Brevet FR2600203A1 — publié le 19871218

La présente invention concerne un procédé pour la décontamination des matériaux ayant subi une contamination radioactive et, en particulier, de matériaux ayant subi une contamination radioactive à l'état solide, telle qu'elle se présente, par exemple, dans l'industrie nucléaire. On sait que la décontamination des matériaux ayant subi une contamination radioactive peut s'effectuer en mettant ceux-ci, par étapes et successivement, en contact avec différents produits chimiques. Ce procédé présente, toutefois, l'inconvénient qu'il est très long, compte tenu du grand nombre d'étapes nécessaires, d'autant plus que chaque étape doit s'accompagner de mesures de sécurité, compte tenu de la radioactivité existante. La présente invention a donc pour pbjet de proposer essentiellement un procédé pour la décontamination des matériaux à contamination radioactive au moyen d'un traitement principal de ces matériaux permettant de les débarrasser de la contamination, ou bien de réduire la contamination dans une mesure sensible, ou encore de mettre les matériaux en question dans un état tel que leur contamination radioactive puisse être facilement éliminée. Un autre objet de la présente invention consiste à prévoir un procédé pour la décontamination des matériaux à contamination radioactive pouvant être utilisé pour toutes les variantes de contamination radioactive qui peuvent se produire, en fonction des circonstances, sur les surfaces de matériaux telles que, par exemple, contamination non adhérente ou solide, contamination fixée, contamination dans une couche d'oxyde superficielle, etc. La présente invention a également pour objet de proposer un procédé original permettant, grâce à une décontamination chimique, de réaliser une séparation et une élimination très efficaces des substances radioactives sur les surfaces du matériau, et-cela sans que des techniques compliquées et difficiles doivent être utilisées. A cet effet, le procédé conforme à la présente invention consiste essentiellement à mettre directement en contact la surface de matériau contaminé avec une solution préparée à l'avance d'acide nitrique (HN03) et de permanganate de potassium (KMn04) pendant un temps déterminé, afin de mettre la surface du matériau dans un état tel que la contamination radioactive puisse être facilement éliminée, cette opération étant suivie par l'élimination des éléments radioactifs pendant et/ou après le contact avec l'agent de traitement précité. L'invention sera décrite ci-après, pour mieux faire comprendre ses caractéristiques, en utilisant un exemple non limitatif, décrivant en détail le procédé précité. Comme mentionné ci-dessus, le traitement des matériaux contaminés suivant la présente invention comporte leur mise en contact avec une solution d'acide nitrique dans laquelle est dissous du permanganate de potassium. A cet effet, l'agent de traitement est préparé avant d'être mis en contact avec les surfaces de matériau ayant subi une contamination radioactive. Dans ce cas, la concentration de l'acide nitrique est égale, de préférence, à 3 % en poids. Cette concentration peut toutefois être choisie plus faible ou plus élevée, suivant la nature et le degré de la contamination radioactive. Il convient de mentionner à ce propos que le pH optimal est généralement inférieur à 1. C'est ainsi que, pour traiter de l'acier inoxydable, on travaillera, de préférence, avec un pH d'environ 0,5. La quantité de permanganate de potassium qui est dissoute dans la solution d'acide nitrique dépend également de la nature et du degré de la contamination, ainsi que du matériau à traiter. C'est ainsi, par exemple, que, pour la plupart des surfaces en acier inoxydable, une quantité initiale de trois grammes de permanganate de potassium par litre de solution d'acide nitrique paraît être la composition la plus appropriée. L'agent de traitement ainsi obtenu sera chauffé, de préférence, soit avant, soit pendant le traitement des surfaces ayant subi une contamination radioactive, jusqu'à une température optimale. Pour un grand nombre d'applications, cette température optimale est de 90 à 95 C. On peut toutefois travailler aussi à des températures plus faibles, mais il est évident que ceci implique des durées de traitement plus longues pour atteindre le même résultat. Une fois que l'agent de traitement a été préparé et amené à une température suffisante, les surfaces ayant subi une contamination radioactive sont traitées avec celui-ci. Les durées de traitement peuvent être choisies très différemment, en fonction des applications et, également, en fonction de la température de l'agent de traitement et de la nature et du degré de la contamination. Il va de soi que tous les paramètres précités, tels que la concentration de l'acide nitrique, la quantité de permanganate de potassium, la température de l'agent de traitement et les durées de traitement peuvent être déterminés expérimentalement pour différentes applications, afin de travailler dans des conditions optimales. La