Brevet FR2515409A1 — publié le 19830429

t Procédé de conditionnement final de déchets radio-actifs et/ou toxiques La présente invention concerne un procédé de condi- tionnement final de déchets radio-actifs et/ou toxiques par incorporation par fusion, avec occlusion de toutes parts, dans un matériau thermoplastique servant de matrice de substances nocives radio-actives et/ou toxiques contenues dans lesdits déchets. Un tel procédé est déjà usuel On y incorpore par fusion des déchets faiblement et moyennement actifs, par exemple des échangeurs d'ions radio-actifs, des produits de calcination radio-actifs, du tributylphosphate radio-actif, etc, dans un matériau thermoplastique à usage de matrice qui peut être du chlorure de polyvinyle, ou du polyéthylène, non radio-actif. On prend ce chlorure de polyvinyle ou polyéthylène non radio- actif sous forme de granulés et on le mélange aux déchets radio- actifs Pour fondre les déchets, le mélange traverse une boudi- neuse chauffée de laquelle le chlorure de polyvinyle-ou poly- éthylène sort so U 8 forme fluide avec liaison intérieure des déchets pour-être coulé en blocs de matière plastique compacts et aptes au stockage définitif. Des raisons économiques imposent de maintenir aussi faible que possible le volume des déchets radio-actifs à stocker définitivement L'invention a pour objet un procédé amélioré dans ce sens Ce procédé, du genre annoncé, est caractérisé par le fait que l'on utilise comme matériau thermoplastique servant de matrice une matière synthétique thermoplastique radio-active. Cette matière synthétique thermoplastique radio-active peut constituer elle-même un déchet actif Son utilisation en matériau de matrice augmente certes la radio-activité spécifique des blocs de matière plastique de stockage final obtenue mais cela peut se passer dans le cadre des limites admissibles, en sorte que l'on ntait pas à recourir à des mesures supplémen- taires lors du stockage final desdits blocso D'autre part, on loge une quantité de déchets radio- actifs accrue dans le même volume pris par un bloc de matière plastique. C'est à vrai dire une pratique connue que de brûler pour en diminuer le volume des déchets radio-actifs et de lier par exemple la cendre dans du ciment puis de la stocker défini- tivement Mais ce procédé n'est pas utilisable si les déchets radio-actifs renferment une matière plastique halogénée, telle que chlorure de polyvinyle, radio-active, car la combustion t O d'une telle matière plastique s'accompagnerait du dégagement de gaz chlorhydrique qu'il faudrait neutraliser et qui donnerait comme produit de neutralisation une solution de chlorure de sodium radio-active qu'il faudrait à son tour reconvertir en un produit solide apte au stockage définitif. Il est avantageux d'incorporer par fusion les-déchets dans la matière synthétique thermoplastique radio-active à l'intérieur d'un champ électromagnétique à haute fréquence. On échauffe de la sorte uniformément la matière plastique halo- génée dans les déchets radio-actifs, si bien que l'on évite la formation de gaz chlorhydrique par suréchauffement local du mélange de déchets et de matière plastique. L'invention et ses avantages seront mieux compris à l'aide de la description détaillée d'un exemple de réalisation non limitatif. Un mélange radio-actif hétérogène de déchets typique produit lors de la fabrication d'éléments ^ combustiblesde réacteur nucléaire qui renferment du plutonium peut présenter, à c 8 té de composants minéraux, les composants organiques suivants: % en poids de chlorure de polyvinyle radio-actif, 15 % en poids de caoutchouc synthétique radio-actif, 10 ? en poids de cellulose radio-active et 5 % en poids de diverses autres matières plastiques radio-actives. Un réduit dans un broyeur à lames ces composants organiques radio-actifs de déchets à une grosseur de grain moyenne de 5 mm On mélange ensuite le cas échéant avec des composants radio-actifs minéraux de déchets, tels que de petits riblons ou des rognures de verre, ces composants organiques radio-actifs broyés de déchets et l'on déverse le mélange dans un récipient en