Brevet FR2567306A1 — publié le 19860110

1.-- "Dispositif de transport pour des substances hautement radio- actives." L'invention concerne un dispositif de transport pour des substances hautement radio-actives placées dans un conteneur, notamment des produits fissibles hautement actifs enrobés de verre, avec une protection contre le rayonnement gamma et le rayonnement neutronique, ainsi que contre la cha- leur, protection qui permet un stockage direct des conteneurs. Un problème technique est posé par le transport dans des conditions de sécurité de substances hautement radio- actives, notamment de produits fissibles hautement radio-actifs enrobés dans du verre jusqu'à un diamètre de 430 mm, qui ont une puissance thermique de 2,5 KW, un débit d'émission de neu- trons de 2,65 x 109 par seconde, et un débit d'émission gamma d'environ 1 x 1016 t 's/sec, le centre de gravité du spectre gamma se situant à environ 0,7 MeV à la surface de l'enrobage et à environ 1,5 MeV après une protection minimale nécessaire.. Les produits fissibles hautement radio-actifs à transporter présentent un débit spécifique d'émission très élevé aussi bien thermique que radiologique, qui croit comme le carré du diamètre de l'enrobage. Il existe alors pour le transport d'en- robage de produits fissibles hautement radio-actifs dans du verre, le problème d'une évacuation suffisante de la chaleur et d'une protection suffisante contre le rayonnement gamma et les neutrons, tandis que le poids du conteneur de transport doit rester faible et ses dimensions limitées, 2.- Onoconnaot certes des conteneurs de transport de la firme allemande Transnuklear und GNS. Ils sont toutefois volumineux et ne conviennent pas pour la manipulation et le processus de stockage des substances dans des mines sans ins- tallation externe supplémentaire. Le problème posé à l'invention consiste dès lors à créer un dispositif de transport du type initialement mentionné de façon à assurer, en dehors de la garantie d'une bonne protection radiologique et d'une bonne évacuation de la chaleur hors du conteneur, une facilité de manipulation même dans une mine de dimensions réduites, en y ajoutant une impor- tante condition supplémentaire, à savoir qu'un stockage direct des enrobages de produits fissibles hautement actifs soit pos- sible sans protections supplémentaires dans des forages et que lors de ce processus, le personnel de service puisse rester au voisinage du dispositif de transport. La solution de ce problème est obtenue, confor- mément à l'invention en ce que le dispositif de transport com- porte: a) une constitution partielle en forme de cuvette de la protec- tion dans laquelle les boucliers de protection contre le rayonnement neutronique et le rayonnement gamma, ainsi que l'isolation contre la chaleur, sont disposés de faqon en partie concentrique à partir de l'extérieur vers le conteneur, b) un couvercle avec une constitution correspondant à la cons- titution partielle de la protection, c) un tiroir à la partie inférieure, tiroir dont la constitution correspond également à celle de la protection, d) une tête en forme de champignon sur le conteneur avec, sur le couvercle, un organe de saisie de cette tête en forme de champignon associé à cette tête. D'autres formes complémentaires avantageuses de l'invention prévoient que le dispositif de transport est carac- térisé en ce que: - une ouverture sur la face inférieure peut être libérée par le 3.- tiroir, ouverture par l'intermédiaire de laquelle le conte- neur peut 8tre évacué au moyen de l'organe de saisie de la tête en forme de champignon, - sa surface peut être munie de nervures de refroidissement, - en ce que du LiH peut Otre utilisé pour la protection contre les neutrons, - les différents boucliers de protection sont séparés les uhs des autres par des tôles d'acier, - comme isolation thermique, il est prévu une couche fusible. L'avantage particulier du dispositif de trans- port conforme à l'invention réside en ce que le matériau fis- sible hautement radio-actif peut être amené directement dans une mine pour son stockage définitif à partir des sites de production des déchets radio-actifs ou bien à partir d'un stocka- ge intermédiaire. En outre, un système de préhension est inté- gré dans le dispositif de