mise en contact des surfaces du matériau à contamination radioactive à traiter avec l'agent de traitement peut s'effectuer d'une manière choisie à volonté, par exemple, au moyen d'un courant de liquide sur la surface à traiter, par des techniques d'immersion, par humidification ou arrosage. L'objectif du traitement précité est de faire pénétrer l'agent de traitement précité jusqu'au matériau de base et de détacher la couche contaminée extérieure. Au cours de cette première phase, une grande partie des éléments radioactifs passe déjà dans la solution précitée. Pendant ou après le traitement avec l'agent de traitement précité, la couche extérieure détachée ou alors en cours de décollement est totalement séparée du matériau de base. La séparation de la couche extérieure peut être réalisée en utilisant les techniques classiques les plus diverses. On peut citer, comme exemples de techniques utilisées,de préférence - l'application d'ondes ultrasoniques alors que le matériau à traiter se trouve dans la solution acide de permanganate - l'application d'ondes ultrasoniques après que le matériau à traiter a été retiré de la solution acide de permanganate - le martelage de la couche extérieure - le grattage et/ou le brossage des surfaces de matériau - la mise en solution chimique de la couche extérieure contaminée de la surface du matériau, par exemple, au moyen d'une solution d'acide oxalique. Si, après le traitement avec la solution acide de permanganate précitée, suivi par un traitement pour éliminer la couche contaminée extérieure, on n'a pas obtenu de résultat satisfaisant, le procédé précité peut être répété, éventuellement avec des concentrations accrues des solutions précitées. Une application particulière du procédé de la présente invention consiste à décontaminer le circuit primaire des centrales nucléaires ayant subi une contamination radioactive. Au moment où ce circuit est mis hors service, par exemple, pour un contrôle ou une réparation, on peut faire circuler la solution précitée chauffée dans ce circuit primaire. De cette manière, les conduites, les pompes, les générateurs de vapeur et le corps du réacteur sont décontaminés. Le rinçage du circuit primaire peut s'accompagner d'un traitement par vibrations ultrasoniques de ces éléments, afin d'améliorer le traitement. Les composants ou particules à contamination radioactive ainsi détachés peuvent être captés, par exemple, au moyen d'un élément filtrant, pour être éliminés ensuite du circuit primaire. Il va de soi qu'il existe de nombreuses variantes à la mise en oeuvre du procédé précité, et on peut utiliser des concentrations, des rapports de quantités, des températures et des temps de contact différents, sans sortir du cadre de la présente invention REVENDICATIONS 1. Procédé pour la décontamination de matériaux ayant subi une contamination radioactive, caractérisé en ce qu'il comporte principalement la mise en contact direct de la surface du matériau contaminé avec une solution d'acide nitrique (HN03) dans laquelle est dissous du permanganate de potassium (KMnO4) pendant un temps déterminé, afin d'amener la surface dans un état tel que la contamination radioactive puisse être facilement éliminée, suivie par l'élimination des éléments radioactifs pendant et/ou après le contact avec l'agent de traitement précité. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la solution d'acide nitrique contenant du permanganate de potassium dissous est chauffée. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la solution précitée d'acide nitrique contenant du permanganate de potassium dissous est mise en contact avec la surface du matériau contaminé à une température qui est essentiellement comprise entre90 et 950C. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la concentration de la solution d'acide nitrique est essentiellement de 3 % en poids. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la quantité de permanganate de potassium dissoute dans la solution d'acide nitrique est essentiellement de 3 grammes par litre de solution. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élimination des éléments radioactifs est principalement assurée en utilisant des ondes ultrasoniques pendant la mise en contact des matériaux contaminés avec-la solution acide de permanganate. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'élimination des éléments radioactifs comporte essentiellement un traitement avec des ondes ultrasoniques après que les matériaux contaminés ont été retirés de la solution acide de permanganate. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'élimination des éléments radioactifs s'effectue principalement par martelage, grattage ou brossage de la surface du matériau pendant et/ou après le traitement par la solution acide de permanganate. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'élimination des éléments radioactifs s'effectue principalement en mettant en solution chimique la couche extérieure contaminée, après le traitement par la solution acide de permanganate.