polytétrafluoro-éthylène Après fermeture du récipient par un couvercle constitué également de polytétra- fluoro-éthylène, on le place dans un champ électromagnétique à haute fréquence, en sorte que le chlorure de polyvinyle radio- actif qu'il renferme s'échauffe à une température de 1500 C Ce traitement porte à écoulement non seulement le polychlorure de vinyle radio-actif présent dans le récipient, mais aussi les autres matières synthétiques thermoplastiques radio-actives. Ces matières synthétiques thermoplastiques radio-actives amenées à s'écouler agissent en matériau de matrice Elles enferment de toute part les composants de déchets restés solides et les substances radio-actives renfermées globalement dans ces déchets. Après le débranchement du champ électromagnétique à haute fré- quence, la masse se trouvant dans le récipient de polytétra- fluoro-éthylène se solidifie en un bloc de matière plastique radio-actif exempt de cavités que l'on insère en même temps que le récipient de polytétrafluoro-éthylène dans un fft, d'acier inoxydable qui, après fermeture par un couvercle de même acier, est apte au stockage définitif. Suivant une particularité avantageuse possible de l'invention, on ajoute à la matière synthétique plastique radio- active dans le mélange radio-actif des déchets, avant l'échauf- fement dans le champ électromagnétique à haute fréquence et, par conséquent, avant incorporation par fusion des déchets radio- actifs, une substance qui fixe le H Cl sans dégagement de gaz. Convient particulièrement comme telle substance de l'oxyde de calcium pulvérulent que l'on ajoute uniformément aux déchets radio-actifs en une quantité en poids inférieure à 1 % par rapport au composant de matière plastique halogéné radio-actif desdits déchets* Pour mieux utiliser la capacité du récipient de poly- tétrafluoro-éthylène, il est en outre préférable de verser et incorporer par fusion dans celui-ci à plusieurs reprises successives du mélange radio-actif de déchets en ayant soin en même temps de précomprimer à l'aide d'un outil de presse la quantité chaque fois versée et de réduire par là le nombre des processus de fusion. Il est avantageux aussi de pratiquer l'incorporation par fusion du mélange radio-actif de déchets dans le récipient de polytétrafluoro-éthylène à l'intérieur d'une atmosphère régnant dans ledit récipient au-dessus du mélange qui soit dotée dtune pression effective inférieure à 1 bar On évite de la sorte encore mieux la formation de cavités dans le bloc de matière plastique radio-actif par l'effet de bulles de gaz dans la phase thermoplastique Cette pression de travail peut être engendrée à l'aide d'une pompe d'aspiration reliée à une tubu- lure appropriée du couvercle du récipient de polytétrafluoro- éthylène. Ce procédé de conditionnement final permet d'atteindre une densité de la fraction organique des déchets radio-actifs à stocker presque égale à la densité théorique 1,4 g/cm 3 du chlorure de polyvinyle et représentant un compactage au facteur 3-5 par rapport à la fraction organique du mélange de déchets avant la fusion. REVENDICATIONS 1 Procédé de conditionnement final de déchets radio- actifs et/ou toxiques par incorporation par fusion, avec occlu- sion de toute part, dans un matériau thermoplastique servant de matrice de substances nocives radio-actives et/ou toxiques contenues dans lesdits déchets caractérisé par le fait que l'on utilise comme matériau thermoplastique servant de matrice une matière synthétique thermoplastique radio-active, 2 Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'on incorpore par fusion les déchets dans la matière synthétique thermoplastique radio-active à l'intérieur d'un champ électromagnétique à haute fréquence. 3 Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'on ajoute à la matière synthétique thermoplastique radio-active, avant l'incorporation par fusion des déchets, une substance qui fixe le H Cl sans dégagement de gaz* 4 Procédé selon la revendication I caractérisé par le fait que l'on effectue l'incorporation par fusion à l'inté- rieur d'une atmosphère dotée d'une pression effective inférieure à 1 bar.