transport pour permettre l'évacua- tion par éclusage des enrobages de produits radio-actifs. L'invention va être décrite plus en détail en se référant à un exemple de réalisation représenté sur la figure unique ci-jointe. Cette figure représente en coupe un dispositif de transport 1 du type Asse TB 1. Ce dispositif convient pour le transport du conteneur 2, c'est-à-dire un enrobage de pro- duits fissibles hautement radio-actifs, depuis le site de pro- duction jusqu'au stockage terminal. Les dispositions prises pour la protection contre le rayonnement, l'évacuation de la chaleur, la résistance mécanique, et la prévision des incidents, aboutissent à une construction compacte. Des boucliers de pro- tection, réalisés sous forme cylindrique ou bien sous forme de cuvettes, et qui constituent une partie du dispositif de trans- port 1, sont disposés concentriquement autour de l'évidement 3, dans lequel est logé le conteneur 2. Ces boucliers de protec- tion consistent en une enveloppe de plomb 4 (145 mm) et enune enveloppe 5 (135 mm) pour la protection contre les neutrons (enveloppe constituée par exemple d'orthophosphate d'ammonium, 4.- d'hydride de lithium, ou d'une résine époxy). Les deux bou- cliers de protection 4, 5 sont revêtus de parois en acier 6, 7, 8 ou bien comportent une paroi commune en acier 7. Les deux boucliers de protection 4 et 5 ou bien les parois en acier 6, 7, 8, sont réalisés de façon à former en même temps le fond du dispositif de transport 1. Le couvercle 9 a une construction analogue. Toutefois, les écrans de protection 4' et 5' sont en forme de tronc de cône avec une conformation appropriée des parois en acier 6', 7', 8'. Les boucliers de protection entourent un évi- dement 10 dans lequel est disposé un organe de saisie 11 d'une tête en forme de champignon. L'évidement 10 est fermé vers l'extérieur au moyen d'un bouchon 12 dont la constitution 4" - 8" correspond également à celle des boucliers de protec- tion 4 et 5. 1otamment, il est réalisé avec des gradins, de sorte qu'il n'y ait aucun trajet direct vers l'environnement pour le rayonnement sortant de l'enrobage 2. L'évidement 10 a une conformation correspondante. Au fond du dispositif de transport 1, il est prévu un tiroir 13 grâce auquel l'évidement 3 peut être libéré. Ce tiroir 13 comporte en principe à nouveau la m8me constitu- tion 4"' - 8"' que les boucliers de protection 4 et 5. Ce ti- roir 13 est notamment réalisé sous forme cubique, de sorte qu'au moyen de dentures 14 et de gradins 15 - 17 on veille à ce que ce tiroir plat 13 ait un bon guidage et qu'en outre aucun accès direct ne subsiste entre l'enrobage 2 et l'environnement. Une denture correspondante 18 existe entre le couvercle 9 et la partie du bouclier 4 - 8. la protection contre le rayonnement gamma est assurée en premier lieu par le bouclier en plomb 4 - 411". Les autres matériaux du conteneur, notamment les parois en acier 6 - 8"' contribuent également à la protection gamma. Le bou- clier d'hydride de lithium 5 - 5"' venant à la suite sert à la protection contre les neutrons. Au milieu de la partie frontale supérieure de 5.- l'enrobage 2, il est prévu une tète en forme de champignon 19 pénétrant dans l'évidement 10 du couvercle 9. Dans la partie de l'évidement 10 laissée libre par le bouchon 12, se trouve l'organe de saisie 11 de la tète en forme de champignon. Il est constitué essentiellement de crochets 20 qui pendent tout autour de la tête en forme de champignon 19, et qui peuvent être pivotés au moyen d'une barre de réglage de l'ex* térieur du couvercle. Le bouchon 12 et le support 22 pour l'organe de saisie 11 de la tête en forme de champignon, ainsi que le couvercle 9 lui-même sont réalisds d'une façon inté- grée, de sorte qu'avec eux le couvercle 9 peut être soulevé tandis que le bouchon 12 peut être maintenu simultanément dans l'évidement 10. Lors d'un déplacement transversal vers le bas du barreau de positionnement 21, les crochets 20 sont soulevés de la tête 19 en forme de champignon. Dans le cas d'un déplacement approprié vers le haut, ils viennent en prise sous la tète en forme de champignon 19, de sorte que l'enrobage 2, lors d'un abaissement effectué ensuite hors de l'évidement 3 rendu libre par le tiroir plat 13, peut 8tre enlevé du disposi- tif de