport ou autres objets de ce genre n'est plus nécessaire. La décontamination des coquilles vitrifiées peut également être supprimée. Les récipients utilisés peuvent être fabriqués aussi bien en acier qu'en béton d'une qualité quelconque et seront ainsi fabriqués économiquement. Le stockage dans des récipients à plusieurs éléments concentriques en acier et béton évite la construction de batiments de stockage onéreux. Pour un enlèvement des récipients vers un stockage définitif ultérieur, on n'a besoin de faire appel à aucun conteneur spécial. Le récipient intérieur sert en m4me temps de récipient de stockage et de transport. La chaleur qui se dégage serait soit évacuée du béton d'une façon appropriée cette évacuation pouvant être obtenue soit au moyen de masses coulées métalliques bonnes conductrices, soit au moyen des fentes de ventilation pratiquées dans le blindage. L'invention cons- titue ainsi une variante essentiellement plus économique et plus simple à manipuler par rapport aux solutions connues et projetées jusqu'ici pour le stockage de produits de fission vitrifiés et résout ainsi d'une façon optimale le problème posé en commençant. lIa sortie par un sas des déchets à partir d'une cellule chaude est essentiellement simplifiée et on fait l'économie d'étapes entières des opérations. Les récipients intérieurs pour la réception des coquilles seront standardisés et pourront ensuite servir de récipients de transport vers un stockage définitif éventuel. D'autres détails seront exposés dans ce qui suit avec référence à la figure qui représente schématiquement une coupe longitudinale du nouveau récipient. lies coquilles 1 contiennent des produits de fission radioactifs qui ont été incorporés sous forme de solution dans du verre fondu. Elles sont fermées hermétiquement et peuvent être contaminées sur une certaine partie de leur surface. Pour abaisser le niveau de contamination des coquilles, ces dernières sont d'abord amenées, par télécommande dans le récipient intérieur 2 en acier ou en fonte nodulaire. L'intro- duction des coquilles 1 dans ce récipient 2 peut être opérée par l'intermédiaire d'un type de double couvercle, par télécom- mande, de sorte que ce récipient 2 n9estque faiblement contaminé extérieurement. Ce récipient en acier 2 est ensuite fermé par un couvercle 3 qui est pourvu d'un joint d'étanchéité 4 et qui est déjà protégé dans une large mesure, contre le rayonnement de la coquille par le couvercle 3 en forme de bouchon. Ce récipient 2 qui peut être usiné d'une façon très grossière, et qui par suite est de fabrication simple est alors introduit dans un récipient de blindage 5 en béton, en forme de pot, qui est fabriqué soit avec du béton normal, soit avec êu béton à la baryte. Après cette introduction, la coquille 1 est déjà protégée par l'acier 2 et par le béton du récipient 5, de sorte que la dose existant sur la paroi extérieure du récipient 5 est considérablement diminuée. On ferme alors le récipient en béton 5, par des moyens simples, au moyen d'une traverse 6 qui sert en même temps à suspendre le récipient. Cette traverse 6 empêche en outre que le récipient en acier puisse tomber et sortir du blindage en béton, par exemple si ce blindage se renversez L'espace intermédiaire 8 qui subsiste entre le réci- pient en acier et le récipient en béton est alors rempli d'une masse composite appropriée. La traverse 6 est reliée solidement avec le récipient en béton 5 Au moyen de tirants 7 ancrés d'une part dans ce dernier, mais aussi d'autre part, dans la zone supérieure 9 o elle est prise, au-dessus du récipient en acier 2, c'est-à-dire dans la zone de l'orifice du récipient en béton 5, directement dans ce dernier dans la masse coulée. Sur la traverse 6 est fixé, en haut, un anneau porteur 10 qui dépasse du récipient en béton 5 au-dessus de la garniture coulée de la partie supérieure 9. Pour des coquilles 1 qui émettent peu de chaleur, il suffit de constituer la couche intermédiaire 8 avec une sorte de mortier. Avec des coquilles 1 dont la capacité thermique est élevée il est possible de constituer la couche intermédiaire 8 à partir de métal antifriction. Ces métaux antifriction qui sont faits en principe d'alliages de cuivre, d'étain et autres analogues ont l'avantage d'offrir une grande conductivité ther- mique. De cette façon, la chaleur qui se dégage peut être retirée du béton du récipient 5 et être amenée par l'obturateur métal- lique, dans la zone supérieure et ensuite sur la surface de recouvrement. La structure représente alors un revêtement étanche et durable de la coquille en verre. Le conteneur ainsi constitué peut être stocké dans des locaux blindés sans rendre nécessaire une aération particulière. Une faible dégradation de la pression dans la coquille sera facilement absorbée par le récipient en acier 2 à paroi épaisse. Si l'on doit en outre envisager un stockage prolongé dans des batiments simples ouverts à tous vents et si, par suite, on doit réduire la puissance de la dose dégagée au point de rendre possible un contrôle quotidien du récipient, on introduit le récipient intérieur 5 avec les coquilles 1 dans un second récipient en béton 11, dont on peut faire varier l'épaisseur de blindage en fonction de la dose instantanée du récipient intérieur 5. Ce récipient eitérieur 11 en béton a seulement pour but de servir de