Brevet FR2501405A1 — publié le 19820910

La présente invention a pour objet un procédé permet- tant de fixer la contamination radioactive sur des matériaux ou des déchets pollués ainsi que son application. La manipulation et le conditionnement des déchets radioactifs posent de nombreux problèmes de sécurité. Il est connu de conditionner les déchets radioactifs, en vue de leur stockage, dans des résines thermodurcissables en enrobant les- dits déchets dans des résines polyesters ou époxydiques. Ces procédés s'appliquent aussi bien aux poudres, aux liquides organiques, aux résines échangeuses d'ions qu'aux objets de dimensions importantes. Les brevets français et les certificats d'addition 71 09057, 73 17974, 73 40005, 74 18281, 76 24760 et 76 24624 au nom du demandeur décrivent ces techniques. Néanmoins dans le cas des objets de très grandes di- mensions, comme cela se produit lors du démantèlement des ins- Eallations nucléaires, c'est-à-dire le démontage, en vue de leur stockage, des parties d'installations nucléaires contami- nées, des précautions très importantes doivent être prises afin de fixer la contamination sur les pièces pour éviter de conta- miner les locaux successifs o ces pièces séjourneront durant les diverses phases du processus de conditionnement. La présente invention apporte une solution à ce pro- blème de transfert, de manipulation, d'objets contaminés. Le procédé, objet de l'invention, est d'une mise en oeuvre aisée, d'un prix de revient peu élevé et apporte une très grande sûre té. Plus précisément l'invention a pour objet un procédé de fixation de la contamination radioactive caractérisé en ce que l'on projette, à l'aide d'un pistolet électrostatique, au moins une couche de résine polymérisable à la température am- biante sur les matériaux contaminés. L'application du pistolet électrostatique, qui crée un champ 'électrique entre la buse portée à un potentiel élevé et le matériau porté à la masse, permet à ce dernier d'attirer les particules de résine chargées électriquement et d'enrober to- talement ledit matériau. L'utilisation du champ électrique créé présente un triple avantage a) économie de matière; b) les pièces à revêtir sont souvent télémanipulées. Le fait 2 5 0 1 4 0 5 -2- que les particules de résines suivent les lignes de champ dimi- nue beaucoup le nombre de télémanipulations, ce qui conduit à une exploitation plus simple que dans le cas d'une projection classique; c) les pertes en matière étant minimes, les filtres en exploi- tation dans les cellules de démantèlement o on utilise ce pro- cédé se colmateront plus lentement que dans le cas d'une pro- jection classique. En ce qui concerne l'équipement mis en oeuvre (alimen- tation THT, pistolet...) les éléments concourant à la sécurité d'utilisation sont les suivants - La THT (60 à 90 Kv) a un débit limité à une valeur très fai- ble (60 à 150 11A suivant les types de pistolet); l'énergie con- tenue dans l'étincelle qui se produirait entre buse et masse est de ce fait très faible. Seule la buse est portée à la THT, le corps du pistolet étant lui-même à la masse. L'expérience montre d'ailleurs que le con- tact direct de la buse par un opérateur ne présente aucun danger. - Le matériau ou déchet est mis à la masse par contact avec son support, lui-même à la masse; les charges électriques portées par la résine s'écoulent ainsi à la masse, évitant tout risque de création d'une charge électrostatique qui pourrait amorcer une étincelle. Il a été vérifié que, même si le support est su- perficiellement recouvert d'une couche correspondant à trente pulvérisations, la qualité de la mise à la masse du déchet n'est pas compromise. Parmi les résines utilisables on peut envisager les résines époxydiques, les résines polyesters, les résines viny- liques, les mélanges de résines thermodurcissables et thermo- plastiques. A titre d'exemple on peut citer la peinture époxyde commercialisée sous la marque "RIVEPOX ELECTROSTATIQUE 80088" associée à son "Durcisseur 80057". Des diluants, pour ajuster la viscosité, peuvent être additionnés aux résines. Selon les conditions opératoires, plein air ou locaux fermés, ces diluants seront choisis inflam- mables ou pas. A titre d'exemple on peut citer le mélange 1.1.2 Trichloro, 1.2.2 Trifluoroéthane et de 1.1.1 Trichloro- -3- éthane. Des adjuvants tels que des oxydes métalliques (Fe203, ZnO) peuvent aussi être incorporés aux résines. Quoiqu'il en soit le mélange projeté par le pistolet électrostatique sur les matériaux contaminés est choisi de fa- çon à assurer audit mélange une viscosité convenable; - une constante diélectrique qui permette la charge des parti- cules; - une