transport. Les boucliers 4 - 8"' sont entourés d'une cou- che isolante 23 ' 23"', qui est recouverte vers l'extérieur par une enveloppe d'acier 24 - 24"'. Toutes les parois en acier 6 - 8"' et 24 - 24"' garantissent la résistance mécanique du dispo- sitif de transport 1, aussi bien en exploitation normale que dans une situation d'incidents. Sur la partie cylindrique 4 - 8 il est prévu sur l'enveloppe externe, pour améliorer l'évacua- tion de la chaleur, des nervures de refroidissement en acier 25. Il est en outre possible de munir l'enveloppe en acier 24 - 24"' d'orifices et d'utiliser, comme couches isolantes 23 - 23"'8 un métal ou une combinaison métallique fondant à une tempé- rature déterminée. Notamment lors d'échauffements à partir de l'extérieur, il est ainsi garanti que le dispositif de transport I reçoit une protection supplémentaire tout au moins pour un laps de temps déterminé. La chaleur arrivant de l'extérieur est 6.- au début captée par le matériau de la couche isolante 23 - 23"'. Celle-ci fond et coule par les orifices de l'enveloppe en acier 24 - 24"'. Ainsi, le contact thermique direct entre l'enveloppe en acier 24 - 24"' et la paroi en acier 8 - 8"' est interrompu. Le chargement du dispositif de transport 1 s'ef- fectue le plus souvent dans une cellule chaude, soit par le haut après enlèvement du couvercle 9, soit par le bas au moyen de 1' organe de saisie 11 de la t8te en forme de champignon in- tégré dans le couvercle 9, le tiroir plat 13 étant alors ouvert. On peut mettre en oeuvre un organe de saisie 11 mécanique ou électromécanique de la tête en forme de champignon. Un trans- bordement à partir de conteneurs de transport collectif est possible avec des appareillages d'éclusage et de manipulation appropriés. Le déchargement de conteneur 2 dans les forages s'effectue après ouverture du tiroir plat 13 et la fermeture du forage s'effectue avec l'organe de saisie 11 de la tête en forme de champignon et avec une installation de treuil qui lui est associée. 7.- REVENDICATIONS 1. Dispositif de transport pour des substan- ces hautement radio-actives placées dans un conteneur1 nota% ment des produits fissibles hautement actifs enrobés de verre1 avec une protection contre le rayonnement gamma et le rayonne- ment neutronique, ainsi que contre la chaleurs protection qui permet un stockage direct des conteneurs, dispositif de trans- port caractérisé en ce qu'il comporte: a) une constitution partielle en forme de cuvette de la protec- tion (4 - 8) dans laquelle les boucliers de protection (49 5) contre le rayonnement neutronique et le rayonnement gamma, ainsi que l'isolation (23) contre la chaleur, sont disposés de façon en partie concentrique à partir de l'extérieur vers le conteneur (2), b) un couvercle (9) avec une constitution (4% 8"sl 253 235') correspondant à la constitution partielle de la protection (4 - 8, 23), c) un tiroir (13) à la partie inférieure, tiroir dont la cons- titution (4"' ( 8"', 23"') correspond également à celle de la protection (4 - 8; 23)9 d) une tète en forme de champignon (19) sur le conteneur (2) avec, sur le couvercle (9), un organe de saisie (11) de cette tête en forme de champignon associé à cette tête. 2.- Dispositif de transport selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce qu'une ouverture sur la face inférieu- re peut être libérée par le tiroir (13)9 ouverture par l'inter- médiaire de laquelle le conteneur (2) peut être évacué au moyen de l'organe de saisie (11) de la tête en forme de champignono 3.- Dispositif de transport selon l'une quelcon- que des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que sa surface (24) peut être munie de nervures de refroidissement (25)c 4.- Dispositif de transport selon l'une quela conque des revendications I à 3, caractérisé en ce que du LiH peut être utilisé pour la protection contre les neutrons0 3> 5,- Dispositif de transport selon lune quelcon- que des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les diffé- rents boucliers de protection (4 - 5"', 23 - 23"') sont séparés les uns des autres par des tôles d'acier (6 - 8"', 24 - 24'1). 6.- Dispositif de transport selon l'une quel- conque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, comme isolation thermique (23) il est prévu une couche fusible.