blindage. Ce récipient peut alors être par suite pourvu de canaux 12 de ventilation. On laisse, entre le récipient intérieur 5 et le récipient extérieur 11, une fente d'air appropriée 15. Le récipient extérieur 11 est fermé par un couvercle 14 en béton et un fond 17 en béton qui présente toutefois, sur le côté des fentes 15 d'aération. Ces fentes d'aération et de ventilation 15 présentent des déviations angulaires 18, de sorte qu'il ne se produit aucun affaiblisse- 2 2495817 ment de l'effet de blindage. Les joints de séparation des différents modules ou éléments 16 en béton, annulaires forment des fentes d'aéra- tion 15 angulaires en forme de collet du fait qu'ils sont super- posés en hauteur et sont centrés par les feuillures 18 qui les assurent contre tout déplacement. On peut faire varier leurs épaisseurs et leurs hauteurs suivant les besoins, bien qu'il y ait avantage à partir d'une grandeur uniforme pour simplifier la fabrication. Le couvercle de béton 14 est posé sur les élé- ments et le fond est fermé par la pièce de fond 17 en béton. Les éléments 16 sont assemblés avec le fond et le couvercle au moyen de tirants 19 qui passent dans le sens de l'axe dans les éléments et que l'on serre sur le fond 17 et sur le couvercle 14 au moyen de boulons 20. Le récipient intérieur 5 se trouve maintenant dans un conteneur extérieur 11 dont la construction est simple et qui, en plus du blindage., procure un supplément de sécurité, par exemple en cas de chute d'un avion. la chaleur qui se forme dans le récipient intérieur 5 est évacuée du système de récipients par un courant d'air naturel. On évite ainsi un échauffement excessif du récipient intérieur. On peut de cette façon utiliser des récipients intérieurs standard, qui peuvent être insérés dans des conteneurs extérieurs 11 que l'on peut différencier suivant les nécessités du blindage. Les récipients intérieurs 5 peuvent à tout moment être retirés des conteneurs extérieurs Il et ces derniers peuvent être réuti- lisés. Cette disposition a pour conséquence que les récipients intérieurs 5 peuvent être fabriqués économiquement par les procédés courants. Les conteneurs extérieurs 11 peuvent être fabriqués avec des matériaux relativement peu coûteux et être adaptés aux nécessités de blindage. 2 2495817 REVENDICATIONS ) Ensemble de récipients pour le stockage et le transport d'au moins une coquille (1) remplie de déchets radio-actifs incorporés dans du verre fondu, conteneur constitué par plusieurs récipients de béton et d'acier et/ou de plomb, embottés les uns dans les autres, et fermés chacun par un couvercle, le récipient intérieur étanche, en acier ou en fonte, qui contient la coquille étant placé dans un récipient à blindage en béton en formé de pot auquel il est fixé par un garnissage de coulé s'étendant jusqu'à l'orifice de ce récipient en béton, caractérisé en ce que les récipients scellés (2,5) comportent une traverse'(6) ancrée dans un garnissage-coulé (6) dans la zone (9) de l'ouverture du récipient en béton (5) dans laquelle est fixé un anneau porteur (10) dépassant en dehors du récipient (5) et sont insérés dans un blindage supplémentaire (11) en béton, qui est constitué d'un fond (17) et d'un couvercle (14) entre lesquels sont intercalés et superposés des éléments ou modules en béton (16) annulaires, uniformes, sans revêtement, qui sont assurés contre tout déplacement, sans joint d'étanchéité spécial, et qu'entre la paroi scellée du récipient (5) et le blindage supplémentaire (11) on prévoit une fente d'air (13). ) Ensemble de récipients suivant la revendi- cation 1, caractérisé en ce que la seconde paroi (8) est coulée directement dans le récipient (5) en béton, en forme de pot. 30) Ensemble de récipients suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'une fente annulaire (8) est remplie d'un garnissage coulé qui monte jusqu'à l'orifice du récipient (5) en béton et dans lequel est prise une traverse (6) ancrée supplémentairement dans le béton du récipient (5) et pourvue d'un anneau porteur (10) qui dépasse en dehors du récipient (5). ) Ensemble de récipients suivant la revendi- cation 1, caractérisé en ce que les joints horizontaux qui séparent les modules (16) en béton s'emboîtent à feuillure et forment des fentes de ventilation (15). ) Ensemble de récipients suivant l'une des revendications 1 et 4, caractérisé en ce que les éléments ou modules (16) en béton du blindage supplémentaire (11) en béton sont maintenus assemblés avec le couvercle (14) et le fond (17) sur la longueur au moyen d'éléments tels que des tirants (19) 8 2495817 ou analogues, 6 ) Ensemble de récipients suivant l'une quelconque des revendications 1, 4 et 5, caractérisé en ce que les éléments ou modules (16) en béton du blindage supplémen- taire (11), sont réalisés sous la forme de pièces uniformes et interchangeables. 7 ) Ensemble de récipients suivant l'une quelconque des revendications 1 et 4 à 6, caractérisé en ce que l'on prévoit supplémentairement sur le fond (17) ou le couvercle (14) une ouverture de ventilation (12) coudée en zigs zag. 8 ) Ensemble de récipients suivant l'une quelconque des revendications 1-i à 7, caractérisé en ce que le garnissage coulé (8) est constitué d'une masse bonne conductrice de la chaleur, comme par exemple du métal anti-friction à base d'alliages de cuivre, d'étain ou analogues.