volatilité compatible avec un temps de séchage et de po- limérisation de l'ordre de soixante minutes à la température ambiante; une bonne compatibilité (corrosion) avec les matériaux à traiter. Selon une première application du procédé de l'inven- tion la fixation de la contamination a lieu uniquement pour assurer un transfert des matériaux en toute sécurité. Dans ce cas on dépose en une ou plusieurs passes une couche fine de résine sur le matériau. Ce dépôt peut avoir lieu en cellule blindée ou à l'air libre selon l'activité. Après dépôt le matériau est transporté et conditionné par tous moyens connus, comme par exemple celui décrit dans le brevet français 76 24760 pour "Procédé de stockage de déchets radioactifs soli- des de grandes dimensions". Selon une deuxième application de l'invention, utili- sable notamment pour des pièces de faible activité, la fixation de la contamination sert en même temps de conditionnement dé- finitif. Dans ce cas il convient de prévoir un nombre convena- ble de passes afin d'assurer un revêtement de résine suffisam- ment épais. La résine est appliquée pure ou mélangée à une charge inerte. Les propriétés de fixation de la contamination ont été déterminées par comparaison de frottis effectués sur des sur- faces témoins souillées par une contamination labile, avant et après projection. La ou les couches adhèrent parfaitement après polymé- risation à la surface du déchet, ne cassent ni ne s'écaillent si le déchet subit une déformation mécanique après revêtement, et résistent à la chute. 250 1405 -4- Avec l'équipement de projection composé d'un pistolet dont la buse de projection est alimentée - en THT (60 à 90 Kv) à très faible débit (60 à 150 iA suivant le type de pistolet), - en mélange à projeter, à partir d'un réservoir, maintenu à une pression d'air de 0,5 à 6 bars, suivant le type de pistolet, on va décrire ci-après, à titre purement illustratif, des - exemples de réalisation de l'invention: Exemple I - Cet exemple est destiné à déterminer le rendement de la fixation de la résine. Il a été réalisé dans une hotte pourvue d'une ventila- 3m tion (1 500 m /heure, dépression 45 /m), le générateur très haute tension (THT) fonctionne sous 90 Kv et fournit un courant de 0,10 mA. a) Sur une pièce de grande surface (2 m-) on projette 49 g de résine époxydique "03FTI" commercialisée par la Société BLAN- COMME. On recueille sur le filtre 0,96 g de résine. Pour cette géométrie de pièce 98% de la résine projetée est donc fixée sur la pièce. b) Sur des pièces de formes diverses (grilles, tubes, plaques etc...) on projette 56 g de résine et recueille sur le filtre 3,1 g. Pour cette géométrie de pièces le rendement est de 94,5%. Exemple 2 - Cet exemple est destiné à montrer l'efficacité du procédé. On prépare trois plaques d'acier oxydé sur lesquelles on dépose des solutions identiques contenant chacune 240 ljCi de 137Cs Après séchage on laisse intacte la première plaque qui servira de témoin. Sur la deuxième plaque on dépose une couche de résine (25 à 30 pm environ). Sur la troisième plaque on fixe deux couches de résine (50 à 60 lim- environ). Après séchage on fait un frottis humide -sur les trois plaques. Les résultats obtenus figurent dans le tableau ci- après. 2 5 0 1 4 0 5 - 5 - Plaques testées Activité y en liCi Facteur de fixation Première (témoin) 8,1 8 Seconde (I couche) 4,4.102 8; 8 600 T 47 -4Toie 2 oh) 7 Troisième (2 couches) 9,4.10 2 5 0 1 4 0 5 -6- REVENDICATIONS 1. Procédé de fixation de la contamination radio- active caractérisé en ce que l'on projette, à l'aide d'un pisto- let électrostatique, au moins une couche d'une résinepolyméri- sable à la température ambiante sur les matériaux contaminés. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que les résines polymérisables à la température ambiante sont choisies dans le groupe constitué des résines époxydiques, des résines polyesters, des résines vinyliques, des mélanges de résines thermodurcissables et thermoplastiques. 3. Procédé selon les revendications I et 2 caractérisé en ce qu'au moins un diluant est ajouté à la résine polyméri- sable. 4. Procédé selon les revendications 1, 2 et 3 carac- térisé en ce qu'au moins un adjuvant est ajouté à la résine. 5. Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce que l'adjuvant est l'oxyde de fer ou l'oxyde de zinc. 6. Application du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 à la fixation de la contamination pour as- surer le transport des matériaux contaminés. 7. Application du procédé selon l'une quelconque des revendications I à 5 à la fixation de la contamination pour en assurer le conditionnement et le stockage.