Brevet FR2635608A1 — publié le 19900223

La présente invention concerne des cellules d'élec- trolyse et en particulier des cellules d'électrolyse desti- nées à être utilisées avec des liqueurs contenant du plu- tonium. Une cellule d'électrolyse selon l'invention comporte un boîtier disposé verticalement, un ensemble comprenant une ou plusieurs électrodes, monté de façon amovible à l'intérieur du boîtier, par une ouverture formée à l'extré- mité supérieure du boîtier, un canal d'entrée d'électrolyte placé à l'extrémité inférieure du boîtier et un canal de sortie et un canal de débordement et évent, placés à l'ex- trémité supérieure du boitier et au-dessous du niveau d'un joint d'étanchéité placé autour de l'ouverture de l'extré- mité supérieure du boîtier. L'ensemble d'électrodes peut être unipolaire, c'est- à-dire que l'électrode ou chaque électrode de l'ensemble est connectée séparément à une alimentation afin que toutes les surfaces de l'électrode portent la même charge. Dans une variante, l'ensemble peut être bipolaire et dans ce cas les connexions à une alimentation sont réalisées uniquement avec les électrodes d'extrémité de l'ensemble. Les élec- trodes intermédiaires sont polarisées dans le champ élec- trique résultant, les faces opposées ayant des charges opposées. De préférence, l'ensemble des électrodes comporte des électrodes métalliques sous forme de plaques ayant des surfaces anodiques et cathodiques opposées qui sont sensi- blement parallèles et assurent une répartition uniforme du courant sur toutes les électrodes. Le boîtier peut avoir une construction soudée de façon continue, avantageusement formée d'acier inoxydable ou de titane. Les électrodes peuvent être formées de titane ou de tantale pour la cathode et de titane ou de tantale revêtu de platine ou d'iridium pour l'anode. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe d'une cellule unipolaire cylindrique; la figure 2 est une coupe d'une cellule cylindrique à empilement bipolaire; et la figure 3 est une coupe d'une variante de cellule bipolaire cylindrique. Comme représenté sur la figure 1, une cuve cylin- drique 1 joue le rôle d'une électrode, avantageusement d'une cathode, et contient un cylindre central creux et coaxial 2 jouant le rôle d'une anode. Le cylindre 2 est supporté à la partie supérieure de la cuve 1 et est isolé électriquement de la cuve 1 par un joint d'étanchéité 3, avantageusement céramique, placé entre des contacts élec- triques respectifs 4 et 5. Bien qu'ils ne soient pas repré- sentés sur la figure 1, des déflecteurs de guidage peuvent être placés entre le cylindre 2 et la cuve 1 afin qu'un espace annulaire pratiquement uniforme soit maintenu entre les électrodes. Un canal 6 d'alimentation en électrolyte est formé à la base de la cuve 1. Le produit sort par le canal 7 et un canal évent 8 de débordement est placé au-dessous du niveau du joint 3 d'étanchéité. La cellule peut fonctionner de manière pulsée afin que le transfert massique soit accru entre les surfaces des électrodes et la masse de la liqueur, avec utilisation d'un débit global faible si bien que le temps de séjour dans la cellule est maximal. Un matériau 9 d'absorption des neutrons peut être incorporé au cylindre 2 afin qu'il assure la sécurité en empêchant la formation d'une masse critique. La figure 1 est un exemple de cellule unipolaire dans laquelle chaque électrode est directement connectée à la borne convenable d'une batterie d'accumulateurs ou d'une autre alimentation électrique. Dans une variante, la cuve cylindrique 1 ne consti- tue pas une électrode. Au contraire, une électrode cylin- drique séparée, isolée électriquement de la cuve 1, peut être placée autour du cylindre central 2. La figure 2 est un exemple d'une cellule à empile- ment bipolaire. Comme indiqué précédemment, un boîtier 20 est muni d'un canal 21 d'alimentation, d'un canal 22 de produit et d'un canal évent 23. Le canal d'alimentation peut être pulsé. La cellule comporte un empilement d'élec- trodes 24 sous forme de disques perforés ou de plaques analogues à des tamis, placées à distance les unes des autres et du boîtier 20 et isolées électriquement les unes des autres et par rapport au bottier 20. L'électrode 24 en forme de plaque peut être placée entre des isolateurs céra- miques cylindriques externe et interne 25 et 26 qui la supportent. Les deux plaques d'extrémité de l'empilement sont connectées à des contacts électriques respectifs. Ainsi, l'électrode formant la plaque supérieure est connectée au contact électrique 27 et l'électrode formant la plaque inférieure est connectée par un tirant 28 au contact élec- trique 29. L'ensemble des électrodes est supporté sur le boîtier 20 et des isolateurs céramiques 30 sont placés entre les contacts électriques 27 et 29 et entre le contact 27 et le boîtier 20. Lors de l'utilisation, la liqueur (qui peut être pulsée par l'intermédiaire d'un conduit 31 comme représenté sur la figure 3) s'élève dans l'empilement des électrodes. Le trajet de circulation passe par les perforations des plaques 24 et est perpendiculaire aux surfaces des élec- trodes. Dans une variante de disposition bipolaire représen- tée sur la figure 3, l'empilement peut comporter des plaques annulaires ayant chacune une série circulaire de trous placée près de la périphérie interne ou externe, les plaques étant disposées en alternance de manière que le courant suive un trajet sinueux sensiblement parallèle aux surfaces des plaques. Les références identiques à celles de la figure 2 désignent sur la figure 3 des éléments sensi- blement identiques ou analogues dont on ne répète donc pas la description. Dans chacun des modes de réalisation, on peut noter que l'ensemble des électrodes placé dans le boîtier peut être facilement retiré et remplacé le cas échéant par ouverture de la partie supérieure du boîtier. L'ensemble des électrodes est sous forme d'un ensemble constituant une cartouche qui peut être chargée dans le boîtier et déchar- gée du boîtier. REVENDICATIONS 1. Cellule d'électrolyse, caractérisée en ce qu'elle comporte un boîtier vertical (20), un ensemble comprenant une ou plusieurs électrodes (2, 24) et placé de façon amo- vible dans le boîtier, par une ouverture formée à l'extré- mité supérieure du boîtier, un canal d'entrée (6) destiné à l'électrolyte et placé à l'extrémité inférieure du boîtier, et un canal de sortie (7) et un canal évent et de déborde- ment (8) placés à l'extrémité supérieure du boîtier et au- dessous du niveau d'un joint d'étanchéité (3) placé autour de l'ouverture de l'extrémité supérieure du boîtier. 2. Cellule d'électrolyse selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'ensemble des électrodes est de type unipolaire et comporte une anode cylindrique (2) mon- tée coaxialement dans une cathode cylindrique (1). 3. Cellule d'électrolyse selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'ensemble des électrodes (24) est de type bipolaire. 4. Cellule d'électrolyse selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'ensemble des électrodes comporte plusieurs électrodes (24) ayant des surfaces parallèles. 5. Cellule d'électrolyse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le boî- tier (20) a une construction soudée de façon continue.